衛(wèi)星通信概述課件

1、Xi衛(wèi)星通信概述衛(wèi)星通信概述2017年年9月月8日日 衛(wèi)星通信概述課件內(nèi)容大綱衛(wèi)星通信基礎(chǔ)衛(wèi)星移動(dòng)通信衛(wèi)星寬帶通信衛(wèi)星通信概述課件衛(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(jì)衛(wèi)星通信概述課件一、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(dòng)業(yè)務(wù)衛(wèi)星通信系統(tǒng)和廣播業(yè)務(wù)衛(wèi)星通信系統(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(wú)法到達(dá)的業(yè)務(wù)：海洋 沙漠 偏遠(yuǎn)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(diǎn)多面廣的企業(yè)內(nèi)部專(zhuān)用通信網(wǎng)其他適合應(yīng)用：

2、遠(yuǎn)程教育 遠(yuǎn)程培訓(xùn) 遠(yuǎn)程醫(yī)療 資源共享等等衛(wèi)星通信基礎(chǔ)衛(wèi)星通信概述課件衛(wèi)星通信基礎(chǔ)一、衛(wèi)星通信概述衛(wèi)星通信優(yōu)勢(shì)覆蓋面積大，通信距離遠(yuǎn)，建站成本與通信距離基本無(wú)關(guān)組網(wǎng)靈活，便于多址連接 不受地理?xiàng)l件的限制，不管是固定站還是移動(dòng)站，不同種類(lèi)的業(yè)務(wù)可組網(wǎng)在同一個(gè) 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(jì)效益、社會(huì)效益好 衛(wèi)星通信不受地理和環(huán)境條件的限制，具有建設(shè)快，投資少，經(jīng)濟(jì)效益 高的優(yōu)點(diǎn)。衛(wèi)星通信概述課件衛(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(cè)及指令分系統(tǒng)以及監(jiān)控

3、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(cè)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(hào)。(2)地球站由天線、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(hào)傳至衛(wèi)星和從衛(wèi)星接收信號(hào)。(3)地面的跟蹤遙測(cè)及指令分系統(tǒng)并不直接用于通信，而是用來(lái)保障通信的正常進(jìn)行。(4)監(jiān)控管理分系統(tǒng)對(duì)在軌衛(wèi)星的通信性能及參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)與控制。通信衛(wèi)星跟蹤遙測(cè)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)控制中心衛(wèi)星通信概述課件三、衛(wèi)星軌道介紹衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的軌跡和趨勢(shì)稱(chēng)為衛(wèi)星運(yùn)行軌跡，衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)所在的平面叫軌道面。橢圓軌道圓軌道

4、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(yùn)動(dòng)，主要用于重點(diǎn)覆蓋某些區(qū)域)(具有相對(duì)恒定的運(yùn)動(dòng)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(guò)地球南北極)(0i90o)(90oi180o)(星下點(diǎn)軌跡重復(fù))(星下點(diǎn)軌跡不重復(fù))(500h2000km)(2000kmh20000km)(20000kmhh=35768km,GEO衛(wèi)星通信基礎(chǔ)衛(wèi)星通信概述課件今

5、天的衛(wèi)星通信系統(tǒng)GEO、MEO、LEO衛(wèi)星通信基礎(chǔ)靜止軌道衛(wèi)星運(yùn)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(lái)是固定的。優(yōu)點(diǎn)： 通信距離遠(yuǎn)，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(duì)準(zhǔn)。 缺點(diǎn)： 高度高，因此信號(hào)衰減和時(shí)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，軌道上所能容納的衛(wèi)星數(shù)量有限。運(yùn)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(diǎn)： 衛(wèi)星高度低，所以信號(hào)衰減小，時(shí)延小。 衛(wèi)星重量輕，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。 將衛(wèi)星均勻地排布在整個(gè)地球的周?chē)?，即使是在南北極，也能使用低軌道衛(wèi)星進(jìn) 行通信，實(shí)現(xiàn)真

6、正的全球覆蓋。缺點(diǎn)： 覆蓋整個(gè)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(yùn)行期間要及時(shí)補(bǔ)充發(fā)射替代或備用系統(tǒng)投資較高。衛(wèi)星通信概述課件四、衛(wèi)星鏈路設(shè)計(jì)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)星鏈路衛(wèi)星通信概述課件四、衛(wèi)星鏈路設(shè)計(jì)衛(wèi)星通信基礎(chǔ)傳輸方程2)4(dGGPCRTT)4lg(20)()()()(ddBWGdBWGdBWPdBWCRTT自由空間傳播損耗傳輸損耗自由空間損耗饋線損耗天線未對(duì)準(zhǔn)損耗（一般用統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)估計(jì)）大氣層和離子層損耗法拉第旋轉(zhuǎn)雨衰（對(duì)比較高的頻率有很大的影響）衛(wèi)

7、星通信概述課件四、衛(wèi)星鏈路設(shè)計(jì)衛(wèi)星通信基礎(chǔ)載波噪聲比)lg(10)(BkTGLLEIRPNCuumupuu)lg(10)(TBkGLLEIRPNCmdpdSddBdB111)()(duNCNCNC載波干擾比ui,1ui,2upi,設(shè)為上行鏈路的干擾，在載波帶寬內(nèi)對(duì)應(yīng)的功率為 I1,u , I2,u Ip,u 111)()(,pkuukICIC111)()(,qkddkICIC衛(wèi)星鏈路設(shè)計(jì)需要考慮：進(jìn)入或來(lái)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11111dICuICdNCuNCINC111ICNC，則有，衛(wèi)星通信概述課件 衛(wèi)星移動(dòng)通信衛(wèi)星通信概述課件衛(wèi)星移動(dòng)業(yè)

