移動通信課件：19次課 專用移動通信系統(tǒng)

1、內(nèi)容與重難點 本章要學習的內(nèi)容： 集群通信的概念、技術(shù)特點、典型系統(tǒng)衛(wèi)星移動通信原理、技術(shù)特點、典型系統(tǒng)應(yīng)急通信網(wǎng)的組成 重點：集群通信的概念，典型數(shù)字集群系統(tǒng)構(gòu)成、技術(shù)特點；低軌衛(wèi)星移動通信的全球覆蓋方式、典型系統(tǒng)。 難點：集群通信系統(tǒng)的主要功能、集群方式；低軌衛(wèi)星通信的“越區(qū)切換”。第19講 專用移動通信系統(tǒng)章節(jié)內(nèi)容10. 專用數(shù)字集群通信系統(tǒng) 專用通信系統(tǒng)概述Overviews on Dedicated Mobile Communications 10.1 集群移動通信系統(tǒng) Trunking Mobile Communication Systems 10.2 衛(wèi)星移動通信系統(tǒng) Satel

2、lite Mobile Communication Systems10.3 應(yīng)急移動通信系統(tǒng) Emergency Mobile Communication Systems“專用”移動通信的含義 “專用”是一個相對概念專用（Dedicated）vs 公用（Public）；公用（有時也叫商用）: 一般指由電信網(wǎng)絡(luò)運營商提供大眾電信服務(wù)的移動通信系統(tǒng)；專用: 一般指限制使用范圍和使用規(guī)模的無線移動通信系統(tǒng)。 最早的無線移動通信系統(tǒng)都是“專用”系統(tǒng)；越來越多的“專用系統(tǒng)”發(fā)展成公用（商用）系統(tǒng)，至少它具備這個實力； 公用系統(tǒng)加以限制或改造，可成為某種“專用”系統(tǒng)。 10. 專用數(shù)字集群通信系統(tǒng) 公網(wǎng)：

3、公用陸地移動通信網(wǎng)（PLMN）專網(wǎng)：集群通信系統(tǒng)、無中心無線通信系統(tǒng)、無線對講系統(tǒng)、無線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、專用無線接入系統(tǒng)、專用衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)等等集群移動通信系統(tǒng)、衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)的許多設(shè)計方案，除了業(yè)務(wù)受眾沒有公眾陸地蜂窩網(wǎng)龐大，從業(yè)務(wù)能力上講完全可擴展為“公網(wǎng)”。10. 專用數(shù)字集群通信系統(tǒng)章節(jié)內(nèi)容10. 專用數(shù)字集群通信系統(tǒng) 專用通信系統(tǒng)概述Overviews on Dedicated Mobile Communications 10.1 集群移動通信系統(tǒng) Trunking Mobile Communication Systems 10.2 衛(wèi)星移動通信系統(tǒng) Satellite Mobil

4、e Communication Systems10.3 應(yīng)急移動通信系統(tǒng) Emergency Mobile Communication Systems10.1.1 集群通信基本概念 “集群”的概念為克服單信道移動通信系統(tǒng)容量小、頻率利用率低的缺點，人們將有線電話中的中繼線概念應(yīng)用到移動通信之中；“集群”就是從英文Trunking意譯過來的，其本意為干線或中繼，為與有線電話中的中繼區(qū)別開來，將其翻譯成集群。 10.1.1 集群通信基本概念 “集群”的概念早先的無線集群就是一個多信道共用的中繼系統(tǒng)，該系統(tǒng)中的所有用戶自動動態(tài)地共享系統(tǒng)所有的信道。 10.1.1 集群通信基本概念 無線集群通信系統(tǒng)（

5、現(xiàn)有含義） 一種向用戶提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)的多用途、高效能而又廉價的先進的無線指揮調(diào)度通信系統(tǒng)。 一類在中心控制單元的控制下，能自動地、動態(tài)地、最優(yōu)地將系統(tǒng)資源指配給系統(tǒng)內(nèi)全部用戶使用，最大限度地利用系統(tǒng)內(nèi)的頻譜資源和其他資源的系統(tǒng)。 集群通信應(yīng)用對象 集群移動通信網(wǎng)主要面向各專業(yè)/強力部門如公安、鐵道、水利、軍隊等，以各專業(yè)部門用戶為服務(wù)對象。所以，一般將它劃歸專用移動通信系統(tǒng)。特性常 規(guī) 對 講 系 統(tǒng)集 群 系 統(tǒng)頻率利用率信道固定分配方式，不能有效地利用現(xiàn)有的頻率資源，頻率利用率不高。信道動態(tài)分配，可以有效地利用現(xiàn)有的頻率資源，頻率利用率高。服務(wù)質(zhì)量信道之間不能平均負擔話務(wù)量，呼損率高，服務(wù)質(zhì)

