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1、Xi衛(wèi) 星衛(wèi) 星 通 信 概 述 楊 天 繪2017年 9月 8日 內(nèi)容大綱衛(wèi) 星 通 信 基 礎(chǔ)衛(wèi) 星 移 動 通 信衛(wèi) 星 寬 帶 通 信 衛(wèi)星通信基礎(chǔ)衛(wèi) 星 通 信 概 述衛(wèi) 星 通 信 系 統(tǒng) 組 成衛(wèi) 星 軌 道 介 紹衛(wèi) 星 鏈 路 設(shè) 計 一 、 衛(wèi) 星 通 信 概 述衛(wèi) 星 通 信 是 地 球 站 之 間 或 航 天 器 與 地 球 站 之 間 利 用 人 造 衛(wèi) 星 作 為 中 繼 的 一 種 微波 通 信 方 式 。目 前 衛(wèi) 星 通 信 系 統(tǒng) 主 要 有 固 定 業(yè) 務(wù) 衛(wèi) 星 通 信 系 統(tǒng) ， 移 動 業(yè) 務(wù) 衛(wèi) 星 通 信 系 統(tǒng) 和 廣播 業(yè) 務(wù) 衛(wèi) 星 通 信

2、 系 統(tǒng) 。衛(wèi) 星 通 信 適 用 于 以 下 業(yè) 務(wù)具 備 廣 播 特 性 的 業(yè) 務(wù) ： 電 視 廣 播 音 頻 廣 播 數(shù) 據(jù) 廣 播地 面 通 信 手 段 無 法 到 達 的 業(yè) 務(wù) ： 海 洋 沙 漠 偏 遠 山 區(qū)抗 自 然 災(zāi) 害 能 力 要 求 高 的 業(yè) 務(wù)稀 路 由 廣 域 覆 蓋 業(yè) 務(wù) ： 點 多 面 廣 的 企 業(yè) 內(nèi) 部 專 用 通 信 網(wǎng)其 他 適 合 應(yīng) 用 ： 遠 程 教 育 遠 程 培 訓(xùn) 遠 程 醫(yī) 療 資 源 共 享 等 等衛(wèi) 星 通 信 基 礎(chǔ) 衛(wèi) 星 通 信 基 礎(chǔ)一 、 衛(wèi) 星 通 信 概 述衛(wèi) 星 通 信 優(yōu) 勢覆 蓋 面 積 大 ， 通 信 距

3、 離 遠 ， 建 站 成 本 與 通 信 距 離 基 本 無 關(guān)組 網(wǎng) 靈 活 ， 便 于 多 址 連 接 不 受 地 理 條 件 的 限 制 ， 不 管 是 固 定 站 還 是 移 動 站 ， 不 同 種 類 的 業(yè) 務(wù) 可 組 網(wǎng) 在 同 一 個 衛(wèi) 星 通 信 網(wǎng) 內(nèi) 。通 信 容 量 大 衛(wèi) 星 通 信 工 作 在 微 波 頻 段 ， 可 用 帶 寬 范 圍 很 大 。通 信 質(zhì) 量 好 可 靠 性 高 電 磁 波 主 要 在 接 近 真 空 的 外 層 空 間 傳 播經(jīng) 濟 效 益 、 社 會 效 益 好 衛(wèi) 星 通 信 不 受 地 理 和 環(huán) 境 條 件 的 限 制 ， 具 有 建

4、 設(shè) 快 ， 投 資 少 ， 經(jīng) 濟 效 益 高 的 優(yōu) 點 。 衛(wèi) 星 通 信 基 礎(chǔ)二 、 衛(wèi) 星 通 信 系 統(tǒng) 組 成衛(wèi) 星 通 信 系 統(tǒng) 由 空 間 設(shè) 備 通 信 衛(wèi) 星 、 地 面 設(shè) 備 地 球 站 、 跟 蹤 遙 測 及 指 令 分 系統(tǒng) 以 及 監(jiān) 控 管 理 分 系 統(tǒng) 四 大 功 能 部 分 組 成 。(1)空 間 設(shè) 備 也 就 是 通 信 衛(wèi) 星 是 由 若 干 轉(zhuǎn) 發(fā) 器 、 數(shù) 副 天 線 與 位 置 和 姿 態(tài) 控制 、 遙 測 和 指 令 、 以 及 電 源 分 系 統(tǒng) 組 成 ， 其 主 要 作 用 是 轉(zhuǎn) 發(fā) 各 地 球 站 信 號 。(2)地 球 站

5、 由 天 線 、 發(fā) 射 、 接 收 、 終 端 分 系 統(tǒng) 及 電 源 、 監(jiān) 控 和 地 面 設(shè) 備 組 成 。主 要 功 能 是 將 需 要 發(fā) 射 的 信 號 傳 至 衛(wèi) 星 和 從 衛(wèi) 星 接 收 信 號 。(3)地 面 的 跟 蹤 遙 測 及 指 令 分 系 統(tǒng) 并 不 直 接 用 于 通 信 ， 而 是 用 來 保 障 通 信 的正 常 進 行 。 (4)監(jiān) 控 管 理 分 系 統(tǒng) 對 在 軌 衛(wèi) 星 的 通 信 性 能 及 參 數(shù) 進 行 監(jiān) 測 與 控 制 。通 信 衛(wèi) 星跟 蹤 遙 測 及指 令 分 系 統(tǒng) 監(jiān) 控 管 理 分 系 統(tǒng) 地 球 站 通 信 業(yè) 務(wù)控 制 中

6、心 三 、 衛(wèi) 星 軌 道 介 紹衛(wèi) 星 運 動 的 軌 跡 和 趨 勢 稱 為 衛(wèi) 星 運 行 軌 跡 ， 衛(wèi) 星 運 動 所 在 的 平 面 叫 軌 道 面 。橢 圓 軌 道圓 軌 道按 形 狀 赤 道 軌 道極 地 軌 道傾 斜 軌 道按 傾 角 順 行 傾 斜 軌 道逆 行 傾 斜 軌 道回 歸 /準(zhǔn) 回 歸 軌 道非 回 歸 軌 道按 軌 道 周 期 低 軌 道 (LEO)中 軌 道 (MEO)高 軌 道 (HEO)按 高 度 (偏 心 率 不 等 于 0， 衛(wèi) 星 在 軌 道 上 做 非 勻 速 運 動 ， 主 要 用 于 重 點 覆 蓋 某 些 區(qū) 域 )(具 有 相 對 恒 定

7、 的 運 動 速 度 ， 可 以 提 供 較 為 均 勻 的 覆 蓋 特 性 )軌 道 面 和赤 道 面 的夾 角 ， i (i=0,軌 道 面 和 赤 道 面 重 合 。 靜 止 通 信 衛(wèi) 星 就 位 于 赤 道 軌 道 平 面 內(nèi) )(i=90o,軌 道 面 穿 過 地 球 南 北 極 )(0i90o)(90oi180o)(星 下 點 軌 跡 重 復(fù) )(星 下 點 軌 跡 不 重 復(fù) )(500h2000km)(2000kmh20000km)(20000kmh h=35768km,GEO 衛(wèi) 星 通 信 基 礎(chǔ) 今 天 的 衛(wèi) 星 通 信 系 統(tǒng) GEO、 MEO、 LEO衛(wèi) 星 通

8、信 基 礎(chǔ)靜 止 軌 道 衛(wèi) 星 運 行 在 軌 道 高 度 為 35768km的 地 球 靜 止 軌 道 上 ， 衛(wèi) 星 軌 道 的旋 轉(zhuǎn) 與 地 球 同 步 ， 從 天 空 看 起 來 是 固 定 的 。優(yōu) 點 ： 通 信 距 離 遠 ， 覆 蓋 面 積 大 ， 3顆 便 可 覆 蓋 全 球 。 地 球 站 不 需 要 復(fù) 雜 的 跟 蹤 系 統(tǒng) 即 可 對 準(zhǔn) 。 缺 點 ： 高 度 高 ， 因 此 信 號 衰 減 和 時 延 大 。 地 球 的 兩 極 為 通 信 盲 區(qū) ， 而 且 高 緯 度 地 區(qū) 通 信 效 果 較 差 。 地 球 靜 止 軌 道 只 有 一 條 ， 軌 道 上

