窄帶中、低軌道衛(wèi)星通信系統(tǒng)

相關(guān)專題: 無(wú)線 毫米波 5G


窄帶中、低軌道衛(wèi)星通信系統(tǒng)


信息產(chǎn)業(yè)部無(wú)線電管理局 陳如明


 


摘  要 face="仿宋_GB2312">本文介紹一些典型窄帶中、低軌道衛(wèi)星通信系統(tǒng),諸如Iridium、
Globalstar、Odyssey、INMARSAT-P、Ellipso等的基本結(jié)構(gòu)與特征參數(shù)。


關(guān)鍵詞 face="仿宋_GB2312">窄帶衛(wèi)星通信系統(tǒng) 中、低軌道 Iridium Globalstar Odyssey
INMARSAT-P Ellipso


——在具體介紹窄帶
中、低軌道衛(wèi)星通信系統(tǒng)之前,先讓我們回顧與匯總一下與此實(shí)施密切相關(guān)的頻段定義及ITU的有
關(guān)頻率分配問(wèn)題。


1
頻段定義及窄帶中、低軌道衛(wèi)星通信系統(tǒng)的頻率分配


——當(dāng)討論MEO/LEO衛(wèi)
星系統(tǒng)時(shí),通常涉及VHF、UHF、L、S、C、X、Ku、Ka以及EHF等頻段縮寫名稱,這些縮寫稱呼起
源于雷達(dá)應(yīng)用,按IEEE標(biāo)準(zhǔn)確定的雷達(dá)頻段標(biāo)準(zhǔn)確定的雷達(dá)頻段標(biāo)稱如表1所示,而且亦常稱
30GHz~300GHz為EHF,300GHz~3000GHz為亞毫米波(smm)。


——實(shí)際上上述頻帶僅
有一小部分分配給雷達(dá)應(yīng)用,大部分由ITU的世界無(wú)線電通信大會(huì)(WRC,原先稱為世界無(wú)線電行
政大會(huì)(WARC)分配給空間無(wú)線電通信運(yùn)用,其頻段對(duì)應(yīng)縮寫標(biāo)稱如表2所示。


——通常亦將表1中K及
Ka統(tǒng)稱為Ka頻段;而將40GHz~60GHz稱為EHF頻段。


——鑒于1987年以來(lái)衛(wèi)
星無(wú)線電定位業(yè)務(wù)(RDSS)的發(fā)展遠(yuǎn)不像原先預(yù)想的那樣樂(lè)觀,因此WARC92決定將其所占用的頻段
上行1610MHz~1626.5MHz和下行2483.5MHz~2500MHz分配給包括MEO在內(nèi)的大LEO.1994年,美國(guó)
FCC將此頻段再分為兩部分,低端11.35MHz分配給CDMA系統(tǒng),余下5.15MHz分配給TDMA
Iridium系統(tǒng).如果僅有1個(gè)CDMA系統(tǒng)獲得應(yīng)用許可證,則此CDMA分配頻段將降為8.25MHz,留下
3.15MHz頻譜留給將來(lái)獲得CDMA應(yīng)用申請(qǐng)?jiān)S可的其它CDMA系統(tǒng),或分配給Iridium,使之亦增至
8.25MHz。因此,為滿足全還需容量需求,此大LEO系統(tǒng)必須采用數(shù)十次乃至上百次頻率復(fù)用,或
由CDMA擴(kuò)頻兼容。因而從頻譜分配上看,有競(jìng)爭(zhēng)力的全球大LEO系統(tǒng)只是少數(shù)幾個(gè)。


——WRC-95主要分配了
相應(yīng)大LEO的饋線鏈路頻帶。所謂饋線鏈路(Feeder
Link)是指與公用網(wǎng)固定連接的關(guān)口地球站(Gateway Earth station)和衛(wèi)星相接的上、下
行鏈路。移動(dòng)通信終端需由此饋線鏈路才能經(jīng)該系統(tǒng)的衛(wèi)星與公用網(wǎng)相連接。例如,WRC-95決定
將C頻段的5.091GHz~5.250GHz及6.700GHz~7.075GHz分別用作Globalstar的上行饋線鏈路及
中圓軌道(ICO)的下行饋線鏈路。美國(guó)MCHI(Mobile
Communication Holding Inc.)公司的Ellipso系統(tǒng)饋線鏈路可用Ku頻段15.40GHz~
15.45GHz作上行,15.45GHz~15.65GHz作雙向運(yùn)作,而15.65GHz~15.7GHz作下行。Ka頻段的
19.3GHz~19.6GHz用作Iridium的上、下行饋線鏈路,29.1GHz~29.4GHz用作Odyssey的上行饋
線鏈路,而附加100MHz
Ka饋線鏈路頻段WRC-97再作決定。此外,也規(guī)定了Teledesic的上行頻段為18.9GHz~
19.3GHz,下行頻段為28.7GHz~29.1GHz。