8、務(wù)標(biāo)準(zhǔn)移動(dòng)地球站標(biāo)準(zhǔn)衛(wèi)星移動(dòng)電視標(biāo)準(zhǔn)衛(wèi)星移動(dòng)電話標(biāo)準(zhǔn)通用標(biāo)準(zhǔn)艦載站標(biāo)準(zhǔn)機(jī)載標(biāo)準(zhǔn)EN 300 721SES; 基于 1GHz 以下頻段低軌衛(wèi)星提供低速率服務(wù)的移動(dòng)地球站EN 301 473SES; 基于 3GHz以下頻段航空移動(dòng)衛(wèi)星業(yè)務(wù)和衛(wèi)星移動(dòng)業(yè)務(wù)的機(jī)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(duì)地球站的EIRP、帶外抑制等性能指標(biāo)及其測(cè)試方法進(jìn)行了規(guī)定，還對(duì)它們自身的監(jiān)控功能和管理提出了要求。衛(wèi)星移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)通用標(biāo)準(zhǔn)：對(duì)于 BSS、FSS、MSS 的共性?xún)?nèi)容，ETSI 制定一系標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其進(jìn)行規(guī)范，如 TR 103 124SES; 衛(wèi)星地球站及系統(tǒng)，

9、衛(wèi)星與地面網(wǎng)絡(luò)融合、TR 103 166SES;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(duì)衛(wèi)星與地面網(wǎng)的融合進(jìn)行了規(guī)定，也對(duì)系統(tǒng)測(cè)量進(jìn)行了規(guī)定；不僅對(duì)交互通信中回傳鏈路的數(shù)據(jù)封裝進(jìn)行了規(guī)定，也對(duì)衛(wèi)星通信在應(yīng)急通信中應(yīng)用進(jìn)行了規(guī)定；不僅對(duì)地球站中的相關(guān)設(shè)備進(jìn)行了規(guī)定，也對(duì)地球站的電磁兼容性進(jìn)行了規(guī)定。這些標(biāo)準(zhǔn)都對(duì)指導(dǎo)衛(wèi)星通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)起到了重要的作用。衛(wèi)星移動(dòng)通信衛(wèi)星通信概述課件衛(wèi)星移動(dòng)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(wú)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(wú)線接口規(guī)范系列標(biāo)準(zhǔn)）基于GE

10、O衛(wèi)星在用戶(hù)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 851SES;UMTS/MT2000 的衛(wèi)星部分TS 102 442SES;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(kuò)頻與調(diào)制、物理層流程、用戶(hù)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(gè)部分，各部分對(duì)相關(guān)技術(shù)進(jìn)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(duì) S-UMTS 開(kāi)展組播業(yè)務(wù)進(jìn)行了規(guī)定。針對(duì)星地接口和地面段對(duì)GMR進(jìn)行了補(bǔ)充涵蓋

11、了 GEO、MEO、LEO衛(wèi)星衛(wèi)星移動(dòng)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、物理層規(guī)范、語(yǔ)音編碼規(guī)范6個(gè)部分，從不同技術(shù)層面對(duì)GMR系統(tǒng)進(jìn)行了規(guī)定。Thuraya、TerreStar、SkyTerraINMARSAT、ACeS衛(wèi)星移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)衛(wèi)星通信概述課件衛(wèi)星移動(dòng)電視標(biāo)準(zhǔn)衛(wèi)星移動(dòng)電視標(biāo)準(zhǔn)和傳統(tǒng)衛(wèi)星電視相比，衛(wèi)星移動(dòng)電視對(duì)圖像質(zhì)量要求較低，傳輸數(shù)據(jù)較小，故對(duì)帶寬要求較低。ESTI在DVB-S基礎(chǔ)上，制定專(zhuān)門(mén)針對(duì)衛(wèi)星移動(dòng)電視的DVB-SH標(biāo)準(zhǔn)，其核心標(biāo)準(zhǔn)為EN 302 583DVB;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

12、3GHz 以下的 UHF、L及S頻段為用戶(hù)提供廣播服務(wù)。目前美國(guó)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 721SES; 衛(wèi)星地球站及系統(tǒng)，S 頻段移動(dòng)交互多媒體的空中接口系列S-MIM標(biāo)準(zhǔn)是對(duì)DVB-SH標(biāo)準(zhǔn)的擴(kuò)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(shí)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(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)DVB-SH標(biāo)準(zhǔn)SDR

13、標(biāo)準(zhǔn)S-MIM標(biāo)準(zhǔn)SDR（衛(wèi)星數(shù)字無(wú)線電通信），其核心標(biāo)準(zhǔn)為EN 302 550SES; 星數(shù)字無(wú)線電通信系統(tǒng)系列標(biāo)準(zhǔn)SDR也為終端用戶(hù)提供廣播服務(wù)，也需要地面網(wǎng)絡(luò)進(jìn)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(guó)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)星通信概述課件衛(wèi)星移動(dòng)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(dòng)通信系統(tǒng)介紹LEOGEOMEO衛(wèi)星通信概述課件國(guó)際海事衛(wèi)星 (INMARSAT) 通信系統(tǒng)最早的海事衛(wèi)星移