9、 所 能 容 納 的 衛(wèi) 星 數(shù) 量 有 限 。運 行 在 中 、 低 軌 的 衛(wèi) 星 通 信 系 統(tǒng) 目 前 也 得 到 了 廣 泛 的 應(yīng) 用 。優(yōu) 點 ： 衛(wèi) 星 高 度 低 ， 所 以 信 號 衰 減 小 ， 時 延 小 。 衛(wèi) 星 重 量 輕 ， 結(jié) 構(gòu) 簡 單 。 將 衛(wèi) 星 均 勻 地 排 布 在 整 個 地 球 的 周 圍 ， 即 使 是 在 南 北 極 ， 也 能 使 用 低 軌 道 衛(wèi) 星進 行 通 信 ， 實 現(xiàn) 真 正 的 全 球 覆 蓋 。缺 點 ： 覆 蓋 整 個 地 球 需 要 大 量 的 衛(wèi) 星 ， 系 統(tǒng) 復(fù) 雜 。 衛(wèi) 星 數(shù) 量 多 ， 壽 命 短 ， 運

10、 行 期 間 要 及 時 補 充 發(fā) 射 替 代 或 備 用 系 統(tǒng) 投 資 較 高 。 四 、 衛(wèi) 星 鏈 路 設(shè) 計衛(wèi) 星 通 信 基 礎(chǔ) 地 球 站 地 球 站上 行 鏈 路 下 行 鏈 路衛(wèi) 星 信 道 (轉(zhuǎn) 發(fā) 器 )放 大 器變 頻 器帶 通 濾 波 器(C/N0)u (C/N0 )d(C/N0 )T 透 明 型 衛(wèi) 星 的 衛(wèi) 星 鏈 路 四 、 衛(wèi) 星 鏈 路 設(shè) 計衛(wèi) 星 通 信 基 礎(chǔ)傳 輸 方 程 2)4( dGGPC RTT )4lg(20)()()()( ddBWGdBWGdBWPdBWC RTT 自 由 空 間 傳 播 損 耗傳 輸 損 耗自 由 空 間 損 耗饋

11、線 損 耗天 線 未 對 準(zhǔn) 損 耗 （ 一 般 用 統(tǒng) 計 數(shù) 據(jù) 來 估 計 ）大 氣 層 和 離 子 層 損 耗法 拉 第 旋 轉(zhuǎn) 雨 衰 （ 對 比 較 高 的 頻 率 有 很 大 的 影 響 ） 四 、 衛(wèi) 星 鏈 路 設(shè) 計衛(wèi) 星 通 信 基 礎(chǔ)載 波 噪 聲 比 )lg(10)( BkTGLLEIRPNC uumupuu )lg(10)( TBkGLLEIRPNC mdpdSd dBdB111 )()( du NCNCNC載 波 干 擾 比ui ,1 ui ,2 upi ,設(shè) 為 上 行 鏈 路 的 干 擾 ， 在 載 波 帶 寬 內(nèi) 對 應(yīng) 的 功 率 為 I1,u , I2,

12、u Ip,u 1 1 1 )()( , pku ukICIC 11 1 )()( , qkd dkICIC 衛(wèi) 星 鏈 路 設(shè) 計 需 要 考 慮 ：進 入 或 來 自 鄰 近 衛(wèi) 星 的 干 擾地 面 微 波 干 擾正 交 極 化 干 擾鄰 近 信 道 干 擾交 調(diào) 干 擾載 波 噪 聲 干 擾 比 11111 dICuICdNCuNCINC 111 ICNC， 則 有， 衛(wèi) 星 移 動 通 信 衛(wèi) 星 移 動 業(yè) 務(wù) 標(biāo) 準(zhǔn) 移 動 地 球 站 標(biāo) 準(zhǔn)衛(wèi) 星 移 動 電 視 標(biāo) 準(zhǔn)衛(wèi) 星 移 動 電 話 標(biāo) 準(zhǔn) 通 用 標(biāo) 準(zhǔn)艦 載 站 標(biāo) 準(zhǔn)機 載 標(biāo) 準(zhǔn)EN 300 721 SES;

13、基 于 1GHz 以 下 頻 段 低 軌 衛(wèi) 星 提 供 低 速 率 服 務(wù) 的 移 動 地 球 站 EN 301 473 SES; 基 于 3GHz以 下 頻 段 航 空 移 動 衛(wèi) 星 業(yè) 務(wù) 和 衛(wèi) 星 移 動 業(yè) 務(wù) 的 機 載 地 球 站 通 用 標(biāo) 準(zhǔn)GMR標(biāo) 準(zhǔn)UMTS標(biāo) 準(zhǔn)SDR標(biāo) 準(zhǔn)DVB-SH標(biāo) 準(zhǔn)S-MIM標(biāo) 準(zhǔn) 這 些 標(biāo) 準(zhǔn) 不 僅 對 地 球 站 的 EIRP、 帶 外抑 制 等 性 能 指 標(biāo) 及 其 測 試 方 法 進 行 了規(guī) 定 ， 還 對 它 們 自 身 的 監(jiān) 控 功 能 和 管理 提 出 了 要 求 。衛(wèi) 星 移 動 通 信 標(biāo) 準(zhǔn)通 用 標(biāo) 準(zhǔn) ：

14、對 于 BSS、 FSS、 MSS 的 共 性 內(nèi) 容 ， ETSI 制 定 一 系 標(biāo) 準(zhǔn) 對 其 進 行 規(guī) 范 ， 如 TR 103 124 SES; 衛(wèi) 星 地 球 站 及 系 統(tǒng) ， 衛(wèi) 星 與 地 面 網(wǎng) 絡(luò) 融 合 、 TR 103 166 SES;衛(wèi) 星 地 球 站 及 系 統(tǒng) ， 衛(wèi) 星 應(yīng)急 通 信 ， 基 于 衛(wèi) 星 的 應(yīng) 急 通 信 單 元 這 些 標(biāo) 準(zhǔn) 不 僅 對 衛(wèi) 星 與 地 面 網(wǎng) 的 融 合 進 行 了 規(guī) 定 ， 也 對 系 統(tǒng) 測 量進 行 了 規(guī) 定 ； 不 僅 對 交 互 通 信 中 回 傳 鏈 路 的 數(shù) 據(jù) 封 裝 進 行 了 規(guī) 定 ， 也

15、對 衛(wèi) 星 通 信 在 應(yīng) 急 通 信 中 應(yīng) 用 進行 了 規(guī) 定 ； 不 僅 對 地 球 站 中 的 相 關(guān) 設(shè) 備 進 行 了 規(guī) 定 ， 也 對 地 球 站 的 電 磁 兼 容 性 進 行 了 規(guī) 定 。 這 些 標(biāo) 準(zhǔn)都 對 指 導(dǎo) 衛(wèi) 星 通 信 系 統(tǒng) 的 設(shè) 計 起 到 了 重 要 的 作 用 。衛(wèi) 星 移 動 通 信 衛(wèi) 星 移 動 電 話 標(biāo) 準(zhǔn) 通 用 標(biāo) 準(zhǔn)GMR標(biāo) 準(zhǔn)S-UMTSGMR-1（ TS 101 376 地 球 同 步 軌 道 衛(wèi) 星 無 線 接 口 規(guī) 范 系 列 標(biāo) 準(zhǔn) ）GMR-2（ TS 101 377 地 球 同 步 軌 道 衛(wèi) 星 無 線 接 口

16、 規(guī) 范 系 列 標(biāo) 準(zhǔn) ）基 于 GEO衛(wèi) 星在 用 戶 鏈 路 及 饋 線 鏈 路 頻 段 、 雙 工 方式 、 多 址 方 式 等 方 面 相 同 ， 但 在 載 波間 隔 、 信 息 速 率 、 調(diào) 制 方 式 等 方 面 存在 差 異 GMPRS， GMR-1 3GTS 101 851 SES;UMTS/MT2000 的 衛(wèi) 星 部 分 TS 102 442 SES;UMTS/IMT2000的 衛(wèi) 星 部 分 ； 多 媒 體 廣 播 和 組 播 業(yè) 務(wù) 其 中 TS 101 851分 為 物 理 信 道 、 信 道 復(fù) 用 與信 道 編 碼 、 擴 頻 與 調(diào) 制 、 物 理 層 流

