第八章卫星移动通信

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1、第八章 卫星移动通信第八章 卫星移动通信卫星通信概述卫星移动通信系统的特点卫星移动通信系统的分类卫星移动通信系统的传输技术卫星移动通信系统的组成卫星移动通信系统的发展趋势卫星通信概述1.卫星通信 开普勒于16世纪发现了行星运动规律（即开普勒三定律），但当时并不知道行星为什么要按此规律运行。后来牛顿发现了万有引力，才对三定律作出总结和解释。为此奠定了人造卫星依靠惯性绕地球运行的理论基础。 19世纪中叶人造卫星还仅仅是一种科学幻想。在二十世纪初由俄国的齐奥尔科夫斯基全面阐述宇宙飞行理论，并在1903年证明了把飞行器送到大气层外，使它象月球一样永远绕着地球运行是可能的。第八章 卫星移动通信卫星通信概

2、述 1945年10月英国物理学家、作家克拉克在“无线电世界”杂志上发表一篇幻想文章，描述了一地球同步轨道上的中继站作全球通信的景象。当时，正是利用电离层的反射作用进行短波通信的鼎盛时代。由于电离层的高度和反射率随着季节、昼夜而经常变化，因而短波通信信号不稳定。为此出现了微波接力通信利用高山或铁塔来建造中继站，实现大范围稳定信号传输。克拉克的设想就是将中继站置于静止轨道，每隔 设置一个静止卫星，可实现全球通信，如图所示。第八章 卫星移动通信卫星通信概述第八章 卫星移动通信卫星通信概述2.卫星移动通信 移动卫星通信一般指利用卫星中继实现车辆、舰船、飞机及个人在运动中的通信，或移动用户与固定用户间的

3、相互通信，尤其是在海上、空中和地形复杂而人口稀疏的地区中实现移动通信，具有独特的优越性。除了可实现远距离及在多个国家之间漫游服务外，还可有效改善飞机、舰船、公共交通、长途运输等的控制和引导。以及意外事故的救援行动，很早就引起人们的重视。第八章 卫星移动通信卫星通信概述 应用移动卫星通信较早、较成功的是国际海事卫星INMARSAT系统。海上移动通信很长时间使用短波，后来陆上移动通信使用VHF频段的大区制和蜂窝通信系统。但是这些技术仅能用于支持近海船只通信，无法应用到远洋船只中。卫星通信出现后，人们很想用于移动通信，但是早期的卫星通信需要大口径的地球站和天线对卫星精确跟踪，只有大的船只才适合安装。

4、因此可以说，移动卫星通信从海事通信开始。 1976年国际海事卫星组织在太平洋、大西洋、印度洋上空发射了三颗对地静止卫星，称为Inmarsat-A卫星，供三大洋上航行的船只使用。这是第一个海上移动通信系统，也是第一个商用的移动卫星通信系统。最初仅有话音业务，后来又增加了数据业务，满足了大部分的海事通信要求。第八章 卫星移动通信卫星通信概述3.卫星移动通信的发展动力 移动卫星通信的基础是卫星通信，其最初应用是海事移动通信，解决了过去海上短波通信信号传输不稳定，抗干扰能力差的问题，自1976年便获得了广泛的应用。除了海上移动通信推动因素以外，陆地移动通信、个人通信以及市场全球化等因素也大大促进了移动

5、卫星通信的发展。第八章 卫星移动通信l陆地移动通信迅速发展的促进 公共陆地移动通信的使用最早可追溯到20世纪20年代，但其蓬勃发展是从80年代初期蜂窝通信网的建设开始的，90年代初期数字蜂窝移动通信系统的建成更为公共陆地移动通信的发展注入了更大的活力。自20世纪80年代中期以来，全球的移动通信用户数以50%-60%的速率逐年增长。但不管怎样，地球上仍有许多地方是公共陆地移动通信系统覆盖不到的，空中和海上的活动区域是重要的组成部分。即使是陆地上，人烟稀少的地方也很难用陆地移动通信手段覆盖，或者说很难降低成本。这是卫星移动通信发展迅速的主要推动力。同时，全球各地已存在多种不同的陆地通信系统，但兼容