14、動(dòng)系統(tǒng)，由美國(guó)通信公司（COMSAT）利用Marisat衛(wèi)星進(jìn)行衛(wèi)星通信，是一個(gè)軍用的衛(wèi)星通信系統(tǒng)。70年代中期為增強(qiáng)海上船只的安全保障，將部分內(nèi)容提供給遠(yuǎn)洋船只使用。1982年形成了以國(guó)際海事衛(wèi)星組織管理的INMARSAT系統(tǒng)，開(kāi)始提供全球海事衛(wèi)星通信服務(wù)。如今已發(fā)展為INMARSAT-4移動(dòng)通信衛(wèi)星以及INMARSAT-5寬帶通信衛(wèi)星，控制著135個(gè)國(guó)家的大量話音和系統(tǒng)。運(yùn)行在地球靜止軌道上，為除南北極75度以上的級(jí)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。GE

15、O衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)衛(wèi)星通信概述課件INMARSAT-4 BGAN系統(tǒng)GEO衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng) BGAN是寬帶全球區(qū)域網(wǎng)絡(luò) ( broadband global area network)的簡(jiǎn)稱(chēng)，是國(guó)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(wú)縫隙的寬帶網(wǎng)絡(luò)接入、移動(dòng)實(shí)時(shí)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(yuǎn)地區(qū)移動(dòng)信息化帶來(lái)革命性的變化!衛(wèi)星通信概述課件INMARSAT-4于2005年至2008年8月期間發(fā)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(jìn)行傳輸，擴(kuò)展了INMARSAT網(wǎng)絡(luò)，提供增強(qiáng)的數(shù)字移動(dòng)通信的能力，同

16、時(shí)也支持傳統(tǒng)的電路交換的服務(wù)，具有1個(gè)全球波束，19個(gè)區(qū)域波束，228個(gè)窄帶點(diǎn)波束。星座設(shè)計(jì)INMARSAT-4 BGAN系統(tǒng) 用戶(hù)鏈路：采用L頻段 上行1626.5-1660.5MHZ 下行1525.0-1559.0MHZ 饋線鏈路：采用C頻段 上行6424.0-6575MHZ 下行3550-3700MHZ 頻率分配信道容量630個(gè)雙向200KHz通信體制TDM-TDMA/FDMAGEO衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)衛(wèi)星通信概述課件BGAN是一個(gè)3GPP 包交換和電路交換的網(wǎng)絡(luò)，兼容第3代（3G）手機(jī)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(dòng)通信系統(tǒng)BGAN通信系統(tǒng)介紹用戶(hù)設(shè)備 無(wú)線接入網(wǎng)

17、核心網(wǎng)分組域模式電路域模式核心網(wǎng)衛(wèi)星通信概述課件GEO衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)BGAN空中接口 BGAN使用Inmarsat專(zhuān)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(fù)責(zé)移動(dòng)性管理、呼叫控制、短消息SMS以及GPRS會(huì)話管理等功能負(fù)責(zé)糾錯(cuò)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(shí)、功率測(cè)量和使碼元在正確的頻率、時(shí)隙和功率水平上傳輸?shù)裙δ堋Ｘ?fù)責(zé)控制接入物理層。提供與UTRAN無(wú)線鏈路控制層類(lèi)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(hù)數(shù)據(jù)。負(fù)責(zé)注冊(cè)管理、GMM/MM處理、無(wú)線信道控

18、制。非接入層衛(wèi)星通信概述課件GEO衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)BGAN通信信令流程-注冊(cè)空口注冊(cè)過(guò)程用戶(hù)終端無(wú)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（區(qū)域、窄帶波束）：系統(tǒng)信息公共信道：注冊(cè)申請(qǐng)公共信道：注冊(cè)確認(rèn)信息注冊(cè)完成確認(rèn)信息（專(zhuān)用信道）用戶(hù)位置信息申請(qǐng)用戶(hù)位置信息應(yīng)答注冊(cè)模式更新注冊(cè)過(guò)程就是UE和RNC初始化通信的信息交換，并且給UE分配一個(gè)專(zhuān)用的信令連接，這個(gè)過(guò)程發(fā)生在UE能給BGAN核心網(wǎng)發(fā)送信令信息之前。衛(wèi)星通信概述課件GEO衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)UERNCMSC/VLR位置更新請(qǐng)求（IMSI附著）鑒權(quán)請(qǐng)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

19、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(qǐng)求（IMSI附著）鑒權(quán)請(qǐng)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UERNCSGSN附著申請(qǐng)（GPRS附著）鑒權(quán)請(qǐng)求鑒權(quán)響應(yīng)安全模式命令安全模式完成Common ID（IMSI）附著完成附著接受（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(qǐng)（GPRSI附著）鑒權(quán)請(qǐng)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-附著衛(wèi)星通信概述課件GEO衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)UERNCMSC/VLR服務(wù)請(qǐng)求

20、（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(qǐng)求呼叫建立請(qǐng)求呼叫接續(xù)無(wú)線信道建立建立完成確認(rèn)被叫用戶(hù)回鈴音被叫用戶(hù)摘機(jī)鏈接確認(rèn)信息服務(wù)請(qǐng)求（終端主叫業(yè)務(wù)）鑒權(quán)請(qǐng)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(qǐng)求呼叫接續(xù)RAB分配申請(qǐng)RAB分配響應(yīng)被叫用戶(hù)回鈴音被叫用戶(hù)摘機(jī)鏈接確認(rèn)信息BGAN通信信令流程-主叫衛(wèi)星通信概述課件GEO衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)UERNCMSC/VLR尋呼尋呼公共信息：注冊(cè)申請(qǐng)公共信息：注冊(cè)確認(rèn)注冊(cè)完成（專(zhuān)用信道）用戶(hù)位置申請(qǐng)（公共密鑰）用戶(hù)位置信息應(yīng)答注冊(cè)模式更新尋呼應(yīng)答尋呼應(yīng)答鑒權(quán)請(qǐng)求鑒權(quán)請(qǐng)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

