徐永太 中國(guó)信息通信研究院工程師

發(fā)展策略

衛(wèi)星通信技術(shù)研究

徐永太 中國(guó)信息通信研究院工程師

衛(wèi)星通信系統(tǒng)大致可分為衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)、衛(wèi)星固定通信系統(tǒng)。現(xiàn)有的衛(wèi)星系統(tǒng)中能夠劃入衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)范圍的包括北斗衛(wèi)星系統(tǒng)、海事衛(wèi)星系統(tǒng)、銥星衛(wèi)星系統(tǒng)等。衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)由移動(dòng)通信衛(wèi)星、信關(guān)站（或稱(chēng)關(guān)口站、關(guān)口地球站）、終端、核心網(wǎng)、運(yùn)控系統(tǒng)組成，能夠提供短報(bào)文、定位、語(yǔ)音、數(shù)據(jù)傳輸?shù)韧ㄐ欧?wù)。衛(wèi)星固定通信系統(tǒng)一般由空間段（通信衛(wèi)星）、地面段（關(guān)口站和地球站）、跟蹤遙測(cè)及指令分系統(tǒng)和監(jiān)控管理系統(tǒng)構(gòu)成，能夠提供通信、廣播、互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)、VSAT通信業(yè)務(wù)、其他領(lǐng)域的衛(wèi)星空間段業(yè)務(wù)等。此外，未來(lái)在航空通信領(lǐng)域衛(wèi)星通信技術(shù)也有較廣闊的應(yīng)用空間。

衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng) 衛(wèi)星固定通信系統(tǒng) 北斗衛(wèi)星系統(tǒng) 海事衛(wèi)星系統(tǒng) 銥星衛(wèi)星系統(tǒng)

1 引言

衛(wèi)星通信系統(tǒng)根據(jù)業(yè)務(wù)及技術(shù)實(shí)現(xiàn)方式，大致可分為衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)、衛(wèi)星固定通信系統(tǒng)。衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)主要由移動(dòng)通信衛(wèi)星、信關(guān)站（或稱(chēng)關(guān)口站、關(guān)口地球站）、終端、核心網(wǎng)、運(yùn)控系統(tǒng)組成。移動(dòng)通信衛(wèi)星可以是同步軌道衛(wèi)星（如海事衛(wèi)星），也可以是非同步的中低軌衛(wèi)星（如銥星）。信關(guān)站類(lèi)似于地面移動(dòng)通信網(wǎng)中的基站，其與移動(dòng)通信衛(wèi)星間的鏈路稱(chēng)為饋電鏈路，使用衛(wèi)星固定業(yè)務(wù)頻率（如C波段、Ku波段），在通信過(guò)程中，信關(guān)站要始終保持對(duì)星（如使用定向天線）、信關(guān)站與核心網(wǎng)設(shè)備相連，進(jìn)而接入公網(wǎng)中。終端一般位于衛(wèi)星天線形成的某一波束（類(lèi)似于地面移動(dòng)通信網(wǎng)中的小區(qū)）中，其與移動(dòng)通信衛(wèi)星間的鏈路稱(chēng)為接入鏈路，使用衛(wèi)星移動(dòng)業(yè)務(wù)頻率（如L波段、S波段），在通信過(guò)程中，終端不要求對(duì)準(zhǔn)衛(wèi)星。在具有多個(gè)信關(guān)站的情況下，一般由運(yùn)控系統(tǒng)統(tǒng)一進(jìn)行資源分配。目前，主要的衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)有北斗衛(wèi)星、海事衛(wèi)星（Inmarsat）、歐星（Thuraya）、銥星（Iridium）、全球星（GlobalStar）。

