一种基于北斗的卫星通信系统

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1、一种基于北斗的卫星通信系统胡曼青(电子科技大学成都学院，四川成都611731）【摘要】本文介绍一种基于北斗的卫星移动通信试验系统。这是一个利用我国北斗卫星的冗余资源的支持话音和低速数据的小容量系统，它可以在某些关键时刻和特殊环境下起到重要而不可替代的作用。同时，在试验系统这一平台上，还可以对下一阶段建立的GEO卫星移动通信系统的关键技术进行试验研究。基于“北斗”的卫星移动通信试验系统将以我国低EIRP的“北斗”导航卫星资源为空间段，建立我国的卫星移动通信试验系统。系统由三部分构成：由我国北斗卫星冗余资源支持的空间段；具有系统接续控制和交换能力、并与地面公用网接口的地面段；以及有较高天线增益

2、的应用段。.jyqkinal）SMT是基于“北斗”的卫星移动通信试验系统的用户终端，用户使用SMT接入试验网得到所需的通信服务。为区别试验网内不同的用户，使用用户识别模块UIM（UserIdentityModule）予以识别。每个移动终端都有各自的卫星设备识别号SMEI（SatelliteMobileEquipmentIdentity）。每个移动用户都有自己的卫星移动用户识别号SMSI（SatelliteMobileSubscriberIdentity），分别存储在UIM上和SHLR（SatelliteHomeLocationRegister）上。2.3综合信关站SGS（Synthesiz

3、eGate）它受控于GSC，包含射频子系统和信道处理子系统。射频子系统完成卫星射频信号和中频或基带信号之间的转换功能，信道处理子系统完成信道调制/解调、帧处理、交织/解交织、编码/译码和信道映射等功能。它完成GSC与无线信道之间的转换，实现SMT和GTS之间通过卫星传输及相关控制功能。２.３.２业务控制系统GSC（Gatep;Management）卫星资源监控与管理完成对卫星资源的监控与协调管理工作，包括了：卫星频谱与信号监测、卫星工作状况监测与系统管理、运行状况与工作模式管理、信关站与地面运控网进行信息交互与处理、天线与射频状态监视。２.３.４移动交换中心GMSC(Gatep;Maint

4、enanceCenter）、卫星接入网关SAG（SatelliteAccessGateeLocationRegister）与地面移动网的HLR类似，SHLR是用来存储本地用户位置信息的数据库，每个卫星移动用户必须在某一个SHLR登记，不同之处是试验网将卫星移动设备标识寄存器集成到SHLR之中。登记的主要内容有：用户号码、移动设备号码、位置信息、业务信息等。试验系统暂不考虑卫星访问位置寄存器SVLR（SatelliteVisitorLocationRegister），但设计时应该留有扩充的空间。③地面接入网关TAG地面接入网关实现与地面PSTN，PLMN和短消息中心的接口，信令转换，业务合成

5、、分解、存储和传输的实体。地面接入网关实现试验系统与地面其它网络的多种业务转换和互通。④卫星接入网关SAG卫星接入网关是业务控制分系统GSC和移动交换中心GMSC的接口实体。⑤操作管理中心OMCOMC是网络拥有者对全网进行监测和操作的功能实体。2.4系统接口定义2.4.1UIM－SMT接口卫星移动终端SMT到用户识别模块UIM接口，SMT在注册、实现双向鉴权、加密、信息存储时要与UIM交互信息和数据。２.４.２S－Um接口S－Um接口又称SMT－GS卫星空中接口，是卫星移动试验网的主要接口之一。对卫星移动通信而言，大部分信令都是和SMT相关，S－Um接口传递的信息包括了无线资源管理、移动性

6、管理和接续管理等。S－Um接口与卫星移动通信试验系统采用的体制密切关联，相互决定。２.４.３Am接口Am接口是信关站内部GTS和GSC之间的内部接口。２.４.４A接口A接口是卫星地面信关站和GMSC之间的接口，该接口携带关于信关站的管理、呼叫处理和移动性管理等信息。采用SIP和RTP协议分别传输信令和业务数据，通过TCP/IP承载传输。２.４.５R接口R接口为GMSC与AAA之间的接口，GMSC通过该接口向AAA服务器和SHLR查询被叫卫星移动用户的选路信息，以便确定呼叫路由，呼叫时对用户进行鉴权，并在呼叫结束时向AAA发送计费信息。试验系统的SHLR与信关站放在一起。２.４.６P接口为综

7、合信关站的地面接入网关与地面网络的接口，传递业务及控制信息。2.5系统通信体制为了适应卫星资源，试验系统采用CDMA通信体制。前向信道（卫星到终端）和反向信道（终端到卫星）各占用不大于8MHz频谱带宽。见图3。前向和反向信道采用扩频方式，将2.4kbps的数据经成帧、编码、交织、加密处理后，由扩频序列将频谱展宽。前向信道由以下信道组成：PICH（PilotChannel）：前向导频信道，为参考信道，终端由它获取相干解调及