21、式命令安全模式完成Common ID（IMSI）呼叫建立申請(qǐng)呼叫建立申請(qǐng)呼叫確認(rèn)呼叫確認(rèn)無(wú)線信道建立建立完成確認(rèn)RAB分配申請(qǐng)RAB分配響應(yīng)回鈴音回鈴音建立連接建立連接連接應(yīng)答連接應(yīng)答B(yǎng)GAN通信信令流程-被叫衛(wèi)星通信概述課件衛(wèi)星移動(dòng)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(dòng)通信系統(tǒng)介紹LEOGEOMEO衛(wèi)星通信概述課件銥星 (Iridium) 移動(dòng)衛(wèi)星通信系統(tǒng)LEO衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)Iridium系統(tǒng)是由美國(guó)Motorola公司提出的一種低軌道全球衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)，其目標(biāo)是向攜帶有手持式移動(dòng)電話的銥用戶(hù)提供全球個(gè)人通信能力。

22、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(shí)延小，通信質(zhì)量大大提高銥星系統(tǒng)最顯著的特點(diǎn)就是星際鏈路和極地軌道，最大的優(yōu)勢(shì)是達(dá)到真正的全球覆蓋?；旧夏茏龅接檬謾C(jī)實(shí)現(xiàn)任何人在任何時(shí)間、任何地方，可以用任何方式與任何人進(jìn)行通信。123衛(wèi)星通信概述課件銥星 (Iridium) 移動(dòng)衛(wèi)星通信系統(tǒng)系統(tǒng)組成LEO衛(wèi)星移動(dòng)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) 用戶(hù)終端四部分組成。銥星系統(tǒng)空間段是由銥星系統(tǒng)空間段是由6666顆衛(wèi)星構(gòu)成的低軌移動(dòng)通信衛(wèi)星星座，顆衛(wèi)星構(gòu)成的低軌移動(dòng)通信衛(wèi)星星座，“第二代銥星第二代銥星”銥銥星系統(tǒng)除了星系統(tǒng)除了6666顆工作星，還包括顆工作

23、星，還包括6 6顆在軌備份星和顆在軌備份星和9 9顆地面?zhèn)浞菪?。顆地面?zhèn)浞菪恰?666顆在軌衛(wèi)星顆在軌衛(wèi)星分布在分布在6 6個(gè)個(gè)極地圓軌道極地圓軌道上，每個(gè)軌道面上，每個(gè)軌道面1111顆衛(wèi)星，軌道高度顆衛(wèi)星，軌道高度780km780km，傾角傾角86.486.4o o , ,每個(gè)軌道周期大約每個(gè)軌道周期大約101min101min，設(shè)計(jì)壽命，設(shè)計(jì)壽命1515年。年。星上攜帶星上攜帶再生型處理轉(zhuǎn)發(fā)器再生型處理轉(zhuǎn)發(fā)器，配備一副，配備一副L L頻段相控陣列天線，可產(chǎn)生頻段相控陣列天線，可產(chǎn)生4848個(gè)點(diǎn)波束組個(gè)點(diǎn)波束組成直徑大約為成直徑大約為4700km4700km的小區(qū)。同時(shí)，使用的小區(qū)。同時(shí)，使

24、用KaKa頻段頻段用于星地用于星地饋電鏈路饋電鏈路。具有具有KaKa頻段星間鏈路頻段星間鏈路，使得用戶(hù)終端可以通過(guò)多條路徑與系統(tǒng)中的信關(guān)站進(jìn)行通，使得用戶(hù)終端可以通過(guò)多條路徑與系統(tǒng)中的信關(guān)站進(jìn)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 2條同軌道面星間鏈條同軌道面星間鏈路路和和2 2條異軌道面星間鏈路條異軌道面星間鏈路。衛(wèi)星通信概述課件LEO衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)星上處理：星際鏈路接收機(jī)解調(diào)/譯碼發(fā)射機(jī)再編碼/調(diào)制接收機(jī)解調(diào)/譯碼發(fā)射機(jī)再編碼/調(diào)制接收機(jī)解調(diào)/譯碼發(fā)射機(jī)再編碼/調(diào)制接收機(jī)解調(diào)/譯碼發(fā)射機(jī)再編碼/調(diào)制信息存儲(chǔ)信息交換信

25、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衛(wèi)星通信概述課件銥星 (Iridium) 移動(dòng)衛(wèi)星通信系統(tǒng)系統(tǒng)組成LEO衛(wèi)星移動(dòng)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) 用戶(hù)終端四部分組成。SCS是系統(tǒng)的控制管理中心，負(fù)責(zé)控制衛(wèi)星星座運(yùn)行，并提并提供頻率計(jì)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(hù)識(shí)別、呼叫建立、切換處理、路由選擇、計(jì)費(fèi)處理等ETETETETCMSCVLR HLR EIRMOCGMS至銥星商務(wù)支持系統(tǒng)至PSDN/ISDN衛(wèi)星通信概述課件銥星 (Iridium) 移動(dòng)衛(wèi)星通信系統(tǒng)通信體制LEO衛(wèi)