衛(wèi)星固定通信系統(tǒng)一般由空間段（通信衛(wèi)星）、地面段（關(guān)口站和地球站）、跟蹤遙測(cè)及指令分系統(tǒng)和監(jiān)控管理系統(tǒng)4大部分組成（見(jiàn)圖1）。通信衛(wèi)星主要起無(wú)線中繼站的作用，通過(guò)星上轉(zhuǎn)發(fā)器轉(zhuǎn)發(fā)地球站的信號(hào)。跟蹤遙測(cè)及指令分系統(tǒng)對(duì)衛(wèi)星進(jìn)行跟蹤測(cè)量，并進(jìn)行軌道修正和位置姿勢(shì)保持。監(jiān)控管理系統(tǒng)對(duì)通信性能進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制，以保證本系統(tǒng)正常通信，并符合不同衛(wèi)星通信系統(tǒng)間的協(xié)調(diào)要求。關(guān)口站是衛(wèi)星通信系統(tǒng)的核心，負(fù)責(zé)衛(wèi)星通信系統(tǒng)與公眾網(wǎng)的連接，提供傳輸信道，關(guān)口站可以認(rèn)為是一種特殊的地球站。地球站負(fù)責(zé)將來(lái)自地面網(wǎng)絡(luò)的信息發(fā)送到衛(wèi)星，并接收來(lái)自衛(wèi)星的信息，傳送給相應(yīng)的地面網(wǎng)絡(luò)用戶(hù)。

2 衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)

2.1 北斗衛(wèi)星通信系統(tǒng)

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)包括北斗一號(hào)和北斗二號(hào)兩代導(dǎo)航系統(tǒng)。其中，北斗一號(hào)是用于中國(guó)及其周邊地區(qū)的區(qū)域?qū)Ш较到y(tǒng)，北斗二號(hào)是類(lèi)似美國(guó)GPS的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)?！氨倍芬惶?hào)”系統(tǒng)具備雙向通信功能，而已對(duì)外發(fā)布信令接口規(guī)范的“北斗二號(hào)”系統(tǒng)主要用于定位導(dǎo)航領(lǐng)域，終端設(shè)備不具備發(fā)射模塊，不存在接入現(xiàn)有通信系統(tǒng)的問(wèn)題。

“北斗一號(hào)”衛(wèi)星系統(tǒng)由我國(guó)自主研發(fā)，利用地球同步衛(wèi)星為用戶(hù)提供全天候、區(qū)域性的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，在服務(wù)區(qū)內(nèi)提供3項(xiàng)主要功能：

（1）定位：快速確定用戶(hù)所在點(diǎn)的地理位置，向用戶(hù)及主管部門(mén)提供導(dǎo)航信息。在標(biāo)校站覆蓋區(qū)定位精度可達(dá)到20m，無(wú)標(biāo)校站覆蓋區(qū)定位精度優(yōu)于100m。

圖1 衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

（2）通信：用戶(hù)與用戶(hù)、用戶(hù)與中心控制系統(tǒng)之間均可實(shí)現(xiàn)最多120個(gè)漢字的雙向簡(jiǎn)短數(shù)字報(bào)文通信，并可通過(guò)信關(guān)站與互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通信系統(tǒng)互通。

（3）授時(shí)：中心控制系統(tǒng)定時(shí)播發(fā)授時(shí)信息，為定時(shí)用戶(hù)提供時(shí)延修正值。授時(shí)精度可達(dá)100ns（單向授時(shí)）和20ns（雙向授時(shí)）。

“北斗一號(hào)”衛(wèi)星系統(tǒng)由空間衛(wèi)星、地面中心站、用戶(hù)終端和標(biāo)校站4部分組成，其中空間部分由地球同步衛(wèi)星組成，執(zhí)行地面中心站與用戶(hù)終端之間的雙向無(wú)線電信號(hào)中繼任務(wù)。每顆衛(wèi)星的主要載荷是變頻轉(zhuǎn)發(fā)器，以及覆蓋定位通信區(qū)域點(diǎn)的全球波束或區(qū)域波束天線。

