移動(dòng)通信衛(wèi)星

移動(dòng)通信衛(wèi)星為移動(dòng)用戶之間提供通信服務(wù)的衛(wèi)星01簡(jiǎn)介靜止軌道衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)分類中軌道衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)目錄03020405低軌道衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)性能目錄0706基本信息移動(dòng)通信衛(wèi)星的最大特點(diǎn)就是可以為移動(dòng)用戶之間提供通信服務(wù)，如車輛、飛機(jī)、船舶、甚至個(gè)人的通信，而且具有覆蓋區(qū)域更廣、不受地理障礙約束和用戶運(yùn)動(dòng)限制等優(yōu)勢(shì)，使光纖通信望塵莫及，所以越來(lái)越受到重視和歡迎。簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介隨著國(guó)際通信衛(wèi)星的不斷發(fā)展，尤其自從1982年國(guó)際移動(dòng)衛(wèi)星正式提供商業(yè)服務(wù)以來(lái)，衛(wèi)星移動(dòng)通信引起了世界各國(guó)的濃厚興趣和極大的注意，并出現(xiàn)了全球個(gè)人通信業(yè)務(wù)。移動(dòng)通信衛(wèi)星與一般通信衛(wèi)星相比有什么不同呢?分類分類一種是和一般通信衛(wèi)星一樣為地球靜止軌道。其典型代表是國(guó)際移動(dòng)衛(wèi)星3號(hào)，1998年我國(guó)抗洪時(shí)曾使用該星進(jìn)行通信。但由于通信的距離遠(yuǎn)、信號(hào)弱，地面設(shè)備較大，所以它一般只能用于船舶、飛機(jī)及車輛等大型移動(dòng)用戶的通信。即使是先進(jìn)的便攜式地面終端，在通話之前，也先要找準(zhǔn)國(guó)際移動(dòng)衛(wèi)星，通話時(shí)不能移動(dòng)。不過，目前已研制出能為個(gè)人手機(jī)提供服務(wù)的地球靜止軌道移動(dòng)通信衛(wèi)星，2000年升空的“亞洲蜂窩系統(tǒng)”（ACeS）是頭一顆。另一種就是低軌道移動(dòng)通信衛(wèi)星系統(tǒng)。它是在80年代后期才提出的設(shè)想，現(xiàn)已成為移動(dòng)通信衛(wèi)星發(fā)展的熱點(diǎn)。這是因?yàn)樗能壍赖?，一般?00~1500千米左右的高度上。這種低軌衛(wèi)星由于信號(hào)的傳輸路線短，因此信號(hào)的衰減損耗很小，信號(hào)的時(shí)間延遲也很短，幾乎察覺不到，能獲得最有效的頻率復(fù)用，并且可以實(shí)現(xiàn)真正的全球覆蓋。這種移動(dòng)通信衛(wèi)星，質(zhì)量和體積都不大，因此它的研制和生產(chǎn)周期短，研制的費(fèi)用比大衛(wèi)星低。像著名的“依星”和“全球星”都是屬于這種系統(tǒng)。在發(fā)射低軌小衛(wèi)星時(shí)，一次可以發(fā)射數(shù)顆衛(wèi)星。還有一種就是中軌道的移動(dòng)通信衛(wèi)星系統(tǒng)。其軌道高度介于低軌道和地球靜止軌道之間。ICO衛(wèi)星是一個(gè)典型，其軌道高度為1萬(wàn)千米。移動(dòng)通信衛(wèi)星一般要達(dá)到全球覆蓋，只需要3顆衛(wèi)星就行了，不過南北兩極地區(qū)是覆蓋不到的盲區(qū)。中軌道的移動(dòng)通信衛(wèi)星星座只需要12顆。低軌道的移動(dòng)通信衛(wèi)星星座則需要數(shù)十顆甚至數(shù)百顆，比如，“依星”星座是由66顆衛(wèi)星組成的。靜止軌道衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)靜止軌道衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)衛(wèi)星通信是地球站之間或航天器與地球站之間利用衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器進(jìn)行的無(wú)線電通信,主要包括衛(wèi)星固定通信、衛(wèi)星移動(dòng)通信、衛(wèi)星直接廣播和衛(wèi)星中繼通信四大領(lǐng)域。前三者是地球站之間利用衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器進(jìn)行的，后者是航天器與地球站之間利用衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器進(jìn)行的。衛(wèi)星移動(dòng)通信由于具有覆蓋范圍廣、建站成本和通信成本與距離無(wú)關(guān)等優(yōu)點(diǎn),是實(shí)現(xiàn)全球移動(dòng)通信必不可少的手段，而且特別適合難以鋪設(shè)有線通信設(shè)施地區(qū)的移動(dòng)通信需求。80年代末、90年代以后，由于光纖通信系統(tǒng)和地面蜂窩移動(dòng)通信的迅速崛起，衛(wèi)星通信失去了傳統(tǒng)的國(guó)際、國(guó)內(nèi)長(zhǎng)途通信和陸地移動(dòng)通信等主要領(lǐng)地。但進(jìn)入新世紀(jì)以來(lái),衛(wèi)星通信定位更加合理,揚(yáng)長(zhǎng)避短,在與其它通信方式的競(jìng)爭(zhēng)中仍有了長(zhǎng)足的發(fā)展。