26、星移動(dòng)通信系統(tǒng)用戶(hù)鏈路用戶(hù)鏈路饋電鏈路饋電鏈路星際鏈路星際鏈路業(yè)務(wù)頻率16161626.5MHz上行：29.129.3GHz下行：19.419.6GHz23.1823.38GHz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/TDDTDM/FDMATDM/FDMA調(diào)制方式QPSK、BPSKQPSKQPSK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50kbps6.25Mbps25Mbps工作帶寬31.5kHz4.375MHz17.5MHz衛(wèi)星通信概述課件LEO衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)銥星 (Iridium) 移動(dòng)衛(wèi)星通信系統(tǒng)協(xié)議棧采用和GSM相

27、似的協(xié)議體系，可以劃分為三層。第三層：網(wǎng)絡(luò)層。負(fù)責(zé)發(fā)送消息、連接管理、移動(dòng)性管理、無(wú)線資源管理。第二層：數(shù)據(jù)鏈路層。負(fù)責(zé)對(duì)第三層消息的打包、成幀、復(fù)用、差錯(cuò)控制編碼、流控制、傳輸協(xié)議等。第一層：物理層。比特流的傳送。空中接口A接口CM CM MMMMRRRRSCCPLAPDmTDMAFDMATDMAFDMALAPDmMTPMTPSCCPBSSMAPBSSMAP第一層第二層第三層移動(dòng)終端ET/ETCMSC衛(wèi)星通信概述課件LEO衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)移動(dòng)性管理(MM)移動(dòng)性管理最核心的問(wèn)題是如何讓系統(tǒng)知道用戶(hù)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(gè)關(guān)口站的服務(wù)區(qū)的某個(gè)位置區(qū)中，用戶(hù)通過(guò)位置登記

28、向系統(tǒng)報(bào)告自己的位置區(qū)。(1)關(guān)口站服務(wù)區(qū)所有用戶(hù)的通信都必須經(jīng)過(guò)關(guān)口站進(jìn)行。沒(méi)有星際鏈路的衛(wèi)星通信系統(tǒng)中，用戶(hù)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(duì)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(hù)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(hù)定期或不定期的向系統(tǒng)報(bào)告它的位置。系統(tǒng)需要此信息處理打給用戶(hù)的呼叫、鑒權(quán)、通信路由等問(wèn)題。(3)切換衛(wèi)星通信概述課件LEO衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)(3)切換移動(dòng)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(shí)候切換？2、應(yīng)該切換到哪個(gè)波束(或者衛(wèi)星)？3、切換的過(guò)程如何進(jìn)行？解決三

29、個(gè)問(wèn)題業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)切換請(qǐng)求切換指令切換接入切換信息切換完成業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)用戶(hù)終端波束1波束2后向切換通話中通話中通話臨時(shí)中斷業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信道請(qǐng)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(hù)終端波束1波束2前向切換通話中通話中通話臨時(shí)中斷RACHAGCHT=3T信令傳輸+T后向切換T=T信令傳輸+T前向切換衛(wèi)星通信概述課件LEO衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)無(wú)線資源管理(RR)無(wú)線資源管理的問(wèn)題發(fā)生在呼叫建立的時(shí)候，它的功能是為需要通信的用戶(hù)決定一個(gè)合適的衛(wèi)星、波束，在這個(gè)波束內(nèi)分配一個(gè)信道，并規(guī)定用戶(hù)以及衛(wèi)星以什么樣的功率發(fā)送信號(hào)。(1) FCA（固定信道分配）(2) 信道借用(3) DCA（動(dòng)態(tài)信道分配）視同新

30、 呼叫 預(yù)留 資源 切換 排隊(duì) DCA切換引起的資源分配衛(wèi)星通信概述課件LEO衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)銥星 (Iridium) 移動(dòng)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、注冊(cè)、呼叫建立、呼叫維持（包括切換）呼叫釋放幾個(gè)過(guò)程。捕獲位置確定用戶(hù)參數(shù) 下載接入批準(zhǔn)注冊(cè)呼叫始發(fā)呼叫終到呼叫維持呼叫釋放或呼叫建立衛(wèi)星通信概述課件LEO衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)銥星 (Iridium) 移動(dòng)衛(wèi)星通信系統(tǒng)銥星終端主叫流程Ka-BandKa-BandL-BandL-Band1接入申請(qǐng)過(guò)程獲得信道指派同步、接入過(guò)程獲得接入允許2服務(wù)申請(qǐng)3鑒權(quán)5發(fā)送被叫電話號(hào)碼4關(guān)口站發(fā)送服務(wù)允許給終端PSTN6關(guān)口站進(jìn)行通信接續(xù)過(guò)

31、程7發(fā)送回鈴音8等待用戶(hù)摘機(jī) 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(hù)衛(wèi)星通信概述課件LEO衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)銥星 (Iridium) 移動(dòng)衛(wèi)星通信系統(tǒng)銥星終端被叫流程Ka-BandKa-BandPSTN0 守候狀態(tài) 監(jiān)視振鈴信道。L-BandL-Band1固定用戶(hù)呼叫銥終端(MSISDN)到關(guān)口站通過(guò)終端最近的注冊(cè)信息，得到終端的TMSI 及所在區(qū)域代碼(LAC)2關(guān)口站發(fā)送TMSI和LAC到衛(wèi)星。3衛(wèi)星通過(guò)LAC計(jì)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(guò)程(獲得接入允許)5終端發(fā)送含TMSI和LAC的呼叫 應(yīng)答