地面中心站主要由無(wú)線電信號(hào)發(fā)射和接收，整個(gè)工作系統(tǒng)的監(jiān)控和管理，由數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、交換、傳輸和處理，時(shí)頻和電源等各功能部件組成。地面中心站連續(xù)地產(chǎn)生和發(fā)射無(wú)線電測(cè)距信號(hào)，接收并快速捕獲用戶(hù)終端轉(zhuǎn)發(fā)來(lái)的響應(yīng)信號(hào)，完成全部用戶(hù)定位數(shù)據(jù)的處理工作和通信數(shù)據(jù)的交換工作，把計(jì)算得到的用戶(hù)位置和經(jīng)過(guò)交換的通信內(nèi)容，通過(guò)空間衛(wèi)星分別送給有關(guān)用戶(hù)。

用戶(hù)終端能夠接收地面中心站經(jīng)衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)的測(cè)距信號(hào)，并向衛(wèi)星發(fā)射應(yīng)答信號(hào)，此信號(hào)經(jīng)衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)到中心站進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。根據(jù)執(zhí)行的任務(wù)不同用戶(hù)終端分為定位通信終端、衛(wèi)星測(cè)軌終端、差分定位標(biāo)準(zhǔn)站終端、氣壓測(cè)高標(biāo)準(zhǔn)站終端、校時(shí)終端、集團(tuán)用戶(hù)管理站終端等。

標(biāo)校站為附近的終端用戶(hù)提供更高精度的定位結(jié)果，協(xié)助中心站獲取精確的衛(wèi)星位置觀測(cè)量。

“北斗二號(hào)”（英文簡(jiǎn)稱(chēng)BDS）曾用名COMPASS，“北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)”一詞一般用來(lái)特指第二代系統(tǒng)。此衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展目標(biāo)是對(duì)全球提供無(wú)源定位，與全球定位系統(tǒng)相似。

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)致力于向全球用戶(hù)提供高質(zhì)量的定位、導(dǎo)航和授時(shí)服務(wù)，包括開(kāi)放服務(wù)和授權(quán)服務(wù)兩種方式。開(kāi)放服務(wù)是向全球免費(fèi)提供定位、測(cè)速和授時(shí)服務(wù)，定位精度10m，測(cè)速精度0.2m/s，授時(shí)精度10ns。授權(quán)服務(wù)是為有高精度、高可靠衛(wèi)星導(dǎo)航需求的用戶(hù)提供定位、測(cè)速、授時(shí)和通信服務(wù)以及系統(tǒng)完好性信息。

“北斗二號(hào)”系統(tǒng)保留并兼容了“北斗一號(hào)”系統(tǒng)，由空間段、地面段和用戶(hù)段3部分組成（見(jiàn)圖2）。

空間段包括5顆靜止軌道衛(wèi)星和30顆非靜止軌道衛(wèi)星。地球靜止軌道衛(wèi)星分別位于東經(jīng)58.75°、80°、110.5°、140°和160°。非靜止軌道衛(wèi)星由27顆中圓軌道衛(wèi)星和3顆同步軌道衛(wèi)星組成。

地面段包括主控站、衛(wèi)星導(dǎo)航注入站和監(jiān)測(cè)站等若干個(gè)地球站。主控站主要任務(wù)是收集各個(gè)監(jiān)測(cè)站段觀測(cè)的數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，生成衛(wèi)星導(dǎo)航電文和差分完好性信息，完成任務(wù)規(guī)劃與調(diào)度，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行管理與控制等。注入站主要任務(wù)是在主控站的統(tǒng)一調(diào)度下，完成衛(wèi)星導(dǎo)航電文、差分完好性信息注入和有效載荷段控制管理。監(jiān)測(cè)站接收導(dǎo)航衛(wèi)星信號(hào)，發(fā)送給主控站，實(shí)現(xiàn)對(duì)衛(wèi)星段跟蹤、監(jiān)測(cè)，為衛(wèi)星軌道確定和時(shí)間同步提供觀測(cè)資料。