靜止軌道衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)中,提供全球覆蓋的有“國(guó)際移動(dòng)衛(wèi)星”(Inmarsat)系統(tǒng),提供區(qū)域覆蓋的亞洲蜂窩衛(wèi)星(ACeS)系統(tǒng)、瑟拉亞衛(wèi)星(Thuraya)系統(tǒng)、MSAT(已改稱SkyTerra)系統(tǒng)和TerraStar系統(tǒng)等。上述系統(tǒng)中波束覆蓋包含中國(guó)的有Inmarsat、Thuraya和ACeS系統(tǒng)。Inmarsat系統(tǒng)是由國(guó)際移動(dòng)衛(wèi)星公司經(jīng)營(yíng)的全球衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)。自1982年開始經(jīng)營(yíng)以來(lái)，該系統(tǒng)衛(wèi)星已發(fā)展到第四代,且其第五代衛(wèi)星也已在開發(fā)之中?，F(xiàn)在國(guó)際移動(dòng)衛(wèi)星公司已發(fā)展成為世界上唯一能為海、陸、空各行業(yè)用戶提供全球化、全天候、全方位公眾通信和遇險(xiǎn)安全通信服務(wù)的企業(yè)。目前Inmarsat利用11顆GEO衛(wèi)星組成的3個(gè)星座在全球范圍提供衛(wèi)星移動(dòng)通信服務(wù),其中最新的是其3顆Inmarsat-4衛(wèi)星。中軌道衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)中軌道衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)中軌衛(wèi)星移動(dòng)系統(tǒng)中最廣為人知的是Odyssey系統(tǒng)和ICO系統(tǒng),另外歐空局也曾設(shè)計(jì)了一個(gè)MAGSS-14系統(tǒng)。但由于一些商業(yè)原因,它們均已被取消或到目前仍未成功運(yùn)行。新的O3b中軌衛(wèi)星通信系統(tǒng)則試圖在提供衛(wèi)星寬帶接入的基礎(chǔ)上提供語(yǔ)音通信服務(wù)。Odyssey(奧德賽)系統(tǒng)是由TRW公司推出的中軌道衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)[10]。Odyssey系統(tǒng)可以作為現(xiàn)存陸地蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)的補(bǔ)充和擴(kuò)展，支持動(dòng)態(tài)、可靠、自動(dòng)、用戶透明的服務(wù)。系統(tǒng)最主要的用戶終端是手持機(jī)。系統(tǒng)可以提供各種業(yè)務(wù)，包括語(yǔ)音、傳真、數(shù)據(jù)、尋呼、報(bào)文、定位等。手持機(jī)的數(shù)據(jù)速率可以達(dá)到2.4kbit/s，還可以提供4.8～19.2kbit/s的數(shù)據(jù)速率。因與ICO系統(tǒng)之間商業(yè)上的原因，Odyssey系統(tǒng)已于1997年12月被取消，而TRW則成為ICO的大股東。ICO(IntermediateCircularOrbit)全球衛(wèi)星通信系統(tǒng)是由ICO全球通信有限公司經(jīng)營(yíng)的。ICO系統(tǒng)由空間段和地面段組。空間段是位于中圓軌道的12顆星,地面段稱為ICONET。ICO系統(tǒng)與現(xiàn)有地面固定和移動(dòng)通信相聯(lián)，構(gòu)一個(gè)完整的天地結(jié)合的系統(tǒng),利多模手機(jī)或其它終端實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地的通信。ICO系統(tǒng)的空間段由12顆處在中等軌道高度(MEO)上的衛(wèi)星組成,其中10顆是主用衛(wèi)星，另2顆為在軌備用衛(wèi)星。系統(tǒng)采用傾斜圓軌道，軌道高度為10390km,軌道傾角45°,所有衛(wèi)星分布在相互垂直的2根軌道面上,每根軌道面有1顆備份衛(wèi)星。ICO衛(wèi)星發(fā)射重量2600kg,設(shè)計(jì)壽命約12年。衛(wèi)星使用了砷化鎵太陽(yáng)能電池,能在衛(wèi)星壽命末期提供超過8700W的功率。低軌道衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)低軌道衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)自20世紀(jì)90年代以來(lái)，低軌衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)廣受，世界各國(guó)研發(fā)了多個(gè)低軌衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)，而2000年銥星系統(tǒng)的破產(chǎn),導(dǎo)致這股熱潮迅速降溫。