32、信號(hào)6鑒權(quán)過(guò)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(hù)發(fā)送回鈴音9銥終端摘機(jī)，建立通信鏈路衛(wèi)星通信概述課件衛(wèi)星移動(dòng)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(dòng)通信系統(tǒng)介紹LEOGEOMEO衛(wèi)星通信概述課件全球星 (Globalstar) 系統(tǒng)Globalstar系統(tǒng)是美國(guó)LQSS(loral勞拉公司和Qualcomn高通公司共同組建的一個(gè)股份公司)公司于1991年6月向美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)提出的LEOLEO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(jì)和技術(shù)上均不同。 Globalstar不單獨(dú)組網(wǎng)，其

33、作用只是全球范圍內(nèi)任意移動(dòng)用戶(hù)隨時(shí)可通過(guò)該系統(tǒng)接入地面網(wǎng)，作為陸地蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)的延伸，其成本低于Iridium系統(tǒng)。Globalstar系統(tǒng)特點(diǎn)：系統(tǒng)沒(méi)有星際鏈路；衛(wèi)星透明轉(zhuǎn)發(fā)，沒(méi)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(gè)用戶(hù)同時(shí)通話，全球范圍內(nèi)同時(shí)通話用戶(hù)數(shù)可達(dá)10400個(gè)，并且提供保密和防偽功能；采用多端放大器可以自動(dòng)把用戶(hù)分配給各波束，也可以把用戶(hù)集中到一個(gè)波束內(nèi)；用戶(hù)終端功率可以控制；通過(guò)衛(wèi)星分集作用，提高了信號(hào)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(dòng)通信系統(tǒng)衛(wèi)星通信概述課件全球星 (Globalsta

34、r) 系統(tǒng)空間段主要由分布在8個(gè)軌道面上的48顆衛(wèi)星組成，此外，每個(gè)軌道面還有一顆星做備份。軌道高度1414km,軌道平面傾角52o，運(yùn)行周期114min，衛(wèi)星重量450kg。LEO衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)衛(wèi)星通信概述課件全球星 (Globalstar) 系統(tǒng)地面段LEO衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)衛(wèi)星通信概述課件全球星 (Globalstar) 系統(tǒng)地面段LEO衛(wèi)星移動(dòng)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(cè)控制單元（TCU，只有承擔(dān)衛(wèi)星測(cè)控功能的4個(gè)預(yù)生產(chǎn)關(guān)口站才有此單元)組成。衛(wèi)星通信概述課件全球星 (Globalstar) 系統(tǒng)-通信體

35、制通信只在用戶(hù)鏈路和饋電鏈路上進(jìn)行，用戶(hù)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(gè)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(gè)子帶，經(jīng)過(guò)交叉極化復(fù)用后的每個(gè)子帶帶內(nèi)采用FDM方式復(fù)用一個(gè)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(dú)立的。空中接口采用修訂的IS-95。導(dǎo)頻信道尋

36、呼信道同步信道接入信道業(yè)務(wù)信道LEO衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)衛(wèi)星通信概述課件UT對(duì)UT的呼叫流程全球星 (Globalstar) 系統(tǒng)LEO衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)衛(wèi)星通信概述課件衛(wèi)星寬帶通信衛(wèi)星通信概述課件衛(wèi)星寬帶通信衛(wèi)星寬帶通信系統(tǒng)特點(diǎn)傳輸速率高。面對(duì)互聯(lián)網(wǎng)用戶(hù)和視頻內(nèi)容的不斷增長(zhǎng)，衛(wèi)星通信正在開(kāi)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(dú)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(shí)現(xiàn)衛(wèi)星互連，構(gòu)成空間骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)。為用戶(hù)或用戶(hù)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(yùn)營(yíng)商。系統(tǒng)信關(guān)站Internet骨干網(wǎng)用戶(hù)站直

37、接接入用戶(hù)LAN用戶(hù)群衛(wèi)星通信概述課件衛(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-RCSDVB-RCS2003年，修斯公司的直播線路(Direcway)被TIA批準(zhǔn)授權(quán)為衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)(IPoSIPoS)標(biāo)準(zhǔn)S-DOCSISS-DOCSIS為美國(guó)有線電視寬帶接入標(biāo)準(zhǔn)DOCSIS改進(jìn)版，適用于寬帶多媒體衛(wèi)星通信ESTI在修斯公司開(kāi)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-ARSM-A該標(biāo)準(zhǔn)是專(zhuān)門(mén)針對(duì)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(shí)分多址接入方案。標(biāo)準(zhǔn)文

38、件中定義了系統(tǒng)參考模型，MAC層和物理層的實(shí)現(xiàn)機(jī)制，以及同步、控制管理和安全等實(shí)現(xiàn)過(guò)程。是公認(rèn)的第一個(gè)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(wú)線傳輸和接收、無(wú)線鏈路控制和同步等空中接口以及部分鏈路層設(shè)計(jì)方法。衛(wèi)星寬帶通信IPOS定義了同步衛(wèi)星通信網(wǎng)中物理層和數(shù)據(jù)鏈路層規(guī)則。包括對(duì)信息的管理、控制和物理層的定義。衛(wèi)星通信概述課件衛(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(duì)系統(tǒng)的架構(gòu)和物理層、數(shù)據(jù)鏈