6、性不够，致使用户之间难以互联互通，刺激了移动卫星通信系统的发展。第八章 卫星移动通信l个人通信的提出带来了新的刺激 所谓个人通信，是指任何人在任何时间和任何地点都可以通过通信网用任何信息媒体及时地与任何人进行通信。显然，实现个人通信的一个基本条件是要有一个在全球范围内无缝的通信网络，卫星通信则是实现的重要手段之一。因此，人们在探讨未来的个人通信系统时，无一例外地都考虑了全球个人卫星通信系统（S-PCS）。第八章 卫星移动通信l市场的驱动 随着经济的全球化，每时每刻经济活动都不会停止。在一个普通的公司内，25%的工作人员有多达20%的时间在其办公室外工作；另外，全球仅有约5%的陆地面积能被地面蜂

7、窝移动通信系统覆盖，且多个蜂窝系统之间可能还互不兼容；另外，即使是蜂窝移动通信系统覆盖的区域还可能存在着覆盖缝隙。这些都为移动卫星通信系统的发展提供了机遇，或者说提供了潜在的使用对象。 从电信市场而言，1997年全球移动通信业的总收入为20亿美元，而到2005年总收入达到了200亿美元。所有这些外在因素，加上卫星通信本身具有的独特优点、良好的使用经历和技术基础，使得移动卫星通信取得了迅速的发展，并继续呈现出高速发展的态势和良好的发展前景。第八章 卫星移动通信卫星移动通信系统的组成第八章 卫星移动通信 移动卫星通信系统的组成如下图所示，主要由卫星转发器、地面主站、地面基站、地面网络协调站和众多的

8、远程移动站等组成。第八章 卫星移动通信卫星移动通信系统的组成第八章 卫星移动通信l卫星转发器亦称中继站，转发地面、空中、海上固定站和移动站的信息。l地面主站是移动卫星通信的核心，亦称关口站或信关站，用于地面公共电话网和移动卫星通信网的转接，为远端移动站和固定用户提供话音和数据传输通道。对于公众网数据业务的传送和接收，主站要完成数据的分组交换、接口协议变换、路由选择等。网络控制中心亦设在主站内。地面主站主要执行功能：监测卫星转发器的性能和工作状态，控制转发器的切换承担全网络的管理，如发送信令和信标信号，对整个系统性能和所有设备进行监测、故障查询及切断、频谱监测、频率和功率控制、计费等；控制按需分

9、配多址，即移动用户发出呼叫申请信令后，控制中心在数据库中找出空闲业务信道，告知用户和相关的地球站；卫星移动通信系统的组成第八章 卫星移动通信l地面基站是小容量的固定地球站，主要完成远程移动用户与地面专用通信系统（如蜂窝移动通信）之间的转接作用，其接口、协议和信令与相应的地面网制式兼容。l网络协议站可由覆盖区内的基站兼任，负责区域内的信道分配和网络管理。l远端移动站可以是车、船、飞机及步行的人等。设备包括天线、射频单元和终端，其终端又可分为电话终端、数据终端和无线电终端。卫星移动通信系统的特点第八章 卫星移动通信 移动卫星通信系统是基于卫星实现用户之间通信的，其特点与地面移动通信系统有所不同。除

10、了卫星本身以外，其信道环境，组网方式及传输方式也有其独特的地方。本节从三个方面分析：卫星、信道及组网。卫星移动通信系统的特点1.卫星 用于通信的卫星星体分为大星座和小星座。一般来说，能承担全球实时通信业务的星座称为大星座，工作频段在1GHZ以上；仅能承担贮存转发业务的星座称为小星座，工作频段在1GHZ以下。对于频率的选择，1987年世界移动业务无线电行政大会分配了L波段用于移动站至卫星链路，Ku波段用于固定地球站至卫星链路。第八章 卫星移动通信卫星移动通信系统的特点1.卫星第八章 卫星移动通信 卫星在宇宙环境中运行，其星体设计必须考虑空间环境的特性。宇宙空间是一个无线的热吸收体，其中的热源有三