幾個(gè)典型的低軌衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)包括Iridium、Globalstar、Orbcomm、Teledesic等，目前成功運(yùn)行的只有Iridium、Globalstar、Orbcomm這3個(gè)系統(tǒng)。銥系統(tǒng)是由66顆低軌衛(wèi)星組成的低軌衛(wèi)星全球移動(dòng)通信系統(tǒng)，1998年11月開始商業(yè)運(yùn)營(yíng)，2000年3月破產(chǎn)，2001年新的銥衛(wèi)星公司成立,并重新提供通信服務(wù)。該系統(tǒng)全球覆蓋包含兩極地區(qū),星上轉(zhuǎn)發(fā)器采用先進(jìn)的處理和交換技術(shù)，多點(diǎn)波束天線，且有星際鏈路，是最先進(jìn)的低軌衛(wèi)星通信系統(tǒng)；其星際鏈路和饋線鏈路為Ka頻段，用戶鏈路為L(zhǎng)頻段，它提供、傳真、數(shù)據(jù)和尋呼等業(yè)務(wù)。用戶終端有單模、雙模和三模手機(jī),車載機(jī)和固定終端。新的銥星公司成立后,由于得到政府的扶持和美國(guó)軍方的大訂單，目前運(yùn)轉(zhuǎn)良好。目前銥衛(wèi)星公司正在積極開發(fā)其新的“NEXT”衛(wèi)星星座計(jì)劃。NEXT是一個(gè)對(duì)第二代衛(wèi)星星座的大膽構(gòu)想。NEXT沿用現(xiàn)有的Iridium星座結(jié)構(gòu)，完成對(duì)整個(gè)地球的100%的覆蓋。設(shè)計(jì)81顆衛(wèi)星(66顆代替現(xiàn)有星座，6顆在軌備份，9顆地面?zhèn)浞?。NEXT將大大提升現(xiàn)有的Iridium移動(dòng)通信服務(wù)(更高的數(shù)據(jù)速率、更強(qiáng)的服務(wù)和設(shè)備，可利用IP技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，并與現(xiàn)有設(shè)備后向兼容)。NEXT還可以為商家、政府、科研機(jī)構(gòu)等提供在衛(wèi)星上放置傳感器載荷的服務(wù),可實(shí)現(xiàn)對(duì)地球表面和大氣的7×24小時(shí)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。NEXT預(yù)計(jì)在2017年完成部署。全球星系統(tǒng)是由48顆低軌衛(wèi)星組成的全球衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng),1999年開始商業(yè)運(yùn)營(yíng)。衛(wèi)星采用透明轉(zhuǎn)發(fā)器、多波束天線,用戶鏈路和饋線鏈路同為VHF頻段,向用戶提供尋呼、傳真、短數(shù)據(jù)和定位等業(yè)務(wù)。性能性能移動(dòng)通信衛(wèi)星的收發(fā)天線尺寸和發(fā)射功率一般都比較高，并采用雨致衰減小和信號(hào)傳輸損耗小的L波段傳輸信號(hào)，目的是減小地面用戶終端的尺寸，便于攜帶，保證通信質(zhì)量。移動(dòng)通信衛(wèi)星不但能夠?yàn)榇笮偷囊苿?dòng)用戶，如船舶、飛機(jī)及車輛等提供通信服務(wù)，而且可以使個(gè)人的手機(jī)直接進(jìn)行衛(wèi)星通信，已發(fā)射的“依星”和“全球星”就是典型。在特定的情況下，它們體現(xiàn)了其他的通信系統(tǒng)沒有的優(yōu)越性。比如，去極地的考察人員，用“依星”手機(jī)能十分方便地與國(guó)內(nèi)通信，使其它通信手段相形見絀；在印度及我國(guó)的臺(tái)灣發(fā)生地震，其它通信手段遭到破壞的情況下，“依星”手機(jī)仍然能可靠地工作保證了與外界的通信。優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)那么，用戶可以直接收看或收聽衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)的節(jié)目嗎？移動(dòng)通信衛(wèi)星能夠?yàn)橛脩糁苯舆M(jìn)行話音通信服務(wù)，但不能轉(zhuǎn)發(fā)電視節(jié)目。轉(zhuǎn)發(fā)電視節(jié)目是由電視直播衛(wèi)星來(lái)完成的。用戶可以直接收看或收聽衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)的節(jié)目，但一般只能在固定的地點(diǎn)收看收聽節(jié)目。電視直播衛(wèi)星已成為當(dāng)代發(fā)展的熱點(diǎn)。這種衛(wèi)星的特點(diǎn)與移動(dòng)通信衛(wèi)星大致相似，即高功率發(fā)射下行信號(hào)，擁有大面積太陽(yáng)電池陣（保證提供千瓦級(jí)以上