我国geo卫星移动通信系统的地面段建设模式思考和建议new

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1、第五届卫星通信新业务新技术学术年会我国GEO卫星移动通信系统的地面段建设模式思考和建议1引言吴建军1程宇新11北京大学卫星与无线通信实验室罗常青2项海格12北京海格神舟通信科技有限公司我国幅员辽阔，地形环境复杂，在西部地区、偏远山区、海洋等区域，通信覆盖存在局部盲区。因此对满足全国覆盖，并能实现无缝连接的卫星移动通信与数据处理业务系统的需求愈来愈迫切。特别是在抢险救灾、应急指挥、海上与航空交通、海洋渔业、森林防火、草原防火、石油勘探、矿山开采、旅游探险、新闻报道、科考登山等工作领域，卫星移动通信业务

2、具有重要的应用价值。在海洋业务重点应用领域，卫星移动通信系统成为最主要与可靠的与陆地联络手段。我国沿海渔业船舶规模为70万只，目前主要使用国外的全球星(Globalstar)、亚洲蜂窝系统(ACES)卫星电话，渔政管理部门主要使用海事卫星(Inmarsat)电话。卫星移动通信也是提高国家抵抗自然灾害等应急处置能力的重要保障。我国是自然灾害多发地区，主要自然灾害有地震、洪涝、台风、冰雹、霜冻、雪灾等。2008年5月12日，发生在四川的汶川大地震给我国带来了巨大的人员和财产损失。事实证明，抢险救灾应急处

3、置急需发展我国的卫星移动通信系统。卫星移动通信业务可提供不受地理环境、气候条件限制的通信服务。它与地面蜂窝系统和地面固定通信网络互为补充和延伸，是实现全国无缝覆盖的重要通信手段。我国有关卫星运营单位于2004年向国际电联(ITU)申报的卫星网络在115．5。E和125．5。E的S波段(2GHz)移动通信卫星网络目前具有最高的优先权，已成为我国目前仅有的卫星移动业务的战略资源。这些网络的启用期限为2010年11月，尽快启动和实施我国移动卫星项目，是保护我国卫星轨道和频率资源的有效途径。否则将丧失建立我

4、国综合卫星移动通信系统的机遇。目前我国相关部门已经开始着手规划自主的卫星移动通信系统建设，具体的系统建设将涉及空间段、地面段和用户段等多个方面。限于篇幅本文仅对当前地面蜂窝移动通信系统的发展演进和现有卫星移动通信系统的建设模式进行探讨，并据此对我国卫星系统的地面段建设提出几点粗浅的一孔之见。2地面蜂窝移动通信系统的发展和演进地面蜂窝移动通信系统在近20多年来发展迅速，已经经历了2G、2．5G和3G，当前正在向4G快速迈进。其中，属于2G的典型标准包括GSM和IS-95CDMA等，2．5G的典型标准是

5、GPRS和EDGE等，而3G的典型技术标准分别是WCDMA、CDMA2000和TD-SCDblA。本文主要考虑移动通信系统的网络结构，在此重点对2G的GSM和3G的UMTS系统网络结构进行对比。2．1GSM网络架构‘GSM是基于TDMA技术的地面蜂窝移动通信系统，主要支持话音、低速数据和短信息等业务，GSM系统由交换分系统(MSS)；基站分系统(BSS)；移动台(MS)和操作与维护分系统(OMS)等组成。具体网络结构和接口如图1所示。交换分系统包括以下几个部分：移动交换中心(MSC)，归属位置寄存器

6、(甩R)，拜访位置寄存器(VLR)，认证(鉴权)中心(AUc)，设备标志寄存器(EIR)。MSC是交换分系统中最重要的部分，主要52第五届卫星通信新业务新技术学术年会处理与协调GSM系统内部用户的通信接续。基站子系统由基站控制器(BSC)和基站收发信台(BTS)两部分组成。囱M--sz弧+_Sm图1．GSM系统的网络结构图GSM系统有三个主要接口，分别是：基站与移动台之间无线空中接口Um，是GSM系统接口中最重要的接口；基站与移动交换中心接口A，其物理层连接采用El，信令方式为SS7信令，用于完成通

7、信接续控制功能：移动交换中心与公众网接口ISUP和TUP，可分别与公众电话交换网(PSTN)和综合业务数字网(ISDN)配接。除此之外，GSM系统还包含基站分系统内部的Abis接口，交换分系统内部的B、C、D、E、F、G等接口。2．2UMTS网络架构UMTS网络架构是基于WCDMA技术的3GPP系统结构，目前相应的技术标准版本已经由Release99发展到Release9，并正在制定Release10。各版本简要介绍见下表1。表1．3GPP版本演进表版本发布时间说明Release992000定义第一

8、个UMTS3G网络Release42001增加了许多新特点，包括全IP(all—IP)核心网络Release52002引入IMS和HSDPA集成了WLAN网络；增加了HSUPA、MBMS增强了IMS功Release62004能，如手机PTT、GAN等关注减小时延，提高OoS及VoIP等实时应用；也关注Release72007HSPA+，高速SIM协议和非接触前端接口，EDGE演进等LTE，A11-IP网络(SAE)：R8着眼于重构UMTS以成为一Release8预期2