用戶(hù)段包括北斗系統(tǒng)用戶(hù)終端以及與其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)兼容的終端。因?yàn)椤氨倍范?hào)”系統(tǒng)保留并兼容了“北斗一號(hào)”系統(tǒng)，所以“北斗二號(hào)”系統(tǒng)像GPS、GLONASS、GALILEO系統(tǒng)一樣，為用戶(hù)提供衛(wèi)星無(wú)線電導(dǎo)航及定位服務(wù)。

2.2 海事衛(wèi)星通信系統(tǒng)

海事衛(wèi)星通信系統(tǒng)是由海事衛(wèi)星組織主導(dǎo)建立的衛(wèi)星通信系統(tǒng)。國(guó)際海事衛(wèi)星組織（英文縮寫(xiě)為“Inmarsat”），總部位于倫敦，目前已經(jīng)發(fā)展為一個(gè)有近百個(gè)成員國(guó)的國(guó)際衛(wèi)星移動(dòng)通信組織，約在143個(gè)國(guó)家擁有4萬(wàn)多臺(tái)各類(lèi)衛(wèi)星通信設(shè)備。中國(guó)作為創(chuàng)始成員國(guó)之一，由中國(guó)交通部和中國(guó)交通通信中心分別代表中國(guó)參加了該組織。

Inmarsat移動(dòng)通信系統(tǒng)由空間段、網(wǎng)控中心、網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)站、衛(wèi)星地球站和衛(wèi)星終端組成，其系統(tǒng)架構(gòu)如圖3所示。

圖2 北斗二代系統(tǒng)架構(gòu)示意圖

空間段即指在軌道中運(yùn)行的海事衛(wèi)星。網(wǎng)控中心（NCC）設(shè)在英國(guó)倫敦總部，負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)協(xié)調(diào)和控制網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有衛(wèi)星的操作運(yùn)行。同時(shí)，網(wǎng)控中心還對(duì)各地球站的運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)視，協(xié)助網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)站對(duì)有關(guān)運(yùn)行事務(wù)進(jìn)行協(xié)調(diào)。網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)站（NCS），在每個(gè)洋區(qū)至少有一個(gè)地球站兼作網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)站，并由它來(lái)完成該洋區(qū)內(nèi)衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)必要的信道控制和分配工作。其任務(wù)是：分配話音類(lèi)信道和高速數(shù)據(jù)信道；在一個(gè)公共申請(qǐng)信道上轉(zhuǎn)發(fā)收自岸站電傳信道上的分配信息；對(duì)所有終端發(fā)布國(guó)際移動(dòng)衛(wèi)星業(yè)務(wù)通告；有線處理遇險(xiǎn)信息。地球站，介于通信衛(wèi)星和陸地通信網(wǎng)之間，實(shí)現(xiàn)路上用戶(hù)與移動(dòng)站之間的通信，常建在海岸附近，故常被稱(chēng)為岸站。北京國(guó)際移動(dòng)衛(wèi)星地面站也是我國(guó)唯一一座國(guó)際移動(dòng)衛(wèi)星系統(tǒng)地面岸站。衛(wèi)星終端是指安裝在船舶、飛機(jī)上的衛(wèi)星地球站終端以及手持機(jī)等，也是用戶(hù)使用的設(shè)備，在不同的業(yè)務(wù)應(yīng)用中，衛(wèi)星終端可能是機(jī)載站、手持機(jī)等。

圖3 海事衛(wèi)星系統(tǒng)架構(gòu)示意圖

海事衛(wèi)星為我國(guó)用戶(hù)提供全球、全時(shí)、全天候的Inmarsat-C/B/M/Mini-M/M4/F和BGAN、FleetBroadband、SwiftBroadband以及IsatPhone業(yè)務(wù)，涉及海上、陸地和航空3大領(lǐng)域。