6、量較差?？蓪⒃拕?wù)量平均、自動地分配給不同的信道，增加了系統(tǒng)和用戶容量，降低呼損率，提高服務(wù)質(zhì)量。通話的保密性系統(tǒng)是一個大組，被指定到同一信道上，系統(tǒng)內(nèi)成員之間的通話缺乏保密性，一個用戶講話其他用戶都能聽到。能提供一個用戶與另一個用戶私線通話的功能，系統(tǒng)內(nèi)的成員之間通話具有保密性。容錯能力設(shè)備如果出現(xiàn)故障，整個系統(tǒng)就不能正常工作使用，系統(tǒng)沒有任何容錯功能?；驹O(shè)備萬一出現(xiàn)故障，系統(tǒng)還能繼續(xù)提供集群或常規(guī)服務(wù)，通話不會中斷。10.1.2 集群通信的技術(shù)特點集群系統(tǒng)與常規(guī)對講系統(tǒng)的區(qū)別特性蜂 窩 系 統(tǒng)集 群 系 統(tǒng)應(yīng)用需求向社會大眾提供打電話的服務(wù)。實現(xiàn)有線、無線互通。滿足政府、警察、水利和電力等

7、各行業(yè)(部門)指揮調(diào)度的要求。工作方式以全雙工為主以半雙工為主系統(tǒng)功能不能實現(xiàn)無線調(diào)度、系統(tǒng)內(nèi)用戶級別相同、無優(yōu)先級等區(qū)別。能較好且高智能化地實現(xiàn)群呼、組呼、強插、優(yōu)先級、通話限時等各種無線調(diào)度和指揮的功能。工作頻率主要在800、900MHz頻段范圍內(nèi)。在150、350、450和800MHz頻段范圍內(nèi)。區(qū)域覆蓋方式通常采用小區(qū)制方式，小區(qū)覆蓋半徑一般約為215km，組網(wǎng)方式復雜，使用設(shè)備多。一般采用大區(qū)制覆蓋方式，覆蓋半徑約2080km，基站數(shù)目遠小于蜂窩系統(tǒng)，建網(wǎng)費用較低。10.1.2 集群通信的技術(shù)特點集群系統(tǒng)與蜂窩系統(tǒng)的區(qū)別10.1.2 集群通信的技術(shù)特點集群系統(tǒng)的主要特點： 共用頻率

8、共用設(shè)施 共享覆蓋區(qū) 共享通信業(yè)務(wù) 改善服務(wù) 共同分擔費用 具有功能齊全、方式靈活的調(diào)度指揮功能，并可與有線網(wǎng)互聯(lián)。10.1.3 集群系統(tǒng)的分類(1) 按信令方式分有共路信令方式和隨路信令方式之分。(2) 按話音信號的類型分有模擬集群和數(shù)字集群兩種。(3) 按通話占用信道方式分有信息集群(亦稱消息集群)和傳輸集群之分。(4) 按控制方式分有集中控制方式和分散控制方式兩種。(5) 按覆蓋區(qū)域分有單區(qū)單中心制和多區(qū)多中心制之分。 10.1.3 集群系統(tǒng)的分類 單區(qū)、單點、單中心（基本結(jié)構(gòu)）10.1.3 集群系統(tǒng)的分類 多區(qū)、多中心、多層次（聯(lián)網(wǎng)）10.1.4 集群方式（信道的分配與使用）信息集群（