11、种：太阳直接辐射、地面反射太阳的辐射和地球的红外辐射。在卫星外壳面向太阳光的部分和背向太阳光的部分之间会产生200度以上的温度差，热源控制是星体设计必须考虑的因素之一。另外，宇宙环境有大量的辐射线，对卫星上设备的元器件影响很大，抗辐射设计也是必须考虑的因素。卫星移动通信系统的特点1.卫星 除星体大小和环境因素外，卫星轨道是另外一个因素，直接影响通信的覆盖性能和通信质量。轨道越高，则对地面覆盖区域越大，实现全球通信所需的卫星数就越少。如静止轨道高度为3万多公里，覆盖约1/3的地球面积，轨道高度为800公里时，仅能覆盖地球表面的1.5%。当然，轨道高度增大带来的传输信号损耗也大。为了保证用户终端在

12、低功率条件下实现与卫星的链接，轨道选择是关键，理想情况为5001500公里之间。卫星轨道太低则受大气阻力影响大，会消耗更多的燃料，卫星寿命将受影响。第八章 卫星移动通信卫星移动通信系统的特点1.卫星 与固定站址的卫星通信相比，卫星轨道的位置间隔可小到2度，而移动站址的天线口径小，无法产生窄波束，指向性差，因此卫星轨道间隔不能太密，一般要求在30度以上。同时，因移动性特点移动用户设备收发能力受到限制，卫星必须提供较高的发射功率，即等效全向同性辐射功率EIRP（Equivalent Isotropically Radiated Power）要大。第八章 卫星移动通信卫星移动通信系统的特点2.移动卫

13、星信道特性 对于移动卫星通信，其工作频段的下限由适合移动小站上小口径天线能达到的天线增益所确定，一般频率的下限为200MHZ，频率上限受雨表、大气吸收等因素的影响。从技术观点看，对于移动卫星通信的最佳工作频率范围800MHZ3GHZ。但是世界无线电行政大会WARC（World Administrative Radio Conference）分配给移动卫星通信业务的带宽远窄于固定卫星通信业务，同时由于移动应用致使频率复用困难，其频谱利用率不高。信道特性由此使带宽受限，功率因卫星星体原因和移动设备天线增益原因而不能随意增大，故而功率也受限。第八章 卫星移动通信卫星移动通信系统的特点2.移动卫星信道

14、特性 在移动卫星通信中，卫星转发器和移动终端的功率放大器均为非线性器件，所以卫星通信信道本质上是非线性的。克服非线性的调制方式集中于恒包络调制的研究。 由于卫星工作于电离层上，信号传输过程中经由电离层时极易受电离层闪烁和法拉第效应的影响，尤其是L和UHF频段，信号相位、振幅、到达角和极化状态均会发生不规则的变化。 阴影衰落对移动卫星通信同样存在。一般地面对于信号的反射系数取决于地面凹凸度和潮湿度，而树木对移动信号的衰减较大，如UHF频段的信号通过单种树木的最大信号衰落为1020dB，与通过树叶的路径长度成正比，每米树叶的平均衰落为1dB。第八章 卫星移动通信卫星移动通信系统的特点2.移动卫星信

15、道特性 与地面移动通信类似，移动卫星通信信道的特性也可用直达波和多径反射波来表示。移动体运动过程中将导致信号的频率发生变化，多径反射的包络和相位均会产生快速变化。如车辆、飞机等快速运动与静止通信卫星间的相互运动；在1.6GHZ的L波段，车速为38m/s时可产生203HZ的频移；飞机速度为335m/s时，频移为1.8KHZ。对于直达波和反射波描述，通常用瑞利信道和莱斯信道模型。如果接收信号中没有直达波，则通常用分集/均衡技术来接收；若存在直达波，则可利用反射波信号精确估计的方法以便加以抑制和消除。第八章 卫星移动通信卫星移动通信系统的特点3.信号传输及组网 为了适应移动卫星通信信道的特性，必须采

16、用相应的编码、调制措施，并利用灵活的组网形式，使移动卫星通信业务获得较高的质量。 由于带宽受限，须采用低比特(4.8Kbps16Kbps）的话音编码方式；对于功率受限的制约，采用前向纠错编码可达到节约功率的目的。信道因多径效应等多种因素使接收信号电平变化大，造成链路信噪比降低而且波动，为此需在信号传输中插入周期性的固定的同步头，用于保持稳定的同步状态，确保接收信号解调正确。第八章 卫星移动通信卫星移动通信系统的特点3.信号传输及组网 由于移动卫星通信的用户分布区域广，且又是移动的，故系统定时困难，若采用较大的保护时隙，会引起系统效率下降，所以一般不采用TDMA制式。常采用的是每载波单路方式（S