39、路層進(jìn)行了規(guī)定。ETSI將TIA-1008納入其標(biāo)準(zhǔn)體系，并對(duì)SI-SAP(衛(wèi)星獨(dú)立業(yè)務(wù)接入點(diǎn))，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(jìn)行了規(guī)定。TIA和ETSI在美國(guó)休斯公司開(kāi)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

40、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)星通信概述課件衛(wèi)星寬帶通信系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商軌道發(fā)射日期頻段容量波束覆蓋范圍Anik-F2TelesatGEO2004.07C/Ku/Ka2.5Gbps24C轉(zhuǎn)發(fā)器32轉(zhuǎn)發(fā)器45Ka波束北美IPstarThaiconGEO2005.08Ku/Ka45Gbps84Ku用戶(hù)波束3個(gè)Ku廣播波束18個(gè)Ka關(guān)口站波束亞太地區(qū)WildBlue-1ViasatGEO2006,12Ka10Gbps35個(gè)用戶(hù)波束部分美國(guó)地區(qū)Spaceway-3HughesGEO2007,08Ka10Gbps35個(gè)用戶(hù)波束美國(guó)及加拿大部分地區(qū)Viasat-1ViasatGEO201

41、1.11Ka140Gbps72個(gè)用戶(hù)波束美國(guó)東部和西海岸O3bSESMEO2013-14Ka84Gbps每顆星10個(gè)Ka波束南北緯45度內(nèi)Inmarsat-5InmarsatGEO2013-15Ka50Gbps89個(gè)固定點(diǎn)波束6個(gè)可移動(dòng)點(diǎn)波束全球Jupiter-2HughesGEO 2016.12Ka220Gbps138點(diǎn)波束北美Viasat-2ViasatGEO2017.06Ka300Gbps北美、南美部分、加勒比海、大西洋OneWebOneWebLEOKu/Ka每顆星16個(gè)Ku波束，2個(gè)Ka波束全球衛(wèi)星通信概述課件衛(wèi)星寬帶通信休斯(Hughes) 寬帶衛(wèi)星基本情況制造商軌位發(fā)射日期頻段容量

42、覆蓋范圍Boeing95 W2007.08Ka10Gbps美國(guó)及加拿大部分地區(qū)Jupiter-1Boeing107W2012.07Ka100Gbps美國(guó)東部和西海岸Jupiter-2SS/L97.2W2016.12Ka220Gbps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(duì)衛(wèi)星寬帶服務(wù)進(jìn)行優(yōu)化，經(jīng)ETSI,TIA和ITU批準(zhǔn)成為衛(wèi)星寬帶通信標(biāo)準(zhǔn))Spaceway-3衛(wèi)星通信概述課件衛(wèi)星寬帶通信Spaceway-335個(gè)用戶(hù)波束獨(dú)特的星上快速包交換技術(shù)星上路由衛(wèi)星通信概述課件衛(wèi)星寬帶通信Spaceway-3NOCC負(fù)責(zé)收集全網(wǎng)路由信息的更新，

43、并進(jìn)行衛(wèi)星系統(tǒng)內(nèi)路由的計(jì)算。系統(tǒng)組成：寬帶通信衛(wèi)星用戶(hù)終端信關(guān)站網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行控制中心(NOCC)服務(wù)傳送系統(tǒng)等衛(wèi)星通信概述課件衛(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(gè)用戶(hù)波束，容量達(dá)到140Gbps。Viasat-2，2017年6月發(fā)射，選用Ka頻段，容量達(dá)到300Gbps。容量達(dá)到1Tbps的Viasat-3正在設(shè)計(jì)中。地面網(wǎng)絡(luò)采用SurfBeam2 技術(shù)美國(guó)衛(wèi)訊公司(Viasat)將有線電視寬帶接入標(biāo)準(zhǔn)(DOCSIS)和衛(wèi)星通信技術(shù)結(jié)合在一起，推出了新一代寬帶衛(wèi)星通信產(chǎn)品SurfBeam。具有以下特點(diǎn)：(1)可利用現(xiàn)成的有線電視調(diào)制解調(diào)

44、芯片；(2)可利用現(xiàn)有的運(yùn)營(yíng)商級(jí)的終端設(shè)備；(3)可采用第三方的產(chǎn)品、網(wǎng)管、OSS應(yīng)用及在有線電視網(wǎng)數(shù)以百萬(wàn)計(jì)用戶(hù)中廣泛應(yīng)用的業(yè)務(wù)。衛(wèi)星通信概述課件衛(wèi)星寬帶通信SurfBeam2系統(tǒng)組成中頻處理子系統(tǒng)完成調(diào)制解調(diào)，基帶處理設(shè)備主要完成調(diào)度、協(xié)議處理，QoS保障，TCP/HTTP加速、網(wǎng)絡(luò)路由等功能為了在信關(guān)站和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)中心NOC之間的連接被破壞時(shí)，仍能向用戶(hù)提供無(wú)間斷的服務(wù)，每個(gè)信關(guān)站都有自己的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，負(fù)責(zé)本地的設(shè)備配置、服務(wù)保障、IP地址分配、故障診斷、維護(hù)和存儲(chǔ)系統(tǒng)運(yùn)行記錄，并周期性發(fā)送給 NOC的主數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行信息更新。運(yùn)營(yíng)商可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)集中控制和監(jiān)視系統(tǒng)運(yùn)行的各個(gè)方面，