9、消息集群） 信息集群工作過程特點：通信完整性好，但信道利用率低 傳輸集群10.1.4 集群方式（信道的分配與使用）傳輸集群工作過程特點：信道利用率高，但可能通信不完整或延遲 準傳輸集群 10.1.4 集群方式（信道的分配與使用）準傳輸集群工作過程特點：信道利用率與通信完整性間較好地平衡 （1）系統(tǒng)的通信功能 主要包括調(diào)度通信、常規(guī)通信兩大業(yè)務(wù)功能。 （2）系統(tǒng)控制與管理功能 主要包括遙斃、動態(tài)重組、用戶入網(wǎng)控制、虛擬專網(wǎng)等功能，以及計費、監(jiān)視和報警等常規(guī)功能。（3）系統(tǒng)診斷和可靠性功能 主要包括系統(tǒng)自診斷、發(fā)射機故障關(guān)閉、接收機遇擾關(guān)閉、備用控制信道、備份中央控制器、故障弱化、 脫網(wǎng)直通等功能

10、。10.1.5 集群通信的主要功能10.1.5 集群通信的主要功能具體功能包括： 自動重撥 繁忙排隊/自動回叫 組呼 動態(tài)重組 通播 系統(tǒng)呼叫 私線通話 多級優(yōu)先 電話互聯(lián) 故障弱化 還有脫網(wǎng)工作、管理與計費、監(jiān)視和報警等功能。組呼/單呼通信流程10.1.5 集群通信的主要功能10.1.6 數(shù)字集群通信系統(tǒng)1. 集群通信系統(tǒng)的數(shù)字化 典型模擬集群系統(tǒng)（1G） NOKIA公司的450MHz ACTIONET；美國優(yōu)利電（UNIDEN）公司的F.A.S.T系統(tǒng)；美國摩托羅拉（MOTOROLA）公司的智慧網(wǎng)（SMARTNET）系統(tǒng)；基于英國MPT1327信令標準的集群系統(tǒng)。 模擬系統(tǒng)的問題系統(tǒng)間無法

11、兼容，難以互連互通；容量小、頻率利用率低、干擾嚴重、保密性差、業(yè)務(wù)種類少等。 數(shù)字化內(nèi)容 解決數(shù)字話音編碼、數(shù)字調(diào)制、多址、抗衰落 等主要關(guān)鍵技術(shù)； 解決漫游問題； 提供更多業(yè)務(wù)（比如數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)）； 改善操作、維護和運營管理功能。 數(shù)字化范例 MOTOROLA的iDEN系統(tǒng)：M-16QAM 、VSELP 歐洲的TETRA數(shù)字集群系統(tǒng)： 10.1.6 數(shù)字集群通信系統(tǒng)2. 主要2G標準 國際電聯(lián)（ITU）推薦標準： 北美的APCO-25標準； 歐洲通信標準協(xié)會（ETSI）推薦的TETRA； MOTOROLA的iDEN； 以色列的FHMA（跳頻多址）； 愛立信的 EDACSPRISM； 日本的數(shù)字M

12、CA系統(tǒng)標準IDRA； 法國的TETRAPOL標準和系統(tǒng)等。我國開發(fā)標準： 中興的GoTa； 華為基于GSM技術(shù)的GT800 專業(yè)數(shù)字集群（PDT）10.1.6 數(shù)字集群通信系統(tǒng) 主要2G標準比較10.1.6 數(shù)字集群通信系統(tǒng) 類似于蜂窩系統(tǒng)，由某個機構(gòu)建立并運營一個大網(wǎng)絡(luò)，目的是為公共的或第三方組織的注冊成員提供集群通信服務(wù)，采用虛擬專網(wǎng)（VPN）技術(shù)，共用頻率和信道，共享覆蓋區(qū)和通信業(yè)務(wù)。為節(jié)省資源，集群共網(wǎng)已成為集群通信運營的主要形式。 由專門部門（如軍隊、警察等）組建網(wǎng)絡(luò)，供部門內(nèi)部用戶利用該網(wǎng)絡(luò)建立相互呼叫，以滿足這些部門的特殊通信需求（如安全性、接續(xù)速度等）。10.1.6 數(shù)字集群

13、通信系統(tǒng)3. 數(shù)字集群系統(tǒng)的運營方式 共網(wǎng)運營 專網(wǎng)運營 iDEN數(shù)字集群系統(tǒng) iDEN的由來 iDEN（增強型數(shù)字網(wǎng)絡(luò)）：美國MOTOROLA公司生產(chǎn)的800M數(shù)字集群移動通信。 iDEN的技術(shù)特點 時分多址（TDMA）技術(shù)、VSELP（矢量和激勵的線性預測編碼）技術(shù)、抗干擾能力強的M-16QAM（正交振幅調(diào)制）技術(shù)及越區(qū)跟蹤等技術(shù)，并采用和GSM系統(tǒng)相同的雙工通話結(jié)構(gòu)以及特殊的頻率復用方式，能在25kHz的信道帶寬內(nèi)容納6個話音信道。 10.1.6 數(shù)字集群通信系統(tǒng)4. 典型數(shù)字集群系統(tǒng)7.2.2 數(shù)字集群通信系統(tǒng) iDEN系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與設(shè)備移動臺增強型基站收發(fā)系統(tǒng)數(shù)字交換連接系統(tǒng)網(wǎng)內(nèi)分組交換