17、CPC）。 卫星轨道因其高度不同导致其覆盖范围不同，中、低轨道卫星系统较适合局部和区域的实时通信，即几十至几百公里的小范围，一个国家或一个洲的范围。全球通信最好利用高轨道卫星，以节省使用和管理成本。第八章 卫星移动通信卫星移动通信系统的分类1.按技术手段分类 卫星依惯性在空中飞行，其轨道形状有圆和椭圆两种，卫星轨道与地球赤道可以构成不同夹角（称倾角），倾角等于零的称赤道轨道；倾角等于90度 的称极轨道，倾角在 0度-90度之间的称倾斜轨道。 卫星轨道按距离地面的高度又可分为低地球轨道LEO（Low Earth Orbit）高度500020000Km，运行周期412h;静止轨道GEO（Geost

18、ationary Earth Orbit），距地面为35786Km，运行周期为24h。在某些特性区域，特别是高纬度地区将采用椭圆轨道EEO（Elliptical Earth Orbit），卫星是在远地点附近工作。第八章 卫星移动通信卫星移动通信系统的分类第八章 卫星移动通信1.1 低地球轨道系统 低轨道卫星是实现利用手持机进行移动通信的手段，此类卫星轨道低、环绕周期与地球自转不同步。从地面上任何一点看，卫星总是移动的。因此，必须设置多个轨道，多颗卫星保证任一时刻在某一点上空均有卫星出现。卫星和卫星之间通过星际链路连接，可构成环绕地球上空、不断运动但能覆盖全球的卫星网络。 低地球轨道卫星移动通信

19、系统与高轨、中轨系统不同，与地面蜂窝系统也不同。具体说来如下：第八章 卫星移动通信l低轨卫星距地球表面距离近，与移动用户间距离短，因此移动用户可使用天线短、功率小、重量轻的手机，且通话时延时比静止轨道卫星小得多。l低轨卫星的作用相当于陆地蜂窝移动通信中的基站，其覆盖方位构成小区。而卫星移动使其覆盖的地面小区也是移动的，且速度很快。如铱系统仅9分钟即从地面掠过，而地面移动用户速度相比之下则可视为静止。这和地面蜂窝系统基站不动、用户移动恰好相反，所以又被形象地称为倒置蜂窝系统。（移动基站）l由于卫星移动使地面小区移动，因此越区切换同样存在，只不过是小区穿过用户，而不是用户穿过小区。（越区切换）l低

20、轨卫星覆盖小区面积与卫星离地面的高度有关。在同一轨道中，在赤道上空和南、北极的卫星高度不同，覆盖面积不同，则为了实现全覆盖且不重复而必须控制卫星波束的开放与关闭。(控制覆盖)第八章 卫星移动通信 低轨道卫星移动通信系统于20世纪90年代初期初具规模，是目前移动通信卫星发展的一大热点。世界上有不少国家提出和发展了低轨道卫星移动通信系统。下面介绍几个典型的系统。l铱（Iridium）系统 铱系统是美国Motorola公司推出的全球移动通信系统，起初以铱的原子序数77作为卫星数量，后来改为66颗卫星，分布在六个圆形极轨道平面上，轨道高度为765Km，每一轨道平面上均匀分布11颗卫星，用户链路用L波段

21、，而控制链路用Ka波段。铱系统的多址方式为FDMA/TDMA，可提供话音、数据、传真、定位和全球寻呼业务。第八章 卫星移动通信l“全球星”系统 “全球星”（Global Star）系统利用与地面公共网联合组网的形式实现全球通信，可提供话音、数据、传真及无线电定位业务。由于不单独组网，未利用星间链路，最大限度地发挥地面网的作用，降低了通话费。 系统由48颗分布在8个轨道平面的卫星组成，运行高度为1414公里，备用卫星为8颗，卫星运行周期114分钟，由6个点波束在地面形成椭圆形的小区覆盖。用户采用CDMA技术接入系统，在同一频率上同时通话的用户达20个，且有保密功能。 自1998年2月“全球星”系