17、 程 、 用 戶終 端 的 射 頻 傳 輸 與 接 收 、 地 球 站 與 衛(wèi) 星 間 的射 頻 傳 輸 與 接 收 6個 部 分 ， 各 部 分 對 相 關(guān) 技 術(shù)進 行 了 規(guī) 定 。 TS 102 442則 從 系 統(tǒng) 架 構(gòu) 、 性能 、 接 口 、 安 全 性 等 方 面 對 S-UMTS 開 展 組 播 業(yè) 務(wù) 進 行 了規(guī) 定 。 針 對 星 地 接 口 和 地 面 段 對 GMR進 行 了 補 充涵 蓋 了 GEO、 MEO、 LEO衛(wèi) 星衛(wèi) 星 移 動 電 話 標(biāo) 準(zhǔn)都 分 為 通 用 技 術(shù) 規(guī) 范 、 服 務(wù) 規(guī) 范 、 網(wǎng)絡(luò) 規(guī) 范 、 射 頻 接 口 協(xié) 議 規(guī) 范

18、、 物 理 層規(guī) 范 、 語 音 編 碼 規(guī) 范 6個 部 分 ， 從 不 同技 術(shù) 層 面 對 GMR系 統(tǒng) 進 行 了 規(guī) 定 。Thuraya、 TerreStar、 SkyTerraINMARSAT、 ACeS衛(wèi) 星 移 動 通 信 標(biāo) 準(zhǔn) 衛(wèi) 星 移 動 電 視 標(biāo) 準(zhǔn)衛(wèi) 星 移 動 電 視 標(biāo) 準(zhǔn)和 傳 統(tǒng) 衛(wèi) 星 電 視 相 比 ， 衛(wèi) 星 移 動 電 視 對 圖 像 質(zhì) 量 要 求 較 低 ， 傳 輸 數(shù) 據(jù) 較 小 ， 故 對 帶 寬 要 求 較 低 。ESTI在 DVB-S基 礎(chǔ) 上 ， 制 定 專 門 針 對 衛(wèi) 星 移 動 電 視 的 DVB-SH標(biāo) 準(zhǔn) ， 其 核 心

19、 標(biāo) 準(zhǔn) 為 EN 302 583 DVB;基于 3GHz以 下 頻 段 為 手 持 設(shè) 備 提 供 衛(wèi) 星 服 務(wù) 的 幀 結(jié) 構(gòu) 、 信 道 編 碼 及 調(diào) 制 DVB-SH 使 用 3GHz 以 下 的 UHF、 L及 S頻 段 為 用 戶 提 供 廣 播 服 務(wù) 。目 前 美 國 全 球 通 信 公 司 的 ICO G1 衛(wèi) 星 和 歐 洲 通 信 衛(wèi) 星 公 司 的 Eutelsat W2A 衛(wèi) 星 都 采 用 了 DVB-SH 標(biāo) 準(zhǔn)其 核 心 標(biāo) 準(zhǔn) 為 TS 102 721 SES; 衛(wèi) 星 地 球 站 及 系 統(tǒng) ， S 頻 段 移 動 交 互 多 媒 體 的 空 中 接 口

20、 系 列S-MIM標(biāo) 準(zhǔn) 是 對 DVB-SH標(biāo) 準(zhǔn) 的 擴 展 ， 下 行 鏈 路 沿 用 DVB-SH相 關(guān) 規(guī) 定 ， 增 加 回 傳 鏈 路 ， 因 此 能同 時 支 持 同 步 傳 輸 和 異 步 傳 輸 。 S-MIM還 增 加 了 與 地 面 IP網(wǎng) 絡(luò) 的 接 口 ， 使 得 其 應(yīng) 用 更 為 廣 泛 。目 前 ESA 依 托 Eutelsat W2A 衛(wèi) 星 建 立 了 基 于 S-MIM 標(biāo) 準(zhǔn) 的 “ DENISE” 系 統(tǒng) 。衛(wèi) 星 移 動 通 信 標(biāo) 準(zhǔn) DVB-SH標(biāo) 準(zhǔn)SDR標(biāo) 準(zhǔn)S-MIM標(biāo) 準(zhǔn)SDR（ 衛(wèi) 星 數(shù) 字 無 線 電 通 信 ） ， 其 核 心

21、標(biāo) 準(zhǔn) 為 EN 302 550 SES; 星 數(shù) 字 無 線 電 通 信 系 統(tǒng) 系 列 標(biāo) 準(zhǔn)SDR也 為 終 端 用 戶 提 供 廣 播 服 務(wù) ， 也 需 要 地 面 網(wǎng) 絡(luò) 進 行 輔 助 ， 但 在 工 作 頻 段 、 調(diào) 制 方 式 、 編 碼 形 式 等方 面 與 DVB-SH存 在 一 定 的 差 異目 前 美 國 WorldSpace 公 司 的 Afristar 和 Asiastar 兩 顆 衛(wèi) 星 的 通 信 體 制 都 采 用 了 SDR 標(biāo) 準(zhǔn) 衛(wèi) 星 移 動通 信 系 統(tǒng) 海 事 衛(wèi) 星 通 信 系 統(tǒng)INMARSAT 銥 星 系統(tǒng) Iridium 全 球 星 系

22、 統(tǒng) Globalstar衛(wèi) 星 移 動 通 信 系 統(tǒng) 介 紹 LEOGEOMEO 國 際 海 事 衛(wèi) 星 (INMARSAT) 通 信 系 統(tǒng)最 早 的 海 事 衛(wèi) 星 移 動 系 統(tǒng) ， 由 美 國 通 信 公 司 （ COMSAT） 利 用 Marisat衛(wèi) 星進 行 衛(wèi) 星 通 信 ， 是 一 個 軍 用 的 衛(wèi) 星 通 信 系 統(tǒng) 。 70年 代 中 期 為 增 強 海 上 船 只 的安 全 保 障 ， 將 部 分 內(nèi) 容 提 供 給 遠 洋 船 只 使 用 。 1982年 形 成 了 以 國 際 海 事 衛(wèi) 星組 織 管 理 的 INMARSAT系 統(tǒng) ， 開 始 提 供 全 球

23、 海 事 衛(wèi) 星 通 信 服 務(wù) 。 如 今 已 發(fā) 展為 INMARSAT-4移 動 通 信 衛(wèi) 星 以 及 INMARSAT-5寬 帶 通 信 衛(wèi) 星 ， 控 制 著 135個 國 家 的 大 量 話 音 和 系 統(tǒng) 。運 行 在 地 球 靜 止 軌 道 上 ， 為 除 南 北 極 75度 以 上 的 級 區(qū) 外 的 全 球 區(qū) 域 提 供 通 信服 務(wù) 。 按 發(fā) 展 順 序 由 INMARSAT-1、 INMARSAT-2、 INMARSAT-3、 IN-MARSAT-4 、 INMARSAT-5代 衛(wèi) 星 組 成 。GEO衛(wèi) 星 移 動 通 信 系 統(tǒng) INMARSAT-4 BGAN

24、系 統(tǒng)GEO衛(wèi) 星 移 動 通 信 系 統(tǒng) BGAN是 寬 帶 全 球 區(qū) 域 網(wǎng) 絡(luò) ( broadband global area network)的 簡 稱 ， 是 國 際海 事 衛(wèi) 星 組 織 所 主 導(dǎo) 的 第 四 代 衛(wèi) 星 通 信 系 統(tǒng) 。 BGAN具 有 全 球 無 縫 隙 的 寬 帶 網(wǎng) 絡(luò) 接 入 、 移 動 實 時 視 頻 直 播 、 兼 容 3G等 多種 通 信 能 力 ， 它 的 出 現(xiàn) 給 海 事 、 航 空 以 及 陸 地 偏 遠 地 區(qū) 移 動 信 息 化 帶 來 革命 性 的 變 化 ! INMARSAT-4于 2005年 至 2008年 8月 期 間 發(fā)