45、通過(guò)與前/后臺(tái)管理系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)差錯(cuò)管理、配置管理、計(jì)費(fèi)管理、性能管理和安全管理等多種管理功能運(yùn)營(yíng)及商務(wù)支撐系統(tǒng)可通過(guò)一系列有效的工具開(kāi)展高效的客 戶(hù)服務(wù)和管理，這些工具包括分銷(xiāo)商、客戶(hù)入口，客戶(hù) 服務(wù)管理，計(jì)費(fèi)，各種報(bào)表生成，計(jì)費(fèi)及客戶(hù)數(shù)據(jù)庫(kù) 等，將運(yùn)營(yíng)商、分銷(xiāo)商和客戶(hù)等不同層次分開(kāi)，實(shí)現(xiàn)分層管理。運(yùn)營(yíng)及商務(wù)支撐系統(tǒng)可采用第三方的產(chǎn)品。衛(wèi)星通信概述課件衛(wèi)星寬帶通信SurfBeam2SurfBeam2系統(tǒng)可以提供從物理層到應(yīng)用層的全部定義1)衛(wèi)星鏈路自適應(yīng)調(diào)整技術(shù)衛(wèi)星鏈路前向自適應(yīng)編碼調(diào)制技術(shù)、衛(wèi)星鏈路反向功率自動(dòng)控制和動(dòng)態(tài)信道分配技術(shù)2)運(yùn)營(yíng)支持管理實(shí)現(xiàn)技術(shù) 在網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)內(nèi)實(shí)現(xiàn)OSS和BSS

46、的集成，從而突破大容 量衛(wèi)星通信系統(tǒng)集成管理和支持技術(shù)，為Ka頻段寬帶 衛(wèi)星通信系統(tǒng)的管理和運(yùn)營(yíng)提供有效的手段。3)超大規(guī)模網(wǎng)元管理技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)：衛(wèi)星通信概述課件衛(wèi)星寬帶通信INMARSAT-5INMARSAT-5系統(tǒng)即Global Xpress(全球高速移動(dòng)寬帶)系統(tǒng)采用Ka頻段，星上89個(gè)固定轉(zhuǎn)發(fā)器和6個(gè)大容量機(jī)動(dòng)轉(zhuǎn)發(fā)器，額定功率15kw,設(shè)計(jì)使用壽命15年，單個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器容量可達(dá)50Gbit/s,衛(wèi)星直接向地球發(fā)射Ka波段點(diǎn)波束，固定波束可提供最高上行和下行速率5Mbit/s和50Mbit/s，機(jī)動(dòng)波束則可以提供上行10Mbit/s和下行100Mbit/s。使用iDirect調(diào)制解調(diào)器結(jié)合高

47、效的DVB-S2，前向鏈路采用TDMA接入，回傳鏈路采用自適應(yīng)編碼和調(diào)制。具有按需分配容量和提供保障帶寬業(yè)務(wù)的能力?？偟耐掏铝砍^(guò)100Gbit/s。美國(guó)iDirect公司是衛(wèi)星寬帶接入解決方案領(lǐng)域的行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者。iDirect的衛(wèi)星IP通信技術(shù)能夠在各種環(huán)境下支持話音、視頻和數(shù)據(jù)的順利應(yīng)用，包括企業(yè)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程機(jī)構(gòu)互連，陸地、海上和空中的移動(dòng)通信，農(nóng)村地區(qū)電話和互聯(lián)網(wǎng)寬帶服務(wù)，提供災(zāi)難應(yīng)急通信等。衛(wèi)星通信概述課件衛(wèi)星寬帶通信INMARSAT-5系統(tǒng)由空間段、關(guān)口站、地面續(xù)接站(POP)、衛(wèi)星終端組成空間段：空間段：包括3顆主靜止軌道衛(wèi)星和一顆備用衛(wèi)星。主用衛(wèi)星分別是印度洋衛(wèi)星，太平洋衛(wèi)星和大西洋衛(wèi)

48、星。該衛(wèi)星采用全球轉(zhuǎn)發(fā)器技術(shù)，高性能彎管設(shè)計(jì)，包括前向和反向轉(zhuǎn)發(fā)器，通過(guò)轉(zhuǎn)發(fā)器將業(yè)務(wù)落地到 SAS 站，由其分發(fā)業(yè)務(wù)。Global Xpress 衛(wèi)星的設(shè)計(jì)依照 VSAT 模式，上行和下行在同一波束內(nèi)。關(guān)口站：關(guān)口站：關(guān)口站是衛(wèi)星和陸地側(cè)網(wǎng)絡(luò)通信的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，負(fù)責(zé)處理用戶(hù)終端的業(yè)務(wù)申請(qǐng)交換和分配用戶(hù)資源容量，為用戶(hù)提供電路交換和分組交換業(yè)務(wù)。主備關(guān)口站物理分離，遇到極端天氣影響或故障時(shí)刻自動(dòng)切換，最大限度地消除了地面關(guān)口站業(yè)務(wù)中斷的可能性。衛(wèi)星通信概述課件衛(wèi)星寬帶通信INMARSAT-5POP是海事衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)在全球的延伸。INMARSAT 的商用合作伙伴可以建設(shè)自己的 POP 站，通過(guò)專(zhuān)線將 POP 站與 INMARSAT 全球網(wǎng)絡(luò)各大洲的匯接中心連接，進(jìn)而接入各個(gè)地面關(guān)口站。同時(shí)在另一個(gè)方向，地面接續(xù)站與所在國(guó)家的電信運(yùn)行商互聯(lián)網(wǎng)連接，提供本地的便捷網(wǎng)絡(luò)接入，另外，還能通過(guò)專(zhuān)線接入相關(guān)企