14、調(diào)度應(yīng)用處理器操作維護中心基站控制器語音編碼轉(zhuǎn)換器移動交換中心訪問位置寄存器網(wǎng)間互連功能原籍位置寄存器短消息業(yè)務(wù)中心iDEN的無線接口規(guī)范多址方式： TDMA/FDMA信道寬度： 25kHz每信道時隙數(shù)： 6或3適用頻段： 800MHz和1.5GHz頻帶寬度： 15MHz收發(fā)雙工間隔： 45MHz調(diào)制方式： M-16QAM 話音編碼 4.8kbps的VSELP聲碼器信道檢錯編碼： 循環(huán)冗余校驗碼CRC信道糾錯編碼： 多碼率格形前向糾錯碼調(diào)制信道比特率： 64kbps 10.1.6 數(shù)字集群通信系統(tǒng)iDEN的業(yè)務(wù)能力業(yè)務(wù)調(diào)度能力 單呼、群呼、選擇群呼、空中編程、PTT-ID、呼叫指示、自動登記和

15、漫游等。電話互連業(yè)務(wù) 位置更新、鑒權(quán)、漫游、過網(wǎng)（切換）、來電顯示、呼叫建立、緊急呼叫、中繼傳送、外部撥號、數(shù)據(jù)呼叫、附加業(yè)務(wù)等。短消息業(yè)務(wù) 短消息、語音信箱。電路交換數(shù)據(jù)/傳真業(yè)務(wù)10.1.6 數(shù)字集群通信系統(tǒng) 歐洲電信標準協(xié)會（ETSI）1995年制定公布的新一代數(shù)字集群系統(tǒng)標準。 系統(tǒng)特點： 開放、完備的標準協(xié)議，支持廠商眾多 TDMA技術(shù)，支持集群、非集群方式 提供全雙工移動電話服務(wù)和卓越的群組調(diào)度功能、綜合數(shù)據(jù)服務(wù)。 TETRA（陸上集群無線電） 移動電話移動數(shù)據(jù) 無線對講10.1.6 數(shù)字集群通信系統(tǒng) TETRA可看成是TETRA話音+數(shù)據(jù)(V+D)、TETRA分組數(shù)據(jù)優(yōu)化(PDO

16、)和TETRA直接模式通信(DMO)3個普通標準的集合。即：話音+數(shù)據(jù)模式(V+D) 電路交換模式，25KHz信道能同時支持話音、數(shù)據(jù)和圖像的通信，數(shù)據(jù)速率可達28.8kbps。 分組（包）交換數(shù)據(jù)優(yōu)化模式（PDO） 25KHz信道，其有效數(shù)據(jù)傳輸率最高可達36kbps。 直通模式（DMO） TETRA系統(tǒng)工作模式 V+DPDO DMO 移動臺無需通過系統(tǒng)就可以直接進行端對端通信的脫網(wǎng)工作模式。業(yè)務(wù)包括組（群）呼、私密呼叫和短消息傳遞、電路數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)等。10.1.6 數(shù)字集群通信系統(tǒng)TETRA系統(tǒng)工作模式集群模式中轉(zhuǎn)模式直通模式10.1.6 數(shù)字集群通信系統(tǒng) 空中接口 工作頻段 150900MH

17、z信道間隔 25kHz調(diào)制方式 調(diào)制信道比特率 36kbps語音編碼速率 4.8kbps ACELP接入方式 TDMA（4個時隙）用戶數(shù)據(jù)速率 7.2kbps (每時隙)數(shù)據(jù)速率可變范圍 2.4kbps28.8kbps接入?yún)f(xié)議 時隙ALOHA 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 取決于網(wǎng)絡(luò)規(guī)模，小可以是一個單基站、單信道的系統(tǒng)，大可以是一個覆蓋全國的多區(qū)、多基站聯(lián)網(wǎng)漫游系統(tǒng)。 TETRA系統(tǒng)技術(shù)體制10.1.6 數(shù)字集群通信系統(tǒng) TETRA系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 10.1.6 數(shù)字集群通信系統(tǒng)系統(tǒng)iDENTETRA頻段800 MHz150900 MHz編碼方式VSELPACELP凈編碼速率4.8 kbps4.8kbps調(diào)制方式M-1