25、射 ， 共 三 顆 ， 容 量 是 第 三 代 的 60倍 ，通 信 業(yè) 務(wù) 量 絕 大 部 分 是 作 為 IP分 組 交 換 數(shù) 據(jù) 進 行 傳 輸 ， 擴 展 了 INMARSAT網(wǎng)絡(luò) ， 提 供 增 強 的 數(shù) 字 移 動 通 信 的 能 力 ， 同 時 也 支 持 傳 統(tǒng) 的 電 路 交 換 的 服 務(wù) ，具 有 1個 全 球 波 束 ， 19個 區(qū) 域 波 束 ， 228個 窄 帶 點 波 束 。 星 座 設(shè) 計 INMARSAT-4 BGAN系 統(tǒng) 用 戶 鏈 路 ： 采 用 L頻 段 上 行 1626.5-1660.5MHZ 下 行 1525.0-1559.0MHZ 饋 線 鏈

26、 路 ： 采 用 C頻 段 上 行 6424.0-6575MHZ 下 行 3550-3700MHZ 頻 率 分 配 信 道 容 量630個 雙 向 200KHz 通 信 體 制 TDM-TDMA/FDMA GEO衛(wèi) 星 移 動 通 信 系 統(tǒng) BGAN是 一 個 3GPP 包 交 換 和 電 路 交 換 的 網(wǎng) 絡(luò) ， 兼 容 第 3代 （ 3G） 手 機 系 統(tǒng) ， 其所 有 提 供 的 服 務(wù) 都 基 于 UMTS技 術(shù) 。 GEO衛(wèi) 星 移 動 通 信 系 統(tǒng) BGAN通 信 系 統(tǒng) 介 紹用 戶 設(shè) 備 無 線 接 入 網(wǎng) 核 心 網(wǎng)分組域模式 電路域模式 核 心 網(wǎng) GEO衛(wèi) 星 移

27、 動 通 信 系 統(tǒng) BGAN空 中 接 口 BGAN使 用 Inmarsat專 用 的 空 中 接 口 IAI-2提 供 同 樣 的 UMTS業(yè) 務(wù) 。承 載 信 道 鏈 接 層承 載 信 道 控 制 層 物 理 層適 配 層接入層BANG空 口 協(xié) 議 棧 負 責(zé) 移 動 性 管 理 、 呼 叫 控 制 、 短 消 息 SMS以 及 GPRS會 話 管 理 等 功 能負 責(zé) 糾 錯 編 碼 和 譯 碼 、 擾 碼 和 解 擾 、 濾 波 、 調(diào) 制 解 調(diào) 、 交 織 和 解交 織 、 準(zhǔn) 確 接 收 、 接 收 脈 沖 的 定 時 、 功 率 測 量 和 使 碼 元 在 正 確 的頻 率

28、 、 時 隙 和 功 率 水 平 上 傳 輸 等 功 能 。負 責(zé) 控 制 接 入 物 理 層 。提 供 與 UTRAN無 線 鏈 路 控 制 層 類 似 的 功 能 ， 最 主 要 的 就 是 在 UE和 網(wǎng)絡(luò) 之 間 傳 輸 空 中 接 口 的 控 制 和 用 戶 數(shù) 據(jù) 。負 責(zé) 注 冊 管 理 、 GMM/MM處 理 、 無 線 信 道 控 制 。非 接 入 層 GEO衛(wèi) 星 移 動 通 信 系 統(tǒng) BGAN通 信 信 令 流 程 -注 冊空 口 注 冊 過 程 用 戶 終 端 無 線 網(wǎng) 絡(luò) 控 制 單 元公 共 信 道 （ 全 球 波 束 ） ： 系 統(tǒng) 信 息公 共 信 道 （

29、區(qū) 域 、 窄 帶 波 束 ） ： 系 統(tǒng) 信 息公 共 信 道 ： 注 冊 申 請公 共 信 道 ： 注 冊 確 認 信 息 注 冊 完 成 確 認 信 息 （ 專 用 信 道 ）用 戶 位 置 信 息 申 請用 戶 位 置 信 息 應(yīng) 答注 冊 模 式 更 新 注 冊 過 程 就 是 UE和 RNC初 始 化 通信 的 信 息 交 換 ， 并 且 給 UE分 配一 個 專 用 的 信 令 連 接 ， 這 個 過程 發(fā) 生 在 UE能 給 BGAN核 心 網(wǎng) 發(fā)送 信 令 信 息 之 前 。 GEO衛(wèi) 星 移 動 通 信 系 統(tǒng)UE RNC MSC/VLR位 置 更 新 請 求 （ IMSI

30、附 著 ）鑒 權(quán) 請求 鑒 權(quán) 響 應(yīng)安 全 模 式 命 令安 全 模 式 完 成 Common ID（ IMSI）TMSI再 分 配 完成位 置 更 新 接 受 （ 新 TMSI）信 令 連 接 釋 放 Iu釋 放 命 令I(lǐng)u釋 放 完 成位 置 更 新 請 求 （ IMSI附 著 ）鑒 權(quán) 請 求鑒 權(quán) 響 應(yīng)安 全 模 式 命 令 安 全 模 式 完 成位 置 更 新 接 受 （ 新 TMSI）TMSI再 分 配 完成 UE RNC SGSN附 著 申 請 （ GPRS附 著 ）鑒 權(quán) 請 求 鑒 權(quán) 響 應(yīng)安 全 模 式 命 令安 全 模 式 完 成 Common ID（ IMSI）附

31、 著 完 成附 著 接 受 （ 新 P-TMSI）信 令 連 接 釋 放 Iu釋 放 命 令I(lǐng)u釋 放 完 成附 著 申 請 （ GPRSI附 著 ）鑒 權(quán) 請 求鑒 權(quán) 響 應(yīng)安 全 模 式 命 令 安 全 模 式 完 成附 著 接 受 （ 新 P-TMSI）附 著 完 成IMSI附 著 流 程 圖 GPRS （ 或 混 合 ） 附 著 流 程BGAN通 信 信 令 流 程 -附 著 GEO衛(wèi) 星 移 動 通 信 系 統(tǒng) UE RNC MSC/VLR服 務(wù) 請 求 （ 終 端 主 叫 業(yè) 務(wù) ）鑒 權(quán) 響 應(yīng) 安 全 模 式 命 令安 全 模 式 完 成鑒 權(quán) 請 求呼 叫 建 立 請 求呼

32、 叫 接 續(xù)無 線 信 道 建 立建 立 完 成 確 認被 叫 用 戶 回 鈴 音 被 叫 用 戶 摘 機鏈 接 確 認 信 息 服 務(wù) 請 求 （ 終 端 主 叫 業(yè) 務(wù) ）鑒 權(quán) 請 求鑒 權(quán) 響 應(yīng)安 全 模 式 命 令安 全 模 式 完 成Common ID（ IMSI）呼 叫 建 立 請 求呼 叫 接 續(xù) RAB分 配 申 請RAB分 配 響 應(yīng)被 叫 用 戶 回 鈴 音被 叫 用 戶 摘 機鏈 接 確 認 信 息 BGAN通 信 信 令 流 程 -主 叫 GEO衛(wèi) 星 移 動 通 信 系 統(tǒng) UE RNC MSC/VLR尋 呼 尋 呼公 共 信 息 ： 注 冊 申 請公 共 信 息

33、 ： 注 冊 確 認注 冊 完 成 （ 專 用 信 道 ）用 戶 位 置 申 請 （ 公 共 密 鑰 ） 用 戶 位 置 信 息 應(yīng) 答注 冊 模 式 更 新尋 呼 應(yīng) 答 尋 呼 應(yīng) 答鑒 權(quán) 請 求 鑒 權(quán) 請 求鑒 權(quán) 響 應(yīng) 鑒 權(quán) 響 應(yīng)安 全 模 式 命 令安 全 模 式 完 成 安 全 模 式 命 令安 全 模 式 完 成Common ID（ IMSI）呼 叫 建 立 申 請呼 叫 建 立 申 請呼 叫 確 認 呼 叫 確 認 無 線 信 道 建 立建 立 完 成 確 認 RAB分 配 申 請RAB分 配 響 應(yīng)回 鈴 音 回 鈴 音建 立 連 接 建 立 連 接連 接 應(yīng) 答