2 LEO-
Iridium系統(tǒng)


——Iridium系統(tǒng)的原始
設(shè)計(jì)是取77顆小型智能衛(wèi)星均勻有充地分布于離地785km上空的7條極地軌道上,通過(guò)微波鏈路形
成全球連接網(wǎng)絡(luò),由于其星座結(jié)構(gòu)與原子序數(shù)為77的銥(Ir)原子的外層電子分布狀況有一定的
類似,故取名為“銥”系統(tǒng)。爾后為減少投資、簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)、增強(qiáng)與其它LEO系統(tǒng)的競(jìng)爭(zhēng)能力,將其
衛(wèi)星數(shù)由77顆降為66顆,極軌數(shù)亦由原先的7條降為6條,而每條極軌上的衛(wèi)星數(shù)則仍為11顆。照
例說(shuō),此星座結(jié)構(gòu)已偏離“Iridium”這一原始含義,但至今未見(jiàn)其有更名(或臨時(shí)更名)為
“Dysprosium”(即鏑(Dy),原子序數(shù)為66)系統(tǒng)的計(jì)劃。Iridium系統(tǒng)計(jì)劃首先于1990年6月
分布,1992年12月3日由Motorola衛(wèi)星通信公司向美國(guó)FCC提出許可證申請(qǐng),并于1992年8月8日又
提出了修正,而于1992年9月FCC發(fā)放了建造和發(fā)射衛(wèi)星的許可證,而真正取得此衛(wèi)星發(fā)射和操作
運(yùn)營(yíng)許可證是在1995年1月31日。


——Iridium系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主
要由下述三部分組成:衛(wèi)星星座及其地面控制設(shè)施,關(guān)口站以及用戶終端。衛(wèi)星與用戶終端使用L
頻段中的1.610GHz~1.6265GHz頻帶,星間鏈路及衛(wèi)星與關(guān)口站之間的鏈路使用Ka頻段,即星間
鏈路頻帶為23.18GHz~23.38GHz,衛(wèi)星與關(guān)口站上行線頻帶為29.1GHz~29.3GHz,下行線頻帶
為19.4GHz~19.6GHz。每顆衛(wèi)星可建立3840條全雙工電路,系統(tǒng)連接的最小仰角為8.2°,衛(wèi)星
按圓軌道運(yùn)行,傾角為86.4°,對(duì)一用戶的平均衛(wèi)星連接時(shí)間為9min左右。關(guān)口站是銥系統(tǒng)與
PSTN間接口的地球站,它可使銥系統(tǒng)用戶終端與PSTN中任何類型的電話、傳真和數(shù)據(jù)等終端通
信,并為已登記的用戶收集、存儲(chǔ)通信記錄及計(jì)費(fèi)信息,以及跟蹤用戶位置。歸屬關(guān)口站(Home
Gateway)則為用戶單元登記的關(guān)口站,計(jì)費(fèi)信息即由此歸屬關(guān)口站產(chǎn)生,不管用戶在何處通
話,他每月只從歸屬關(guān)口站收到一份帳單。歸屬關(guān)口站亦決定某一用戶單元是否有權(quán)建立呼叫或使
用某項(xiàng)業(yè)務(wù)。


——該系統(tǒng)衛(wèi)星設(shè)計(jì)采
用三軸穩(wěn)定,壽命5年左右,相鄰平面上衛(wèi)星按相反方向運(yùn)行,有星上處理能力及星間鏈路連接,
每一個(gè)衛(wèi)星有4條星間交叉連接鏈路,一條前向,一條反向,另兩條為交叉連接。星間鏈路工作速
率高達(dá)25Mbit/s,在Ka頻段運(yùn)行。天線設(shè)計(jì)用3×16=48波束的相控陣結(jié)構(gòu)。此星間鏈路及星上處
理的引入為用戶路由的選擇提供了靈活性,具有對(duì)地面業(yè)務(wù)流量旁路的能力,當(dāng)然,這也增加了系
統(tǒng)設(shè)計(jì)的復(fù)雜性。衛(wèi)星發(fā)射EIRP對(duì)L頻段為12.3dBW~31.7dBW,Ka關(guān)口站為15.1dBW~28.1dBW,
Ka星間鏈路為39.6dBW。衛(wèi)星G/T值L頻段為-5.1dB/K~-19.2dB/K,Ka關(guān)口站為-10.1dB/K,
Ka星間鏈路為4.0dB/K~6.2dB/K,包括液體燃料等在內(nèi)衛(wèi)星質(zhì)量約為700kg~800kg。