18、6QAM/4-DQPSK標稱調(diào)制帶寬25 kHz25 kHz信道比特速率64 kbps36 kbps適用場合以共網(wǎng)為主以專網(wǎng)為主iDEN與TETRA主要技術(shù)對比B 60 EMS 1210.1.6 數(shù)字集群通信系統(tǒng)10.1.6 數(shù)字集群通信系統(tǒng)5. 數(shù)字集群系統(tǒng)在我國的應(yīng)用與發(fā)展1999年，福建省數(shù)字集群商用試驗網(wǎng)采用MOTOROLA的iDEN系統(tǒng)，共網(wǎng)方式運營2002年，中衛(wèi)國脈上海數(shù)字集群商用網(wǎng)采用MOTOROLA的iDEN系統(tǒng)，共網(wǎng)方式運營2000年，香港警用數(shù)字集群通信系統(tǒng)采用諾基亞的TETRA系統(tǒng)，專網(wǎng)方式運行2002年，上海公安局數(shù)字集群通信系統(tǒng)采用MOTOROLA的TETRA系統(tǒng)，

19、專網(wǎng)方式運行10.1.6 數(shù)字集群通信系統(tǒng)5. 數(shù)字集群系統(tǒng)在我國的應(yīng)用與發(fā)展（續(xù)）2002年-，廣九鐵路、廣州等眾多城市地鐵數(shù)字集群調(diào)度通信系統(tǒng) 采用MOTOROLA、諾基亞等廠家的TETRA系統(tǒng)，專網(wǎng)方式運行2008年，北京數(shù)字集群指揮調(diào)度通信網(wǎng) 全國規(guī)模最大、覆蓋京津與環(huán)渤海地區(qū)，采用諾基亞的TETRA系統(tǒng)，專網(wǎng)方式運行10.1.6 數(shù)字集群通信系統(tǒng)5. 數(shù)字集群系統(tǒng)在我國的應(yīng)用與發(fā)展（續(xù)）2004年，具有自主知識產(chǎn)權(quán)的數(shù)字集群標準推出，系統(tǒng)逐漸成熟、商用 中興基于CDMA技術(shù)的GoTa系統(tǒng)、華為基于GSM技術(shù)的GT800系統(tǒng)2010年，專業(yè)數(shù)字集群（PDT）標準誕生 全面兼容已有的MP

20、T1327體制的模擬集群系統(tǒng)，專網(wǎng)方式運行2009年起，寬帶多媒體集群系統(tǒng)的研究成為研究重點，McWiLL、MiWAVE等系統(tǒng)誕生 GoTa數(shù)字集群通信系統(tǒng) GoTa（Global open Trunking architecture）：開放式集群架構(gòu) GoTa系統(tǒng)是中興通訊推出的基于CDMA技術(shù)的數(shù)字集群通信系統(tǒng)，是基于CDMA方式的調(diào)度通信和蜂窩移動通信的組合系統(tǒng)，可提供多種共網(wǎng)集群和專業(yè)調(diào)度統(tǒng)一的業(yè)務(wù)模式。 GoTa還提供普通電話互聯(lián)業(yè)務(wù)和支持高速率數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，最高傳輸速率達153.6kbps；提供多種新的增值業(yè)務(wù)。GoTa系統(tǒng)的產(chǎn)品已在中國、俄羅斯、泰國、挪威、加納等國家正式商用。10.

