对发展我国卫星移动通信的有关思考.doc

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1、对发展我国卫星移动通信的有关思考提交者:LiChen日期:2010/10/132:48阅读:44作者:张更新甘仲民李广侠作者简介:张更新甘仲民李广侠解放军理工大学通信工程学院卫星通信重点实验室1.概述我国现已建成世界上最大的光纤、地面移动通信网络，在地面通信技术水平上己与世界同步，拥有世界上最大的用户群。但是整个通信系统过分依赖地面基础设施，当灾难突发地面设施遭到破坏后，通信网必将瘫痪。我国没能形成空间通信保障网络，是国家信息基础设施的明显缺失。我国幅员辽阔，地质条件复杂，气候多变，容易突发自然灾害。1998年的大洪水，2008年初的大雪灾以及“512”汶川大地震，

2、充分暴露了我国应急通信能力低下的问题。事实已经证明，依靠地面通信网和我国现有卫星通信系统不能满足突发事件中的应急通信需求。建立一个区域覆盖为主、兼顾全球的卫星移动通信系统是一种有效的解决手段，不仅能够解决我国边远地区通信问题，也能够在我国地面通信网覆盖范围之外及地面网遭到毁坏的地区提供各类应急通信和机动通信保障。因此，卫星移动通信是一种大有可为的通信方式，在我国具有广阔的应用前景。2.卫星移动通信的系统组成及特点卫星移动通信系统是指利用通信卫星实现移动用户之间或移动用户与固定用户之间相互通信的一个通信系统。利用卫星来进行移动通信，具有覆盖范围大、作用距离远、组网灵活

3、、通信费用基本与距离无关、不受地面现有设备的限制、受地形地物影响小等突出优点，在过去几十年内得到了迅速发展。按照所起作用的不同，卫星移动通信系统可以划分为空间、运控和应用等三个分系统（如图1），其中空间分系统包括一颗或多颗通信卫星，这些卫星既可以运行在对地静止轨道(GEO)或倾斜地球同步轨道（IGSO），也可以运行在非地球同步轨道(non-GSO)，如中等高度地球轨道(MEO)、低高度地球轨道(LEO)和高椭圆轨道(HEO)卫星等；运控分系统通常指卫星测控中心、网络操作中心和各类关口站等保持网络正常运行所需的各类地面控制站；应用分系统是指各类用户地球站，如手持终端，

4、车（机、船）载终端，便携终端等。图1卫星移动通信系统的组成与卫星固定通信相比，卫星移动通信在技术上主要有如下特点：(1)卫星功率有限与移动站低天线增益之间的矛盾十分突出。为实现“动中通”，移动站一般采用弱方向性天线，造成移动站的接收系统品质因子(G/T)值很小，这势必要求卫星能够向覆盖区提供很高的有效全向辐射功率(EIRP)，才能确保一条链路的通信质量，因此，卫星移动通信系统一般是典型的功率受限系统。(2)电波传播情况复杂，系统是在非高斯信道中工作的。由于移动站采用低增益天线(也即弱方向性)并在移动中通信，这决定了其瞬时传播环境的不确定性，在通信过程中信号会遭受到多

5、径效应、阴影效应和多普勒效应等，这要求系统能够采取相应的对抗措施，比如，采用适当的分集方式、纠错编码方式和调制解调方式等。(3)众多的用户共享有限的卫星(频率与功率)资源。由于卫星移动通信系统的特点之一是大量移动站共享有限的卫星功率与频率资源，为确保对资源的有效利用，支持大量用户的同时通信，需要进行星体一体化设计，实现高效而灵活的组网传输和资源调度。(4)移动台要求高度的机动性，故小型化具有十分重要的意义。终端小型化中最重要的是适应各类移动台结构要求的天线和射频部件的小型化，高稳定度的频率源和高效率的功率放大器也是影响小型化的重要因素。3.卫星移动通信的国内外发展概

6、况纵观这些年来国际上卫星移动通信的发展历程，可以分为二条主线，即基于GEO卫星建立移动通信系统和基于LEO卫星建立移动通信系统，两条发展主线的典型系统及其特点如表1所示。至今我国尚无自建的商用卫星移动通信系统，长期以来主要依靠国外系统提供卫星移动通信业务。表1卫星移动通信的发展路线2009年7月发射升空的TerreStar-1卫星是最新发射的一颗用于卫星移动通信的卫星，使用LS-1300S卫星平台，发射重量6910kg，整星功率14.2kW，其S波段转发器能产生500个以上点波束，天线展开后口径18m。可以与地面基站和标准无线设备进行通信联系，为北美的乡村、城市和其

7、它偏远地区提供卫星移动通信服务。已经建成的三个LEO卫星移动通信系统均已宣布了其二代星座发展方案。2006年12月全球星公司宣布由欧洲阿尔卡特－阿拉尼亚公司开始研制第二代全球星，总共耗资6.61亿欧元，其中约6.2亿用于卫星的设计和制造，单星的成本仅为1700万美元，4100万欧元用于发射服务和发射支持服务，卫星寿命延长至15年、重量增加至700公斤、整星功率从1000瓦提高到1700瓦。2014年开始的下一代“铱”系统将以全新的面貌出现，虽然仍有66颗LEO卫星组成星座，但卫星重量增加到850kg，其中通信载荷294kg，对地观测载荷约50kg；采用IP技术使