其中，Inmarsat-C是海事衛(wèi)星的標(biāo)準(zhǔn)業(yè)務(wù)，能夠覆蓋太平洋和印度洋兩個(gè)洋區(qū)。Inmarsat-C系統(tǒng)可提供電傳、數(shù)據(jù)、傳真、普通報(bào)文、數(shù)據(jù)報(bào)告、增強(qiáng)群呼、遇險(xiǎn)服務(wù)。目前，北京地面站可以為用戶(hù)提供PSTN、PSDN、ISDN、EMAIL、TCP/IP等多種陸地用戶(hù)接口功能。Inmarsat-F系統(tǒng)，包括Inmarsat-B/M/Mini-M/M4/ Fleet系列，能夠提供覆蓋全球4個(gè)洋區(qū)的電話、傳真、電傳、遇險(xiǎn)專(zhuān)線、ISDN數(shù)據(jù)、移動(dòng)數(shù)據(jù)包交換服務(wù)（MPDS）業(yè)務(wù)。Inmarsat手持機(jī)（IsatPhone）可提供在I-4衛(wèi)星下進(jìn)行語(yǔ)音通信服務(wù)。其通信終端為目前全球最小的手持衛(wèi)星通信終端。Inmarsat寬帶全球區(qū)域網(wǎng)（BGAN）具有寬帶網(wǎng)絡(luò)接入、移動(dòng)實(shí)時(shí)視頻直播、兼容3G等多種前衛(wèi)通信能力，承載最高達(dá)492kbit/s的高速互聯(lián)網(wǎng)接入、話音、傳真、ISDN、短信、語(yǔ)音信箱等多種業(yè)務(wù)應(yīng)用模式。InmarsatFleetF77、F55和F33是為滿(mǎn)足海事應(yīng)用中不斷增加的對(duì)電子郵件和數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊蠖O(shè)計(jì)的一系列船用通信服務(wù)。支持語(yǔ)音、傳真、移動(dòng)ISDN（F77和F55服務(wù)速度達(dá)64kbit/s）以及移動(dòng)分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。InmarsatSwift64是針對(duì)企業(yè)專(zhuān)用商務(wù)機(jī)市場(chǎng)提供，這一服務(wù)可提供高質(zhì)量語(yǔ)音和64kbit/s移動(dòng)ISDN（綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)）數(shù)據(jù)傳輸。

2.3 銥星衛(wèi)星通信系統(tǒng)

銥星系統(tǒng)是美國(guó)摩托羅拉公司1987年提出設(shè)計(jì)的全球移動(dòng)通信系統(tǒng)。衛(wèi)星可以覆蓋全球，用戶(hù)用手持話機(jī)直接接通衛(wèi)星進(jìn)行通信。

銥星系統(tǒng)的最大特點(diǎn)是，通過(guò)衛(wèi)星之間的接力來(lái)實(shí)現(xiàn)全球通信。它與目前使用的靜止軌道衛(wèi)星通信系統(tǒng)相比較有3大優(yōu)勢(shì)：一是軌道低，傳輸速度快，信息損耗小，通信質(zhì)量大大提高；二是銥星系統(tǒng)不需要專(zhuān)門(mén)的地面接受站，每部移動(dòng)電話都可以與衛(wèi)星聯(lián)絡(luò)，這就使地球上人跡罕至、通信落后的邊遠(yuǎn)地區(qū)、自然災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)都變得暢通無(wú)阻；三是真正意義上的全球無(wú)縫隙覆蓋，相比于地球同步軌道衛(wèi)星通信系統(tǒng)，銥星不僅可以覆蓋南北緯70°之間的區(qū)域，更能完全覆蓋高緯度極地區(qū)域，且通信效果尤佳。