34、連 接 應(yīng) 答 BGAN通 信 信 令 流 程 -被 叫 衛(wèi) 星 移 動通 信 系 統(tǒng) 海 事 衛(wèi) 星 通 信 系 統(tǒng)INMARSAT 銥 星 系統(tǒng) Iridium 全 球 星 系 統(tǒng) Globalstar衛(wèi) 星 移 動 通 信 系 統(tǒng) 介 紹 LEOGEOMEO 銥 星 (Iridium) 移 動 衛(wèi) 星 通 信 系 統(tǒng)LEO衛(wèi) 星 移 動 通 信 系 統(tǒng)Iridium系 統(tǒng) 是 由 美 國 Motorola公 司 提 出 的 一 種 低 軌 道 全 球 衛(wèi) 星 移 動 通 信 系 統(tǒng) ，其 目 標(biāo) 是 向 攜 帶 有 手 持 式 移 動 電 話 的 銥 用 戶 提 供 全 球 個 人 通

35、信 能 力 。與 靜 止 軌 道 衛(wèi)星 通 信 系 統(tǒng) 相比 ， 銥 星 系 統(tǒng)軌 道 低 ， 傳 播損 耗 小 ， 時 延小 ， 通 信 質(zhì) 量大 大 提 高 銥 星 系 統(tǒng) 最 顯著 的 特 點 就 是星 際 鏈 路 和 極地 軌 道 ， 最 大的 優(yōu) 勢 是 達 到真 正 的 全 球 覆蓋 。 基 本 上 能 做 到用 手 機 實 現(xiàn) 任何 人 在 任 何 時間 、 任 何 地 方 ，可 以 用 任 何 方式 與 任 何 人 進行 通 信 。1 2 3 銥 星 (Iridium) 移 動 衛(wèi) 星 通 信 系 統(tǒng) 系 統(tǒng) 組 成LEO衛(wèi) 星 移 動 通 信 系 統(tǒng)銥 星 系 統(tǒng) 由 ： 空

36、 間 段 系 統(tǒng) 控 制 段 (SCS) 關(guān) 口 站 (GW) 用 戶 終 端 四 部 分 組 成 。銥 星 系 統(tǒng) 空 間 段 是 由 66顆 衛(wèi) 星 構(gòu) 成 的 低 軌 移 動 通 信 衛(wèi) 星 星 座 ， “ 第 二 代 銥 星 ” 銥星 系 統(tǒng) 除 了 66顆 工 作 星 ， 還 包 括 6顆 在 軌 備 份 星 和 9顆 地 面 備 份 星 。66顆 在 軌 衛(wèi) 星 分 布 在 6個 極 地 圓 軌 道 上 ， 每 個 軌 道 面 11顆 衛(wèi) 星 ， 軌 道 高 度 780km，傾 角 86.4o ,每 個 軌 道 周 期 大 約 101min， 設(shè) 計 壽 命 15年 。星 上 攜

37、帶 再 生 型 處 理 轉(zhuǎn) 發(fā) 器 ， 配 備 一 副 L頻 段 相 控 陣 列 天 線 ， 可 產(chǎn) 生 48個 點 波 束 組成 直 徑 大 約 為 4700km的 小 區(qū) 。 同 時 ， 使 用 Ka頻 段 用 于 星 地 饋 電 鏈 路 。具 有 Ka頻 段 星 間 鏈 路 ， 使 得 用 戶 終 端 可 以 通 過 多 條 路 徑 與 系 統(tǒng) 中 的 信 關(guān) 站 進 行 通信 ， 大 大 提 高 了 系 統(tǒng) 的 抗 干 擾 和 抗 摧 毀 能 力 。 每 顆 衛(wèi) 星 包 括 2條 同 軌 道 面 星 間 鏈 路 和 2條 異 軌 道 面 星 間 鏈 路 。 LEO衛(wèi) 星 移 動 通 信

38、 系 統(tǒng)星 上 處 理 ：星 際 鏈 路 接 收 機 解 調(diào) /譯 碼 發(fā) 射 機再 編 碼 /調(diào) 制接 收 機 解 調(diào) /譯 碼 發(fā) 射 機再 編 碼 /調(diào) 制接 收 機 解 調(diào) /譯 碼 發(fā) 射 機再 編 碼 /調(diào) 制接 收 機 解 調(diào) /譯 碼 發(fā) 射 機再 編 碼 /調(diào) 制信 息 存 儲信 息 交 換信 息 復(fù) 用路 由 選 擇信 令 處 理網(wǎng) 絡(luò) 控 制 軌 道 1 軌 道 2 軌 道 3 銥 星 (Iridium) 移 動 衛(wèi) 星 通 信 系 統(tǒng) 系 統(tǒng) 組 成LEO衛(wèi) 星 移 動 通 信 系 統(tǒng)銥 星 系 統(tǒng) 由 ： 空 間 段 系 統(tǒng) 控 制 段 (SCS) 關(guān) 口 站 (GW

39、) 用 戶 終 端 四 部 分 組 成 。SCS是 系 統(tǒng) 的 控 制 管 理 中 心 ，負 責(zé) 控 制 衛(wèi) 星 星 座 運 行 ， 并提 并 提 供 頻 率 計 劃 和 路 由信 息 。 關(guān) 口 站 是 銥 系 統(tǒng) 與 外 部 通 信 之 間的 接 口 ， 用 于 互 連 銥 系 統(tǒng) 和PSTN,PLMN等 ， 主 要 功 能 包 括 用戶 識 別 、 呼 叫 建 立 、 切 換 處 理 、路 由 選 擇 、 計 費 處 理 等ET ETET ETC MSCVLR HLR EIRMOCGMS至 銥 星 商 務(wù) 支 持 系 統(tǒng) 至 PSDN/ISDN 銥 星 (Iridium) 移 動 衛(wèi) 星

40、 通 信 系 統(tǒng) 通 信 體 制LEO衛(wèi) 星 移 動 通 信 系 統(tǒng) 用 戶 鏈 路 饋 電 鏈 路 星 際 鏈 路業(yè) 務(wù) 頻 率 16161626.5MHz 上 行 ： 29.129.3GHz下 行 ： 19.419.6GHz 23.1823.38GHz極 化 方 式 右 旋 圓 極 化 右 旋 圓 極 化 垂 直 極 化多 址 方 式 FDMA/TDMA/SDMA/TDD TDM/FDMA TDM/FDMA調(diào) 制 方 式 QPSK、 BPSK QPSK QPSK編 碼 方 式 卷 積 碼 ， 比 率=3/4 卷 積 碼 ， 比 率 =1/2 卷 積 碼 ， 比 率=1/2數(shù) 據(jù) 速 率 5

41、0kbps 6.25Mbps 25Mbps 工 作 帶 寬 31.5kHz 4.375MHz 17.5MHz LEO衛(wèi) 星 移 動 通 信 系 統(tǒng)銥 星 (Iridium) 移 動 衛(wèi) 星 通 信 系 統(tǒng) 協(xié) 議 棧采 用 和 GSM相 似 的 協(xié) 議 體 系 ， 可 以 劃 分 為 三 層 。第 三 層 ： 網(wǎng) 絡(luò) 層 。 負 責(zé) 發(fā) 送 消 息 、 連 接 管 理 、 移 動 性 管 理 、 無 線 資 源 管 理 。第 二 層 ： 數(shù) 據(jù) 鏈 路 層 。 負 責(zé) 對 第 三 層 消 息 的 打 包 、 成 幀 、 復(fù) 用 、 差 錯 控 制 編碼 、 流 控 制 、 傳 輸 協(xié) 議 等