22、统开放开始发射卫星，至1999年11月全部建成，由“全球星”公司运营在120多个国家和地区提供服务。中国卫通中宇卫星通信公司在北京建有关口站，作为全球星公司在国内的独家业务提供商。第八章 卫星移动通信l白羊系统（Aries） 该系统是美国Constellation-Communication Inc推出的投资少、容量小的低轨全球移动卫星通信系统，共由4个圆形极化轨道平面上的48颗卫星组成，卫星运行高度1020公里，并以单波束覆盖地球表面近5000Km的范围，可提供50条信道，用户以码分多址的方式接入，至卫星采用L波段的SCPC方式，而卫星至用户的下行链路工作于S波段，控制链路采用C波段。第八章

23、 卫星移动通信l柯斯卡（Coscon）系统 该系统是俄罗斯设计的32颗卫星组成的低轨系统，共4个1000Km高的轨道平面，各有8颗卫星。星际链路工作于S频段，卫星与移动用户之间的链路用UHF波段，上行频带分为8个子频带，在每个子频带内实施时分多址方式。卫星移动通信系统的分类第八章 卫星移动通信1.2 中轨道系统 对于中地球轨道系统，地面终端设备的天线仰角可在 30度以上工作。每颗卫星对其覆盖地球的服务时间比低轨道卫星长，因此系统的控制和切换均较简单。例如，美国TRW公司推出的奥德赛系统（Odyssey）由12颗卫星组成，高度为10370Km，在三个倾斜圆轨道上可提供230万个用户的话音服务。每

24、颗卫星具有19个波束，与用户交互数据的频段为S和L频段。卫星移动通信系统的分类第八章 卫星移动通信1.3 静止轨道系统 静止轨道系统利用GEO卫星实现区域移动卫星通信，一般而言仅需一颗卫星（最多加一备份卫星）。因此，无论从建网周期，发射费用，还是从系统造价方面都比中、低轨道全球移动卫星通信系统小得多。下面介绍几个典型实例。第八章 卫星移动通信l北美移动卫星通信系统MSAT MAST是全球第一个区域性移动卫星通信系统，利用美国休斯公司的HS-601卫星平台和加拿大斯派尔公司的有效载荷，两星互为备份，轨道高度36000Km，均可覆盖加拿大和美国的几乎所有地区，并可覆盖墨西哥和加勒比群岛。第八章 卫

25、星移动通信l北美移动卫星通信系统MSAT 1995年4月7日和1996年4月21日，分别发射了美国MSAT-2和加拿大MSAT-1卫星，可提供电话、电报和文件传送服务，卫星和地面站之间采用Ku频段（14/12GHZ），卫星与移动站之间采用L频段。卫星发射功率高达2800瓦以上，天线覆盖区的直径为5500Km，有4000个信道，卫星设计工作寿命为12年。 MSAT系统主要提供两大类业务：一类是面向公众通信网的电话业务；另一类是面向专用通信的专用移动无线业务。具体可以分为以下几种：1.移动电话业务（MTS）：把移动的车辆、船舶或飞机与公众电话交换网互连接起来的语音通信。2.移动无线电业务（MRS）

26、：用户移动终端与基站之间的双向话音调度业务。3.移动数据业务（MDS）：可与MTS或MRS结合起来的双向数据通信。4.航空及航海业务：为了安全或其它目的的话音和数据通信。5.定位业务6.寻呼业务7.终端可搬移的业务：在人口稀少地区的固定位置上使用可搬移终端为用户提供电话和双向数据业务。第八章 卫星移动通信l亚洲蜂窝系统（ACes） 静止轨道卫星于东通信系统可以为有限的区域提供服务，并支持手持机通信。这时发展中国家具有尤其特殊的意义，不仅可为该地区提供移动通信业务，而且可以用低成本的固定终端来满足广大地区的基本通信要求。地面通信网在这些地区的建立索需投资大、周期长，而业务密度低，经济效益也很低。