銥星系統(tǒng)包括4個(gè)組成部分：用戶(hù)單元、衛(wèi)星星座、系統(tǒng)控制站和關(guān)口站（Gateway）。

用戶(hù)單元負(fù)責(zé)向用戶(hù)提供業(yè)務(wù)，銥星的用戶(hù)單元除傳統(tǒng)的陸地手機(jī)用戶(hù)外，還包括航海、航空移動(dòng)用戶(hù)以及地面的蜂窩通信網(wǎng)，同時(shí)還增加了一些固定用戶(hù)。包括手持機(jī)、車(chē)載終端、機(jī)載終端、船載終端和可搬移式終端等。

衛(wèi)星星座包括66顆主要衛(wèi)星，組成一個(gè)覆蓋全球的L頻段蜂窩小區(qū)（波束）群，用于向移動(dòng)用戶(hù)提供業(yè)務(wù)。銥星系統(tǒng)的原始設(shè)計(jì)為7條距離地面780km，傾角為86°的近極圓軌道，每條軌道上均勻分布11顆小型智能衛(wèi)星，這些衛(wèi)星通過(guò)微波鏈路形成全球網(wǎng)絡(luò)。后來(lái)為了減少投資和簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，銥星系統(tǒng)軌道高度降為765km，軌道數(shù)降為6條，相應(yīng)的衛(wèi)星數(shù)目也降至66顆（外加7顆空中備用星）。

每顆衛(wèi)星并不只是承擔(dān)轉(zhuǎn)發(fā)任務(wù)的中繼器，而是整個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)交換和路由分配節(jié)點(diǎn)，也就是說(shuō)銥星系統(tǒng)具有星上處理和交換能力，系統(tǒng)具有星間鏈路，這也是銥星系統(tǒng)最大的特點(diǎn)。

星間鏈路通俗來(lái)講就是衛(wèi)星與衛(wèi)星之間的鏈路。銥星系統(tǒng)中的每顆衛(wèi)星具有4條星際鏈路，其中兩條與前后兩顆衛(wèi)星相聯(lián)，屬相同軌道面內(nèi)的星際鏈路，其余兩條與左右兩顆衛(wèi)星相聯(lián)，屬不同軌道間的星際鏈路。銥星系統(tǒng)的星間鏈路采用Ka頻段（22.55～23.55GHz），中心頻率是23.28GHz，信道間隔為25MHz。銥星系統(tǒng)具有星上處理和星上交換能力，它能實(shí)現(xiàn)呼叫處理、路由分配和交換、移動(dòng)管理、頻率資源管理、安全保密、網(wǎng)絡(luò)管理等網(wǎng)絡(luò)功能，再加上星際鏈路，使得銥星系統(tǒng)內(nèi)的衛(wèi)星之間具有空間交換和路由選擇的功能。

系統(tǒng)控制部分是銥衛(wèi)星系統(tǒng)的中央管理部分。它提供全球運(yùn)作支持和衛(wèi)星群的控制服務(wù)，傳遞衛(wèi)星跟蹤數(shù)據(jù)到網(wǎng)關(guān)部分，負(fù)責(zé)控制衛(wèi)星星座及為衛(wèi)星計(jì)算和裝載頻率計(jì)劃和路由信息。所有的銥星衛(wèi)星以及整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的管理和控制都是由系統(tǒng)控制部分負(fù)責(zé)完成的。主要任務(wù)包括衛(wèi)星星座的管理、網(wǎng)絡(luò)管理以及通信管理。

關(guān)口站負(fù)責(zé)呼叫建立、連接到地面PSTN和衛(wèi)星星座。與衛(wèi)星星座的連接是用工作在Ka頻段的高增益拋物面跟蹤天線來(lái)實(shí)現(xiàn)的；與PSTN的連接是經(jīng)由到國(guó)際交換中心（ISC）的中斷線來(lái)實(shí)現(xiàn)的，在該中斷線上使用PCM傳輸和7號(hào)信令系統(tǒng)（SS7）或多頻互控響應(yīng)（MFCR2）信令。

