6.5  衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)
6.5.1  衛(wèi)星移動通信概述
1．衛(wèi)星通信系統(tǒng)
衛(wèi)星通信是指利用人造地球衛(wèi)星作為中繼站來轉發(fā)或反射無線電波，在兩個或多個地球站之間進行的通信。
衛(wèi)星通信實質是微波中繼技術和空間技術的結合。一個衛(wèi)星通信系統(tǒng)是由空間分系統(tǒng)、地球站群、跟蹤遙測及指令分系統(tǒng)和監(jiān)控管理分系統(tǒng)四大部分組成的，如圖6.19所示。其中有的直接用來進行通信，有的用來保障通信的進行。

　　1) 空間分系統(tǒng)
空間分系統(tǒng)即通信衛(wèi)星，通信衛(wèi)星內的主體是通信裝置，另外還有星體的遙測指令、控制系統(tǒng)和能源裝置等。
通信衛(wèi)星的作用是進行無線電信號的中繼，最主要的設備是轉發(fā)器(即微波收、發(fā)信機)和天線。一個衛(wèi)星的通信裝置可以包括一個或多個轉發(fā)器。它把來自一個地球站的信號進行接收、變頻和放大，并轉發(fā)給另一個地球站，這樣將信號在地球站之間進行傳輸。
　　2) 地球站群
地球站群一般包括中央站(或中心站)和若干個普通地球站。中央站除具有普通地球站的通信功能外，還負責通信系統(tǒng)中的業(yè)務調度與管理，對普通地球站進行監(jiān)測控制以及業(yè)務轉接等。
地球站具有收、發(fā)信功能，用戶通過它們接入衛(wèi)星線路，進行通信。地球站有大有小，業(yè)務形式也多種多樣。一般來說，地球站的天線口徑越大，發(fā)射和接收能力越強，功能也越強。
　　3) 跟蹤遙測及指令分系統(tǒng)
跟蹤遙測及指令分系統(tǒng)也稱為測控站，它的任務是對衛(wèi)星跟蹤測量，控制其準確進入靜止軌道上的指定位置；待衛(wèi)星正常運行后，定期對衛(wèi)星進行軌道修正和位置保持。
4) 監(jiān)控管理分系統(tǒng)
監(jiān)控管理分系統(tǒng)也稱為監(jiān)控中心，它的任務是對定點的衛(wèi)星在業(yè)務開通前、后進行通信性能的監(jiān)測和控制，例如對衛(wèi)星轉發(fā)器功率、衛(wèi)星天線增益以及各地球站發(fā)射的功率、射頻頻率和帶寬、地球站天線方向圖等基本通信參數(shù)進行監(jiān)控，以保證正常通信。
2．衛(wèi)星移動通信的概念
衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)是指利用人造地球通信衛(wèi)星上的轉發(fā)器作為空間鏈路的一部分進行移動業(yè)務的通信系統(tǒng)。根據(jù)通信衛(wèi)星軌道的位置可分為覆蓋大面積地域的同步衛(wèi)星通信系統(tǒng)和由多個衛(wèi)星組成的中低軌道衛(wèi)星通信系統(tǒng)。通常移動業(yè)務使用UHF、L、C波段。
20世紀80年代以來，隨著數(shù)字蜂窩網(wǎng)的發(fā)展，地面移動通信得到了飛速的發(fā)展，但受到地形和人口分布等客觀因素的限制，地面固定通信網(wǎng)和移動通信網(wǎng)不可能實現(xiàn)在全球各地全覆蓋，如海洋、高山、沙漠和草原等成為地面網(wǎng)盲區(qū)。這一問題現(xiàn)在不可能解決，而且在將來的幾年甚至幾十年也很難得到解決。這不是由于技術上不能實現(xiàn)，而是由于在這些地方建立地面通信網(wǎng)絡耗資過于巨大。而相比較而言，衛(wèi)星通信有著良好的地域覆蓋特性，可以快捷、經濟地解決這些地方的通信問題，正好是對地面移動通信進行的補充。
20世紀80年代后期，人們提出了個人通信網(wǎng)(PCN: Personal Communication Network)的新概念，實現(xiàn)個人通信的前提是擁有無縫隙覆蓋全球的通信網(wǎng)，只有利用衛(wèi)星通信技術，才能真正實現(xiàn)無縫覆蓋這一要求，從而促進了衛(wèi)星移動通信的發(fā)展?？傊?，衛(wèi)星移動通信能提供不受地理環(huán)境、氣候條件、時間限制和無通信盲區(qū)的全球通信網(wǎng)絡，解決目前任何其他通信系統(tǒng)都難以解決的問題，因此，衛(wèi)星通信作為地面移動通信的補充和延伸，在整個移動通信網(wǎng)中起著非常重要的作用。
3．衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)分類
自1982年Inmarsat(國際移動衛(wèi)星組織)的全球移動通信網(wǎng)正式提供商業(yè)通信以來，衛(wèi)星移動通信引起了世界各國的濃厚興趣和極大關注，各國相繼提出了許多相同或不相同的系統(tǒng)，衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)呈現(xiàn)出多種多樣的特點。其中比較著名的有Motorola公司的Lridum(銥)系統(tǒng)、Qualcomm等公司的Globalstar(全球星)系統(tǒng)、Teledesic等公司提出的Teledesic系統(tǒng)，以及Inmarsat和其他公司聯(lián)合提出的ICO(中軌道)系統(tǒng)。
從衛(wèi)星軌道來看，衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)一般可分為靜止軌道和低軌道兩類。
1) 靜止軌道衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)(GEO)
靜止軌道系統(tǒng)即同步衛(wèi)星系統(tǒng)，衛(wèi)星的軌道平面與赤道平面重合，衛(wèi)星軌道離地面高度為35 800 km，衛(wèi)星運行與地球自轉方向一致。從地面上看，衛(wèi)星與地球保持相對靜止。靜止軌道衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)是衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)中最早出現(xiàn)并投入商用的系統(tǒng)，國際衛(wèi)星移動組織(Inmarsat)于1982年正式運營的第一個衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)——Inmarsat系統(tǒng)就是一個典型的代表。此后，又相繼出現(xiàn)澳大利亞的MOBILESAT系統(tǒng)、北美的MSS系統(tǒng)等。由于靜止軌道高，傳輸路徑長，信號時延和衰減都非常大，因此多用于船舶、飛機、車輛等移動體，不適合手持移動終端的通信。
2) 低軌道衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)(LEO)
低軌道衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)采用低軌道衛(wèi)星群組成星座來轉發(fā)無線電波。低軌道系統(tǒng)的軌道距地面高度一般為700～1500 km，因而信號的路徑衰耗小，信號時延短，可以實現(xiàn)海上、陸地、高空移動用戶之間或移動用戶與固定用戶之間的通信，它可以實現(xiàn)手持移動終端的通信，因此LEO是未來個人通信中必不可少的一部分。典型的LEO有已停用的銥星系統(tǒng)(Iridium)和目前正在使用的Globalstar系統(tǒng)、Teledesic系統(tǒng)等。

返回目錄：通信工程師傳輸與接入考試移動通信網(wǎng)匯總

編輯相關推薦:

通信工程師考試培訓傳輸與接入自動交換光網(wǎng)絡

通信工程師考試培訓光傳輸常用儀器及測試

通信工程師考試培訓無線通倍技術匯總