42、。第 一 層 ： 物 理 層 。 比 特 流 的 傳 送 ?？?中 接 口 A接 口CM CM MM MM RR RR SCCPLAPDmTDMAFDMA TDMAFDMALAPDm MTP MTPSCCPBSSMAPBSSMAP第 一 層第 二 層第 三 層 移 動 終 端 ET/ETC MSC LEO衛(wèi) 星 移 動 通 信 系 統(tǒng) 移 動 性 管 理 (MM)移 動 性 管 理 最 核 心 的 問 題 是 如 何 讓 系 統(tǒng) 知 道 用 戶 當(dāng) 前 所 處 的 位 置 。 在 銥 星 系 統(tǒng)中 特 定 的 位 置 被 歸 屬 到 某 個 關(guān) 口 站 的 服 務(wù) 區(qū) 的 某 個 位 置 區(qū)

43、中 ， 用 戶 通 過 位 置 登記 向 系 統(tǒng) 報 告 自 己 的 位 置 區(qū) 。(1)關(guān) 口 站 服 務(wù) 區(qū)所 有 用 戶 的 通 信 都 必 須 經(jīng) 過 關(guān) 口 站 進 行 。 沒 有 星 際 鏈 路 的 衛(wèi) 星 通 信 系 統(tǒng) 中 ，用 戶 必 須 和 關(guān) 口 站 處 在 同 一 衛(wèi) 星 的 覆 蓋 范 圍 內(nèi) 才 能 通 信 。 對 于 有 星 際 鏈 路 的銥 系 統(tǒng) ， 所 有 處 在 衛(wèi) 星 覆 蓋 范 圍 內(nèi) 的 用 戶 總 能 連 接 到 某 一 關(guān) 口 站 ， 原 則 上 可以 任 意 規(guī) 劃 服 務(wù) 區(qū) 。(2)位 置 登 記 位 置 登 記 就 是 要 求 用 戶 定

44、 期 或 不 定 期 的 向 系 統(tǒng) 報 告 它 的 位 置 。 系 統(tǒng) 需 要 此 信息 處 理 打 給 用 戶 的 呼 叫 、 鑒 權(quán) 、 通 信 路 由 等 問 題 。(3)切 換 LEO衛(wèi) 星 移 動 通 信 系 統(tǒng)(3)切 換 移 動 性 管 理 (MM)信 道 切 換波 束 間 切 換星 間 切 換網(wǎng) 絡(luò) 切 換關(guān) 口 站 切 換 1、 該 不 該 切 換 以 及 什 么 時 候 切 換 ？2、 應(yīng) 該 切 換 到 哪 個 波 束 (或 者 衛(wèi) 星 )？3、 切 換 的 過 程 如 何 進 行 ？解 決 三 個 問 題業(yè) 務(wù) 數(shù) 據(jù) 切 換 請 求 切 換 指 令切 換 接 入 切

45、 換 信 息切 換 完 成業(yè) 務(wù) 數(shù) 據(jù)用 戶 終 端 波 束 1波 束 2后 向 切 換 通話中通話中 通 話臨 時中 斷 業(yè) 務(wù) 數(shù) 據(jù)信 道 請 求 信 令 信 道 指 派切 換 參 數(shù) 業(yè) 務(wù) 信 道 指 派指 派 完 成業(yè) 務(wù) 數(shù) 據(jù)用 戶 終 端 波 束 1波 束 2前 向 切 換 通話中通話中 通 話 臨 時 中 斷RACHAGCHT=3T信 令 傳 輸 +T后 向 切 換 T=T信 令 傳 輸 +T前 向 切 換 LEO衛(wèi) 星 移 動 通 信 系 統(tǒng) 無 線 資 源 管 理 (RR)無 線 資 源 管 理 的 問 題 發(fā) 生 在 呼 叫 建 立 的 時 候 ， 它 的 功 能

46、是 為 需 要 通 信 的 用 戶決 定 一 個 合 適 的 衛(wèi) 星 、 波 束 ， 在 這 個 波 束 內(nèi) 分 配 一 個 信 道 ， 并 規(guī) 定 用 戶 以 及衛(wèi) 星 以 什 么 樣 的 功 率 發(fā) 送 信 號 。(1) FCA（ 固 定 信 道 分 配 ）(2) 信 道 借 用(3) DCA（ 動 態(tài) 信 道 分 配 ） 視 同 新 呼 叫 預(yù) 留 資 源 切 換 排 隊 DCA切 換 引 起 的 資 源 分 配 LEO衛(wèi) 星 移 動 通 信 系 統(tǒng)銥 星 (Iridium) 移 動 衛(wèi) 星 通 信 系 統(tǒng) 通 信 流 程銥 星 系 統(tǒng) 通 信 流 程 包 括 捕 獲 、 接 入 、 注

47、 冊 、 呼 叫 建 立 、 呼 叫 維 持 （ 包 括 切 換 ）呼 叫 釋 放 幾 個 過 程 。捕 獲 位 置 確 定用 戶 參 數(shù) 下 載 接 入 批 準(zhǔn) 注 冊呼 叫 始 發(fā) 呼 叫 終 到 呼 叫 維 持呼 叫 釋 放或呼 叫 建 立 LEO衛(wèi) 星 移 動 通 信 系 統(tǒng)銥 星 (Iridium) 移 動 衛(wèi) 星 通 信 系 統(tǒng) 銥 星 終 端 主 叫 流 程 Ka-Band L-Band1接 入 申 請 過 程獲 得 信 道 指 派 同 步 、 接 入 過 程獲 得 接 入 允 許 2服 務(wù) 申 請3鑒 權(quán) 5發(fā) 送 被 叫 電 話 號 碼4關(guān) 口 站 發(fā) 送 服 務(wù) 允 許 給

48、 終 端PSTN6關(guān) 口 站 進 行 通 信 接 續(xù) 過 程7發(fā) 送 回 鈴 音 8等 待 用 戶 摘 機 建 立 通 信 鏈 路0 守 候 狀 態(tài)監(jiān) 視 振 鈴 信 道銥 星 主 叫 固定 電 話 用 戶 LEO衛(wèi) 星 移 動 通 信 系 統(tǒng)銥 星 (Iridium) 移 動 衛(wèi) 星 通 信 系 統(tǒng) 銥 星 終 端 被 叫 流 程 Ka-Band PSTN 0 守 候 狀 態(tài) 監(jiān) 視 振 鈴 信 道 。L-Band1固 定 用 戶 呼 叫 銥 終 端 (MSISDN)到 關(guān) 口 站通 過 終 端 最 近 的 注 冊 信 息 ，得 到 終 端 的 TMSI 及所 在 區(qū) 域 代 碼 (LAC)

49、 2關(guān) 口 站 發(fā) 送 TMSI和 LAC到 衛(wèi) 星 。3衛(wèi) 星 通 過 LAC計 算 尋 呼 區(qū) 域 范圍 ， 發(fā) 送 含 TSMI的 尋 呼 信 息 。4終 端 接 收 到 自 己 的 TMSI。捕 獲 (獲 得 信 道 指 派 信 息 )同 步 、 接 入 過 程 (獲 得 接 入 允 許 )5終 端 發(fā) 送 含 TMSI和 LAC的 呼 叫 應(yīng) 答 信 號6鑒 權(quán) 過 程7關(guān) 口 站 發(fā) 送 服 務(wù) 允 許 給 終 端8關(guān) 口 站 給 主 叫 用 戶 發(fā) 送 回 鈴 音9銥 終 端 摘 機 ， 建 立 通 信 鏈 路 衛(wèi) 星 移 動通 信 系 統(tǒng) 海 事 衛(wèi) 星 通 信 系 統(tǒng)INMA

50、RSAT 銥 星 系統(tǒng) Iridium 全 球 星 系 統(tǒng) Globalstar衛(wèi) 星 移 動 通 信 系 統(tǒng) 介 紹 LEOGEOMEO 全 球 星 (Globalstar) 系 統(tǒng)Globalstar系 統(tǒng) 是 美 國 LQSS(loral勞 拉 公 司 和 Qualcomn高 通 公 司 共 同 組 建 的 一 個股 份 公 司 )公 司 于 1991年 6月 向 美 國 聯(lián) 邦 通 信 委 員 會 提 出 的 LEO衛(wèi) 星 通 信 系 統(tǒng) 。Globalstar系 統(tǒng) 和 Iridium系 統(tǒng) 在 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計 和 技 術(shù) 上 均 不 同 。 Globalstar不 單 獨 組網(wǎng) ，