銥星系統(tǒng)的基本連接關(guān)系為：用戶(hù)單元通過(guò)L頻段用戶(hù)鏈路和衛(wèi)星星座進(jìn)行通信，關(guān)口站和系統(tǒng)控制設(shè)備通過(guò)Ka頻段饋電鏈路與衛(wèi)星星座進(jìn)行通信，衛(wèi)星星座內(nèi)部利用Ka頻段星際鏈路實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星之間的互聯(lián)。

銥星系統(tǒng)對(duì)用戶(hù)開(kāi)放的業(yè)務(wù)電話、尋呼、傳真、數(shù)據(jù)等，能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)縫覆蓋地球上所有的海域、空域和極地，為在海上、空中作業(yè)的個(gè)人和企業(yè)以及那些從事石油天然氣開(kāi)采、采礦、建筑、伐木、救災(zāi)搶險(xiǎn)、野外旅游的個(gè)人和組織提供通信保障。市場(chǎng)涵蓋對(duì)通信有特殊需要和身處偏遠(yuǎn)地區(qū)工作的企業(yè)和個(gè)人，以及那些希望隨時(shí)隨地保持穩(wěn)定通信的大企業(yè)。

3 衛(wèi)星固定業(yè)務(wù)通信系統(tǒng)

衛(wèi)星固定通信系統(tǒng)一般分為空間段、地面段、跟蹤遙測(cè)及指令分系統(tǒng)和監(jiān)控管理系統(tǒng)4部分。

●空間段：通信衛(wèi)星主要起無(wú)線中繼站的作用，通過(guò)星上轉(zhuǎn)發(fā)器轉(zhuǎn)發(fā)地球站的信號(hào)。

●地面段：關(guān)口站是衛(wèi)星通信系統(tǒng)的核心，負(fù)責(zé)衛(wèi)星通信系統(tǒng)與公眾網(wǎng)的連接，提供傳輸信道，關(guān)口站可以認(rèn)為是一種特殊的地球站。地球站負(fù)責(zé)將來(lái)自地面網(wǎng)絡(luò)的信息發(fā)送到衛(wèi)星，并接收來(lái)自衛(wèi)星的信息，傳送給相應(yīng)的地面網(wǎng)絡(luò)用戶(hù)。

●跟蹤遙測(cè)及指令分系統(tǒng)對(duì)衛(wèi)星進(jìn)行跟蹤測(cè)量，并進(jìn)行軌道修正和位置姿勢(shì)保持。

●監(jiān)控管理系統(tǒng)對(duì)通信性能進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制，以保證本系統(tǒng)正常通信，并符合不同衛(wèi)星通信系統(tǒng)間的協(xié)調(diào)要求。

VSAT（Very SmallAperture Terminal，甚小口徑衛(wèi)星終端站）是衛(wèi)星固定通信系統(tǒng)中的一個(gè)典型應(yīng)用。其系統(tǒng)架構(gòu)及網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D如圖4所示，主要包括主站部分、小站部分及用戶(hù)終端。

VSAT主站部分：主站的設(shè)備配置較遠(yuǎn)端小站復(fù)雜，發(fā)射功率高，天線大。主站單元具體包括：RF端、主站射頻部分，負(fù)責(zé)衛(wèi)星信號(hào)的收發(fā)。VSAT網(wǎng)絡(luò)基帶設(shè)備：處理衛(wèi)星信號(hào)，包括Modem、復(fù)用器和編/解碼器。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)管理平臺(tái)進(jìn)行管理。PBX：程控交換機(jī)，用于管理電話通信。關(guān)口：用于連接PSTN和Internet。

VSAT小站部分：發(fā)射功率低，天線尺寸小。小站單元具體包括：室內(nèi)單元負(fù)責(zé)進(jìn)行天線接收及射頻處理；室內(nèi)單元負(fù)責(zé)處理衛(wèi)星信號(hào)。