27、 北美的MSAT系统只能支持车载台（便携终端）或固定终端。由印度尼西亚等国建立的Aces系统则是可支持卫星-GSM900双模的话音、传真、低速数据、因特网服务及全球漫游等业务的卫星移动通信系统。该系统可覆盖东亚、东南亚和南亚，超过1100万平方英里，覆盖区总人口约30亿。其卫星于2000年2月12日发射Garada-1，运行寿命12年，Garuda-2发射作为其备份使用，共可支持200万用户服务。第八章 卫星移动通信l瑟拉亚系统（Thuraya） Thuraya系统的卫星网络包括欧洲、中非、北非、南非大部、中东、中亚和南亚等110个国家和地区，约涵盖全球1/3区域23亿人口，Thuraya卫星

28、通信公司总部设在阿联酋阿布扎比。Thuraya系统终端整合了卫星，GSM和GPS三种功能，可提供语言、短信、数据（上网）、传真、GPS定位等业务。 Thuraya卫星分别于2000年、2003年、2007年发射，均为波音公司制造，寿命12年。卫星移动通信系统的分类2.按应用领域分类 移动卫星通信系统按应用领域划分可分为海事移动为细心那个通信系统（MMSS）、航空移动卫星通信系统（AMSS）、陆地移动卫星通信系统（LMSS）。第八章 卫星移动通信第八章 卫星移动通信l海事移动卫星系统 国际海事卫星组织INMARSAT于1979年7月16日正式成立，中不设在因果伦敦。中国式创始成员国之一，卫星运行

29、在四个区域，太平洋、印度洋、大西洋东区和大西洋西区，目前卫星已发展了四代，具有点波束覆盖功能，并支持宽带全球区域网（BGAN）无线宽带接入业务等.第八章 卫星移动通信l航空移动卫星系统 AMSS的主要用途是飞机与地面之间为机组人员和乘客提供话音和数据通信。利用卫星经行航空移动通信，早在1964年就已提出，但由于技术、经济、国际合作、所有权和经营权等方面的问题而拖延，1988年才在国际海事卫星上进行了飞行通信实验。继而在1991年通过海事卫星在新加坡、挪威和英国的三个地球站，向太平洋、印度洋和大西洋上空的飞机提供通信。第八章 卫星移动通信l陆地移动卫星系统 LMSS的主要用途是针对陆地上的移动用

30、户，尤其是幅员辽阔、山区和沙漠占很大比重的国家，地面蜂窝移动通信系统不能覆盖，如美国、加拿大、澳大利亚等国家均在相继开发和研究，并取得了很大的成就。卫星移动通信系统的传输技术第八章 卫星移动通信本节主要介绍卫星移动通信系统应用的几种重要的信号传输技术。这些技术在其他的移动通信系统中也广泛应用，但由于信道特点不同，在卫星移动通信系统中有着自己的特色。卫星移动通信系统的传输技术第八章 卫星移动通信1.数字调制技术在卫星移动通信系统中，一般要求调制解调技术有较高的功率利用率和频带利用率，此外由于卫星通信信道的非线性，还要求调制是恒包络调制。因此，卫星移动通信系统主要采用的是功率利用率高的移相键控(P

31、SK)调制及其衍生形式，采用最广泛的是四相移相键控(QPSK)调制方式。卫星移动通信系统的传输技术第八章 卫星移动通信2.差错控制技术在卫星通信系统中，广泛采用差错控制技术，以提高系统的抗干扰和卫星功率受限情况下的通信容量。常采用的方式是在低层协议中采用循环冗余校验(CRC)和前向纠错(FEC)技术；在高层协议中采用分组接收和拒绝系统对数据传输提供附加保护，以防止出现差错。卫星通信普遍使用前向纠错技术来解决信号传输时延大的问题，同时大量应用维特比译码以获得更高的编码增益，提高信道抗干扰的能力。卫星移动通信系统的传输技术第八章 卫星移动通信3.多址技术多址技术是指在卫星覆盖区内的多个地球站，通过

32、同一颗卫星的中继建立两址和多址接入的技术。目前，实用的多址技术有频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)、码分多址(CDMA)、空分多址(SDMA)、随机多址(ALOHA)和预留随机多址(R-ALOHA)。其中空分多址作为卫星移动通信系统的特色技术得到广泛应用。卫星移动通信系统的传输技术第八章 卫星移动通信4.均衡技术和分集接收技术和其它移动通信系统一样，卫星移动通信系统也采用了均衡技术和分集接收技术。均衡技术用以减小码间干扰，采用自适应均衡器实时跟踪移动通信信道的时变特性。分集接收技术则用来改进链路性能，是抵抗移动通信特有的多径干扰的一种有效接收技术，被各种卫星移动通信系统所采用。卫星移动