51、 其 作 用 只 是 全 球 范 圍 內(nèi) 任 意 移 動 用 戶 隨 時 可 通 過 該 系 統(tǒng) 接 入 地 面 網(wǎng) ， 作 為 陸地 蜂 窩 移 動 通 信 系 統(tǒng) 的 延 伸 ， 其 成 本 低 于 Iridium系 統(tǒng) 。Globalstar系 統(tǒng) 特 點 ：系 統(tǒng) 沒 有 星 際 鏈 路 ；衛(wèi) 星 透 明 轉(zhuǎn) 發(fā) ， 沒 有 星 上 處 理 ， 與 地 面 多 種 標(biāo) 準(zhǔn) 兼 容 ； 采 用 CDMA技 術(shù) ， 同 一 頻 率 上 與 允 許 20個 用 戶 同 時 通 話 ， 全 球 范 圍 內(nèi) 同 時 通 話 用 戶 數(shù) 可 達 10400個 ，并 且 提 供 保 密 和 防 偽

52、功 能 ；采 用 多 端 放 大 器 可 以 自 動 把 用 戶 分 配 給 各 波 束 ， 也 可 以 把 用 戶 集 中 到 一 個 波 束 內(nèi) ；用 戶 終 端 功 率 可 以 控 制 ；通 過 衛(wèi) 星 分 集 作 用 ， 提 高 了 信 號 質(zhì) 量 ；只 有 星 際 切 換 和 波 束 切 換 ， 通 信 信 道 周 期 地 把 鏈 路 從 現(xiàn) 行 衛(wèi) 星 切 換 到 下 一 衛(wèi) 星 。 LEO衛(wèi) 星 移 動 通 信 系 統(tǒng) 全 球 星 (Globalstar) 系 統(tǒng) 空 間 段主 要 由 分 布 在 8個 軌 道 面 上 的 48顆 衛(wèi) 星 組 成 ， 此 外 ， 每 個 軌 道

53、面 還 有 一 顆 星做 備 份 。 軌 道 高 度 1414km,軌 道 平 面 傾 角 52o， 運 行 周 期 114min， 衛(wèi) 星 重量 450kg。LEO衛(wèi) 星 移 動 通 信 系 統(tǒng) 全 球 星 (Globalstar) 系 統(tǒng) 地 面 段LEO衛(wèi) 星 移 動 通 信 系 統(tǒng) 全 球 星 (Globalstar) 系 統(tǒng) 地 面 段LEO衛(wèi) 星 移 動 通 信 系 統(tǒng)關(guān) 口 站 由 射 頻 分 系 統(tǒng) (GRS)、 CDMA分 系 統(tǒng) (CS)、 管 理 分 系 統(tǒng) (GMS)、 交 換 分 系統(tǒng) (GSS)、 遙 測 控 制 單 元 （ TCU， 只 有 承 擔(dān) 衛(wèi) 星 測 控

54、 功 能 的 4個 預(yù) 生 產(chǎn) 關(guān) 口 站 才有 此 單 元 )組 成 。 全 球 星 (Globalstar) 系 統(tǒng) -通 信 體 制通 信 只 在 用 戶 鏈 路 和 饋 電 鏈 路 上 進 行 ， 用 戶 鏈 路 上 行 采 用 L頻 段 波 束 ， 下 行 采 用S頻 段 波 束 ， QPSK調(diào) 制 ， 卷 積 編 碼 ， 維 特 比 譯 碼 ， 多 址 方 式 為 CDMA/FDMA/SDMA。 每 個 波 束 內(nèi) 把 16.5MHz的 總 頻 帶 劃 分 為 13條 帶 寬 為 1.23MHz的 CDMA信 道 ， 信 息 速 率 最 高 9.6kb/s。饋 電 鏈 路 采 用

55、C波 段 ， 用 于 信 關(guān) 站 和 衛(wèi) 星 之 間 通 信 ， QPSK調(diào) 制 ， 多 址 方 式 為FDMA。 160MHz連 續(xù) 帶 寬 分 為 連 續(xù) 8個 子 帶 ， 經(jīng) 過 交 叉 極 化 復(fù) 用 后 的 每 個 子 帶帶 內(nèi) 采 用 FDM方 式 復(fù) 用 一 個 波 束 內(nèi) 的 所 有 CDMA信 道 。 Globalstar系 統(tǒng) 只 有 波 束 間 切 換 和 星 際 切 換 ， 而 且 反 向 和 前 向 鏈 路 的 切 換 是 相 互 獨 立 的 。 空 中 接 口 采 用 修 訂 的 IS-95。 導(dǎo) 頻 信 道尋 呼 信 道同 步 信 道接 入 信 道業(yè) 務(wù) 信 道

56、LEO衛(wèi) 星 移 動 通 信 系 統(tǒng) UT對 UT的 呼 叫 流 程全 球 星 (Globalstar) 系 統(tǒng)LEO衛(wèi) 星 移 動 通 信 系 統(tǒng) 衛(wèi) 星 寬 帶 通 信 衛(wèi) 星 寬 帶 通 信 衛(wèi) 星 寬 帶 通 信 系 統(tǒng) 特 點傳 輸 速 率 高 。 面 對 互 聯(lián) 網(wǎng) 用 戶 和 視 頻 內(nèi) 容 的 不 斷 增 長 ， 衛(wèi) 星 通 信 正 在 開 發(fā)應(yīng) 用 Ka這 一 更 高 的 頻 段 ， 以 適 應(yīng) 信 息 網(wǎng) 絡(luò) 的 寬 帶 化 發(fā) 展 要 求 。為 了 獨 立 于 地 面 網(wǎng) 絡(luò) ， 多 數(shù) 衛(wèi) 星 寬 帶 通 信 系 統(tǒng) 使 用 微 波 或 者 激 光 星 間 鏈 路實 現(xiàn)

57、 衛(wèi) 星 互 連 ， 構(gòu) 成 空 間 骨 干 傳 輸 網(wǎng) 絡(luò) 。為 用 戶 或 用 戶 群 提 供 Internet骨 干 網(wǎng) 的 高 速 接 入 。 作 為 骨 干 傳 輸 網(wǎng) 絡(luò) ， 連 接不 同 地 理 區(qū) 域 的 Internet網(wǎng) 絡(luò) 運 營 商 。 系 統(tǒng) 信關(guān) 站Internet骨 干 網(wǎng)用 戶 站直 接 接入 用 戶LAN用 戶 群 衛(wèi) 星 寬 帶 通 信 標(biāo) 準(zhǔn)2000年 ， ESTI頒 發(fā)了 以 DVB-S/S2標(biāo) 準(zhǔn)為 基 礎(chǔ) 的 寬 帶 衛(wèi) 星系 統(tǒng) 回 傳 鏈 路 標(biāo) 準(zhǔn)DVB-RCS 2003年 ， 修 斯 公 司的 直 播 線 路(Direcway)被 TIA批

58、準(zhǔn) 授 權(quán) 為衛(wèi) 星 互 聯(lián) 網(wǎng) (IPoS)標(biāo) 準(zhǔn) S-DOCSIS為 美 國 有線 電 視 寬 帶 接 入 標(biāo)準(zhǔn) DOCSIS改 進 版 ，適 用 于 寬 帶 多 媒 體衛(wèi) 星 通 信 ESTI在 修 斯 公 司 開 發(fā) 的 Ka頻 段 衛(wèi) 星 通 信 系 統(tǒng) “ 太 空之 路 ” 的 基 礎(chǔ) 上 ， 制 定 了RSM-A該 標(biāo) 準(zhǔn) 是 專 門 針 對具 有 星 上 交 換 能 力 的 衛(wèi) 星提 出 的 寬 帶 衛(wèi) 星 通 信 系 統(tǒng)標(biāo) 準(zhǔn)DVR-RCS提 供 高 帶 寬 的 前 向 鏈 路 和 反 向 鏈 路 ， 采 用 多 頻 時 分 多 址 接 入 方 案 。標(biāo) 準(zhǔn) 文 件 中 定