用戶(hù)終端：普通的用戶(hù)接入終端（如固定電話、視頻播放器等）。

圖4 VSAT系統(tǒng)架構(gòu)示意圖

目前，中國(guó)固定衛(wèi)星業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供的業(yè)務(wù)包括通信、廣播及其他領(lǐng)域的衛(wèi)星空間段業(yè)務(wù)，衛(wèi)星移動(dòng)通信業(yè)務(wù)，互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)，VSAT通信業(yè)務(wù)，基于衛(wèi)星傳輸技術(shù)的話音、數(shù)據(jù)、多媒體通信業(yè)務(wù)，地面網(wǎng)絡(luò)通信業(yè)務(wù)，3.5G固定無(wú)線接入業(yè)務(wù)，800M數(shù)字集群通信業(yè)務(wù)，以GPS為主的綜合信息業(yè)務(wù)，與上述衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)相關(guān)的技術(shù)服務(wù)和進(jìn)出口等業(yè)務(wù)。

4 結(jié)束語(yǔ)

衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)、衛(wèi)星固定通信系統(tǒng)，是衛(wèi)星通信系統(tǒng)中的兩大類(lèi)系統(tǒng)。北斗衛(wèi)星通信系統(tǒng)、海事衛(wèi)星系統(tǒng)、銥星衛(wèi)星系統(tǒng)，均屬于衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)。通常移動(dòng)衛(wèi)星系統(tǒng)由移動(dòng)通信衛(wèi)星、信關(guān)站（或稱(chēng)關(guān)口站、關(guān)口地球站）、終端、核心網(wǎng)、運(yùn)控系統(tǒng)組成。能夠提供包括短報(bào)文、語(yǔ)音、數(shù)據(jù)傳輸?shù)韧ㄐ欧?wù)，其中海事衛(wèi)星系統(tǒng)和銥星衛(wèi)星系統(tǒng)，在全球范圍內(nèi)，均廣泛提供通信業(yè)務(wù)及服務(wù)。衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)廣泛使用的頻段包括L波段和S波段。衛(wèi)星固定通信系統(tǒng)一般由空間段（通信衛(wèi)星）、地面段（關(guān)口站和地球站）、跟蹤遙測(cè)及指令分系統(tǒng)和監(jiān)控管理系統(tǒng)4大部分組成。衛(wèi)星固定業(yè)務(wù)頻率主要為C波段和Ku波段，目前電視轉(zhuǎn)播及我國(guó)的村村通工程均有應(yīng)用。我國(guó)提供的固定衛(wèi)星業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供的業(yè)務(wù)包括通信、廣播及其他領(lǐng)域的衛(wèi)星空間段業(yè)務(wù)，衛(wèi)星移動(dòng)通信業(yè)務(wù)，互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)，VSAT通信業(yè)務(wù)等。目前，在機(jī)載通信領(lǐng)域，衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)和衛(wèi)星固定通信系統(tǒng)均已開(kāi)始相關(guān)應(yīng)用，未來(lái)在航空通信領(lǐng)域有較廣闊的應(yīng)用空間。

1 北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)公開(kāi)服務(wù)性能規(guī)范1.0

2 北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)空間信號(hào)接口控制文件1.0

3 北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)空間信號(hào)接口控制文件2.0

4 YD/T 1513-2006.農(nóng)村VSAT衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)/系統(tǒng)技術(shù)要求5 YD/T 911-1997.Ku頻段國(guó)內(nèi)衛(wèi)星通信系統(tǒng)技術(shù)要求

6 JT/T 794-2011.道路運(yùn)輸車(chē)輛衛(wèi)星定位系統(tǒng)車(chē)載終端技術(shù)要求

7 道路運(yùn)輸車(chē)輛衛(wèi)星定位系統(tǒng)北斗兼容車(chē)載終端技術(shù)規(guī)范

2014-06-17）