33、通信系统的发展趋势第八章 卫星移动通信从目前的形势来看，移动卫星通信系统的发展趋势主要表现在如下几个方面：第八章 卫星移动通信（1）系统所提供的应用领域包含海、陆、空等，趋于向综合系统发展。（2）系统所提供的业务趋向于多样化，不仅具有话音、数据、图像等通信功能，还具有导航、定位和遇险告警、协助救援等多种功能。（3）系统面向全球应用，与各国家的自由通信系统要实现互联互通，标准规范应统一，且需要通过广泛的国际合作来共同投资、共同运营、共同收益与抵御风险。（4）系统的卫星主要趋向于低轨道小型卫星，发展多波束扫描技术、星间链路技术和大功率固态放大器等。（5）对于应用的移动终端，主要是开发小型、低成本的

34、与地面蜂窝通信向结合的设备，解决天线、单片集成电路等问题。（6）卫星移动通信系统的建立索需的频率资源还需要全人类共同去挖掘，区发现。 下面着重从与蜂窝网结合方面、与导航定位结合方面介绍其发展趋势及应用。卫星移动通信系统的发展趋势第八章 卫星移动通信1.移动卫星通信与蜂窝网系统的结合蜂窝网事用于人口稠密地区的移动通信系统，而移动卫星通信时更适用于边远、人口密度小的地区的移动通信。两者具有互补的优势，但是各自独立发展，体制上没有同意。例如，移动卫星终端进入市区，无法利用蜂窝网通信，必须仍然和卫星相通，经过地面网关站才能介入蜂窝网；反之，蜂窝网的移动用户到了边远无基站的区域，则无法进入移动卫星网，不

35、能实现通信。第八章 卫星移动通信 移动卫星通信若要与蜂窝网结合，则要使终端设备相融合。即用户的设备变为双模式，即可作为蜂窝与卫星网的双重功能终端使用，使之根据需要进入这两个网络之一。当然，不能仅仅将两类终端简单叠加，而应该是大部分设备可以共用，结合为一个完整的终端。对于两个网络来说，其系统体制尽量保持一致，如多址方式、语音编码、纠错编码、调制方式等，射频部分也要求一致或接近。 除了终端方面的结合外，系统级的结合也是实现移动卫星通信与峰窝网结合的手段之一。即可将卫星系统视为蜂窝网的一个（或多个）覆盖区，卫星的每一转发器看作是这些区的基台，按一个完整系统来编号，是两个网络的最高级集合。基于此类结合

36、，两个网络间的用户通话就只作为两个区之间的用户通话来处理了。其通信规程和信令则要求统一。卫星移动通信系统的发展趋势第八章 卫星移动通信2.卫星移动通信与导航定位的结合利用卫星实现导航定位是上世纪六十年代开始发展起来的，美国利用人造卫星与地面的信息传递，实现了地面用户到卫星之间距离的测量，从而解决了大范围甚至是全球范围内用户的定位于导航功能，在人们的日常生活、军事战争中发挥了重要的作用，对整个人类的发展也起到了不可磨灭的作用。第八章 卫星移动通信 目前，美国建立的GPS（全球定位系统）是主要的导航定位服务提供系统，它利用了天空中运行的移动卫星，但它不提供通信功能。利用卫星移动通信实现用户的定位导航，中国区域定位系统（CAPS）是最典型的代表。另外，中国的北斗一代导航定位系统则是除了导航定位服务外，还有卫星移动数据传输功能，也可看作是卫星移动通信与导航定位的结合实例。铱星系统在美国正在被研究用来作为GPS的信号增强系统使用，也可看做是两方面结合的一个新发展趋势。思考题思考题1、为使用户在移动越区时通信过程不被中断，系统设计如何考虑？2、简述ALOHA与CSMA之间的异同点。3、OFDM中的子载波如何应用于区分用户地址？第三章 移动通信组网技术思考题思考题1、 简述卫星移动通信系统的特点。2 、刺激卫星通讯快速发展的动力主要有哪些？3 、简述卫星通讯系统的构成部分及其对应的功能。