21、1.6 數(shù)字集群通信系統(tǒng) GT800是華為公司基于GPRS和GSM技術(shù)開發(fā)的數(shù)字集群系統(tǒng)，它分為兩個階段： 第一階段，以成熟的TDMA技術(shù)為基礎(chǔ)，對TDMA網(wǎng)絡(luò)的信令流程和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化、擴展，提供快速呼叫、組呼、動態(tài)重組、優(yōu)先級控制、遙開遙斃、環(huán)境監(jiān)聽、故障弱化、虛擬專網(wǎng)等業(yè)務(wù)特性，滿足共網(wǎng)集群用戶的需求；數(shù)據(jù)傳輸方面的需求采用GPRS網(wǎng)絡(luò)滿足。 第二階段，繼承第一階段的業(yè)務(wù)特性，引入TD-SCDMA技術(shù)提供高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和更高的系統(tǒng)容量；并提供端到端加密、終端直通等安全、保密方面的業(yè)務(wù)特性，滿足特殊行業(yè)用戶的需求。 GT800數(shù)字集群通信系統(tǒng)10.1.6 數(shù)字集群通信系統(tǒng)章節(jié)內(nèi)容10. 專

22、用數(shù)字集群通信系統(tǒng) 專用通信系統(tǒng)概述Overviews on Dedicated Mobile Communications 10.1 集群移動通信系統(tǒng) Trunking Mobile Communication Systems 10.2 衛(wèi)星移動通信系統(tǒng) Satellite Mobile Communication Systems10.3 應(yīng)急移動通信系統(tǒng) Emergency Mobile Communication Systems衛(wèi)星移動通信 衛(wèi)星移動通信是指車輛、艦船、飛機及個人在運動中利用衛(wèi)星作為中繼器進行的無線移動通信。 衛(wèi)星移動通信特點真正能夠做到全球覆蓋：它在海上、空中和地形復雜

23、而人口稀疏等區(qū)域?qū)崿F(xiàn)移動通信，是一般陸地移動通信系統(tǒng)所無法比擬的，而且特別適合遠距離和在多個國家之間漫游的服務(wù)； 需要衛(wèi)星中繼：衛(wèi)星移動通信體制和覆蓋能力與中繼衛(wèi)星星座配置有很大關(guān)系。10.2 衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)GEOGeostationary Earth Orbit靜止軌道長延遲(0.24 秒)服務(wù)壽命: 10 15 years最廣泛應(yīng)用的技術(shù)覆蓋區(qū): 42% (3 satellites to cover Earth)功率大MEOMedium Earth Orbit中軌道相對低的延遲 (0.06 0.14 秒)服務(wù)壽命: 5 15 years應(yīng)用少覆蓋區(qū): 10% (10 satellites

24、 to cover Earth)功率較大LEOLow Earth Orbit低軌道很低的延遲 (0.03秒）服務(wù)壽命: 5 10 年技術(shù)開始商業(yè)化 覆蓋區(qū): 15% (4060 satellites to cover Earth)功率小500 1,500 km8,000 12,000 km20,000 km10.2 衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)衛(wèi)星軌道分類銥星全球移動通信系統(tǒng)星座圖10.2 衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)衛(wèi)星星座與對地覆蓋 最早的衛(wèi)星移動通信系統(tǒng) 1976年，國際海事衛(wèi)星組織（IMARSAT）組建了IMARSAT-A系統(tǒng)，后又增加IMARSAT-C、IMARSAT-M、IMARSAT-B、INMARSA

25、T-M和IMARSAT-機載等系統(tǒng)。 其它同步衛(wèi)星移動通信系統(tǒng) 同步衛(wèi)星上設(shè)置多波束天線，像蜂窩網(wǎng)中把小區(qū)分成區(qū)群，把波束分成波束群，實現(xiàn)頻率復用，以提高系統(tǒng)容量，美國休斯公司的Spaceway計劃、IMARSAT-P計劃、亞洲蜂窩衛(wèi)星（ACeS）等。10.2 衛(wèi)星移動通信系統(tǒng) 中、低軌道衛(wèi)星移動通信系統(tǒng) 為節(jié)省發(fā)信功率、減少傳輸時延、減小終端體積、提高覆蓋能力等，1990年前后，興起中、低軌道全球衛(wèi)星移動系統(tǒng)研究開發(fā)熱潮，先后推出“銥”系統(tǒng)、“全球星”系統(tǒng) 等先進設(shè)計。 IMT-2000也將衛(wèi)星移動通信作為3G陸地移動通信系統(tǒng)的重要補充。10.2 衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)10.2.1 低軌道衛(wèi)星移動