59、義 了 系 統(tǒng) 參 考 模 型 ， MAC層 和 物 理 層 的 實 現(xiàn) 機 制 ， 以 及 同 步 、控 制 管 理 和 安 全 等 實 現(xiàn) 過 程 。 是 公 認 的 第 一 個 衛(wèi) 星 寬 帶 通 信 標(biāo) 準(zhǔn) 。 S-DOCSIS定 義 了 調(diào) 制 解 調(diào) 器 的 物 理 層 和 鏈 路 層 規(guī) 范 。RSM-A(再 生 衛(wèi) 星 網(wǎng) 狀 網(wǎng) )標(biāo) 準(zhǔn) 規(guī) 定 了 幀 結(jié) 構(gòu) 、 信 道 編 碼 、 調(diào) 制 解 調(diào) 、 無 線傳 輸 和 接 收 、 無 線 鏈 路 控 制 和 同 步 等 空 中 接 口 以 及 部 分 鏈 路 層 設(shè) 計 方 法 。 衛(wèi) 星 寬 帶 通 信 IPOS定 義

60、 了 同 步 衛(wèi) 星 通 信 網(wǎng) 中 物 理 層 和 數(shù) 據(jù) 鏈 路 層 規(guī) 則 。 包 括 對 信 息 的 管 理 、控 制 和 物 理 層 的 定 義 。 衛(wèi) 星 寬 帶 通 信 標(biāo) 準(zhǔn)衛(wèi) 星 寬 帶 通 信為 了 支 持 寬 帶 業(yè) 務(wù) ， TIA首 先 制 定 了 衛(wèi) 星 寬 帶 通 信 標(biāo) 準(zhǔn) TIA-1008 衛(wèi) 星 的 IP協(xié) 議 提 出 了 基 于 IP協(xié) 議 的 衛(wèi) 星 通 信 概 念 ， 并 對 系 統(tǒng) 的 架 構(gòu) 和 物 理 層 、 數(shù) 據(jù) 鏈 路 層 進 行 了規(guī) 定 。ETSI將 TIA-1008納 入 其 標(biāo) 準(zhǔn) 體 系 ， 并 對 SI-SAP(衛(wèi) 星 獨 立 業(yè)

61、 務(wù) 接 入 點 )， MPLS(多協(xié) 議 標(biāo) 簽 交 換 )， QoS(服 務(wù) 質(zhì) 量 )， 組 播 等 關(guān) 鍵 技 術(shù) 進 行 了 規(guī) 定 。TIA和 ETSI在 美 國 休 斯 公 司 開 發(fā) 的 Ka頻 段 衛(wèi) 星 通 信 的 基 礎(chǔ) 上 聯(lián) 合 制 定 了TIA-1040 基 于 星 上 再 生 處 理 的 衛(wèi) 星 網(wǎng) 絡(luò) 系 統(tǒng) 的 空 中 接 口 TS 102 188 基 于 星 上 再 生 處 理 的 衛(wèi) 星 網(wǎng) 絡(luò) 系 統(tǒng) 的 空 中 接 口 物 理 層 規(guī) 范 TS 102 189 基 于 星 上 再 生 處 理 的 衛(wèi) 星 網(wǎng) 絡(luò) 系 統(tǒng) 的 空 中 接 口 數(shù) 據(jù) 鏈

62、路 層 規(guī) 范 此 外 ：ETSI還 制 定 了 基 于 DVB-S,DVB-RCS的 TS102 429 寬 帶 衛(wèi) 星 多 媒 體 ， 基 于 星 上再 生 處 理 的 衛(wèi) 星 網(wǎng) 絡(luò) 系 統(tǒng) ， 星 上 處 理 的 DVB-S， DVB-RCS族 即 RSM-B， 已 在歐 洲 的 寬 帶 系 統(tǒng) 建 設(shè) 中 得 到 了 應(yīng) 用 。 衛(wèi) 星 寬 帶 通 信 系 統(tǒng)運 營 商 軌 道 發(fā) 射 日 期 頻 段 容 量 波 束 覆 蓋 范 圍Anik-F2 Telesat GEO 2004.07 C/Ku/Ka 2.5Gbps 24C轉(zhuǎn) 發(fā) 器32轉(zhuǎn) 發(fā) 器45Ka波 束 北 美IPstar

63、Thaicon GEO 2005.08 Ku/Ka 45Gbps 84Ku用 戶 波 束3個 Ku廣 播 波 束18個 Ka關(guān) 口 站 波 束 亞 太 地 區(qū)WildBlue-1 Viasat GEO 2006,12 Ka 10Gbps 35個 用 戶 波 束 部 分 美 國 地 區(qū)Spaceway-3 Hughes GEO 2007,08 Ka 10Gbps 35個 用 戶 波 束 美 國 及 加 拿 大部 分 地 區(qū)Viasat-1 Viasat GEO 2011.11 Ka 140Gbps 72個 用 戶 波 束 美 國 東 部 和 西 海 岸O3b SES MEO 2013-14 Ka

64、 84Gbps 每 顆 星 10個 Ka波 束 南 北 緯 45度 內(nèi)Inmarsat-5 Inmarsat GEO 2013-15 Ka 50Gbps 89個 固 定 點 波 束6個 可 移 動 點 波 束 全 球Jupiter-2 Hughes GEO 2016.12 Ka 220Gbps 138點 波 束 北 美Viasat-2 Viasat GEO 2017.06 Ka 300Gbps 北 美 、 南 美 部分 、 加 勒 比 海 、大 西 洋OneWeb OneWeb LEO Ku/Ka 每 顆 星 16個 Ku波 束 ，2個 Ka波 束 全 球 衛(wèi) 星 寬 帶 通 信休 斯 (Hu

65、ghes) 寬 帶 衛(wèi) 星 基 本 情 況制 造 商 軌 位 發(fā) 射 日 期 頻 段 容 量 覆 蓋 范 圍Boeing 95 W 2007.08 Ka 10Gbps 美 國 及 加 拿 大部 分 地 區(qū)Jupiter-1 Boeing 107W 2012.07 Ka 100Gbps 美 國 東 部 和 西海 岸Jupiter-2 SS/L 97.2W 2016.12 Ka 220Gbps 北 美空 中 接 口 ： IPOS(hughes公 司 自 己 主 導(dǎo) 的 ， 將 DVB-S2行 業(yè) 標(biāo) 準(zhǔn) 與 ACM調(diào) 制 結(jié) 合并 針 對 衛(wèi) 星 寬 帶 服 務(wù) 進 行 優(yōu) 化 ， 經(jīng) ETSI,

66、TIA和 ITU批 準(zhǔn) 成 為 衛(wèi) 星 寬 帶 通 信 標(biāo) 準(zhǔn) )Spaceway-3 衛(wèi) 星 寬 帶 通 信 Spaceway-3 35個 用 戶 波 束獨 特 的 星 上 快 速 包 交 換 技 術(shù)星 上 路 由 衛(wèi) 星 寬 帶 通 信 Spaceway-3 NOCC負 責(zé) 收 集 全 網(wǎng) 路 由 信 息 的 更 新 ， 并 進 行 衛(wèi) 星 系 統(tǒng) 內(nèi) 路 由 的 計 算 。系 統(tǒng) 組 成 ：寬 帶 通 信 衛(wèi) 星用 戶 終 端信 關(guān) 站網(wǎng) 絡(luò) 運 行 控 制 中 心 (NOCC)服 務(wù) 傳 送 系 統(tǒng) 等 衛(wèi) 星 寬 帶 通 信 Viasat寬 帶 衛(wèi) 星 情 況Viasat-1， 2010年 10月 發(fā) 射 ， 工 作 在 Ka頻 段 ， 72個 用 戶 波 束 ， 容 量 達 到 140Gbps。Viasat-2， 2017年 6月 發(fā) 射 ， 選 用 Ka頻 段 ， 容 量 達 到 300Gbps。容 量 達 到 1Tbps的 Viasat-3正 在 設(shè) 計 中 。地 面 網(wǎng) 絡(luò) 采 用 SurfBeam2 技 術(shù)美 國 衛(wèi) 訊 公 司 (Viasat)將 有 線 電 視