26、通信系統(tǒng)名稱ARIESTELEDESICELLIPSO BOREALISELLIPSO CONCORDLAGLOBALSTARIRIDIUM軌道高度km圓1020圓700橢圓520/7800圓7800圓1414圓765傾角9098.2116.505286.4軌道平面數(shù)4213186每平面衛(wèi)星數(shù)124059611總的衛(wèi)星數(shù)488401594866頻率用戶鏈路L/S頻段Ka頻段L/S/C頻段上行L頻段下行S頻段L頻段系統(tǒng)控制鏈路C頻段Ka頻段L/S/C頻段Ka頻段業(yè)務(wù)話音有有有4.8有2.4/4.8/9.6有2.4/4.8數(shù)據(jù)（kbps）2.41620480.39.69.62.4成本/美元5億90

27、億6億33億（48顆）57億多址方式CDMA上FDMA下CDMACDMACDMAFDMA/TDMA典型的低軌道衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)1. 低軌道衛(wèi)星移動通信的特點與地面系統(tǒng)比：衛(wèi)星相當于基站，波束覆蓋半徑遠比地面系統(tǒng)大；與靜止軌道系統(tǒng)比：傳輸延遲小，移動用戶可使用天線短、功率小、重量輕的手機 ； 衛(wèi)星繞軌周期短，每幾分鐘就從用戶頭頂飛過； 越區(qū)切換倒置：小區(qū)（衛(wèi)星波束覆蓋區(qū)）穿過用戶產(chǎn)生越區(qū)切換； 小區(qū)面積與衛(wèi)星軌道高度有關(guān)，或者說全球覆蓋衛(wèi)星數(shù)量與軌道高度有關(guān)。10.2.1 低軌道衛(wèi)星移動通信 2. 低軌道衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)的組成10.2.1 低軌道衛(wèi)星移動通信 最典型低軌道衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)之一，美

28、國摩托羅拉公司提出并開發(fā)。原計劃設(shè)置7條圓形軌道均勻分布于地球的極地方向，每條軌道上有11顆衛(wèi)星，總共有77顆衛(wèi)星在地球上空運行，這和銥原子中有77個電子圍繞原子核旋轉(zhuǎn)情況相似，故得名。 為與其它低軌道衛(wèi)星通信系統(tǒng)進行競爭，簡化結(jié)構(gòu)、節(jié)省投資，MOTOROLA公司最終將該系統(tǒng)改用66顆衛(wèi)星、分6條軌道在地球上空運行，但系統(tǒng)命名沿用。 10.2.2 “銥”系統(tǒng)星座結(jié)構(gòu)“銥”系統(tǒng)衛(wèi)星的48個點波束覆蓋結(jié)構(gòu) 10.2.2 “銥”系統(tǒng) 點波束 系統(tǒng)特點 “星上處理”+“星際鏈路”技術(shù) ，不依賴于現(xiàn)有地面通信網(wǎng)絡(luò)的支持，就可建立全球移動個人通信系統(tǒng)的能力。 采用星際鏈路相連，具有空間交換和路由選擇的功能

29、。每一顆衛(wèi)星運行中除與地面移動用戶、關(guān)口站、控制中心通信聯(lián)系外，還有4條星際鏈路，分別與同一軌道平面前后相鄰（相距4027公里）的兩顆衛(wèi)星間及與相鄰軌道平面的前后兩顆衛(wèi)星間（距離隨緯度不同而變化，最大距離（赤道上空）達4633公里）的雙向星際聯(lián)系，這些鏈路均工作于Ku波段 。10.2.2 “銥”系統(tǒng) 是由美國勞拉宇航公司和高通（Qualcomm）公司共同組建的 “全球星”（Globalstar）公司運營，股東包括法國阿爾卡特、法國電信公司、英國沃達豐、韓國現(xiàn)代以及中國衛(wèi)星通信集團公司等。 基本設(shè)計思想： 利用LEO衛(wèi)星組成一個連續(xù)覆蓋全球的衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)，向世界各地用戶提供話音、數(shù)據(jù)或傳真、無線電定位業(yè)務(wù)。 不單獨組網(wǎng)。它與地面公共網(wǎng)聯(lián)合組網(wǎng)，其連接接口設(shè)在關(guān)口站。系統(tǒng)只是保證全球范圍內(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)和其它移動通信系統(tǒng)的延伸。10.2.3 “全球星”系統(tǒng) 系統(tǒng)構(gòu)成 系統(tǒng)由48顆低軌衛(wèi)星、8顆在軌備用衛(wèi)星、衛(wèi)星運行控制中心、地面運行控制中