——在多址連接方面,
銥系統(tǒng)運(yùn)用FDMA/TDMA混合結(jié)構(gòu),在上述L頻段10.5MHz頻帶內(nèi)按FDMA方式劃分為12個(gè)子頻帶,在
此基礎(chǔ)上再利用TDMA結(jié)構(gòu),其幀長(zhǎng)為90ms,每幀可支持4個(gè)50kbit/s用戶連接。上述頻段分割及
多波束相陣天線構(gòu)成每一衛(wèi)星48個(gè)小區(qū)天線波束及其相鄰衛(wèi)星的小區(qū)邊際跨接。每一小區(qū)平均支持
80個(gè)信道,從而48個(gè)小區(qū)形成3840路信道。按其原始設(shè)計(jì)中全球覆蓋額定小區(qū)數(shù)為2150個(gè)計(jì)算,
即形成全球172000路信道的吞吐能力。


——手持機(jī)設(shè)計(jì)應(yīng)該說(shuō)
是Motorola公司的強(qiáng)處,它由總部在芝加哥的Motorola蜂窩用戶集團(tuán)制造,基于TDMA/FDMA結(jié)
構(gòu),運(yùn)用成熟的GSM協(xié)議;附加修正為由于衛(wèi)星移動(dòng)引起的Doppler頻移。調(diào)制方式為QPSK以及卷
積碼前向糾錯(cuò),其碼率R=3/4,約束長(zhǎng)度K=7。支撐話音的數(shù)據(jù)速率為4.8kbit/s,而且其門限比
特誤碼率很低,僅為1×10-2。其手持機(jī)設(shè)計(jì)有多種不同型式,體積與重量和地面蜂
窩系統(tǒng)手機(jī)類似,也可用于車載終端、機(jī)載終端及傳真、數(shù)據(jù)等通信附屬裝置,還可支持全球定位
業(yè)務(wù)(GPS)、無(wú)線電定位業(yè)務(wù)(RDSS)及全球?qū)ず簦⒖蓸?gòu)成地面蜂窩系統(tǒng)及銥系統(tǒng)兼容運(yùn)用的
雙模結(jié)構(gòu)。


——截止1993年8月已有
9個(gè)國(guó)家、12家公司承諾向該系統(tǒng)投資8億美元,仍有21家公司與其簽訂了所謂無(wú)約束協(xié)議書。
Lockheed公司為銥系統(tǒng)進(jìn)行衛(wèi)星設(shè)計(jì);火箭發(fā)射可由三家執(zhí)行:美國(guó)McDonell
Douglas公司用Delta-2C火箭、1箭5星,中國(guó)長(zhǎng)城工業(yè)總公司CGWIC用LM-2C火箭、1箭2星,俄
羅斯Khrunichev
Enterprise公司用Proton火箭、1箭7星,LM-2C及Proton火箭的價(jià)格有吸引力;GE公司進(jìn)行地
球站設(shè)計(jì);Motorola公司進(jìn)行電子學(xué)設(shè)計(jì)。直接經(jīng)營(yíng)銥系統(tǒng)的機(jī)構(gòu)為Iridium
Inc.,屬M(fèi)otorola衛(wèi)星通信公司的子公司。


3 LEO-
Globalstar系統(tǒng)


——Globalstar(全球
星)系統(tǒng)于1991年6月3日由美國(guó)Loral
Aerospace公司及Qualcomm公司合資組成的Loral Qualcomm衛(wèi)星業(yè)務(wù)公司(LQSS)向美國(guó)FCC
提交了該系統(tǒng)的發(fā)展計(jì)劃,為全球用戶提供電話、數(shù)據(jù)、尋呼、定位等綜合業(yè)務(wù),同樣于1995年1
月31日獲得了FCC的衛(wèi)星發(fā)射和操作運(yùn)營(yíng)許可證。它由48顆衛(wèi)星構(gòu)成,離地面高度為1414km,等分
為8個(gè)軌道平面。該全球星系統(tǒng)屬非迂回旁路型,不單獨(dú)組網(wǎng),其作用只是保證全球范圍內(nèi)任一移
動(dòng)用戶隨時(shí)通過(guò)該系統(tǒng)連接到地面網(wǎng),與地面網(wǎng)聯(lián)合組網(wǎng),其連接接口設(shè)在關(guān)口站內(nèi)。


——其基本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)由
衛(wèi)星星座、關(guān)口地球站、網(wǎng)控關(guān)口站(NCG)、網(wǎng)控中心(NCC)及用戶終端等組成。用戶終端至
衛(wèi)星的上行線使用L頻段中的1.610GHz~1.6265GHz頻帶,下行線使用S頻段中2.4835GHz~
2.5GHz頻帶,衛(wèi)星至關(guān)口站的下行線使用C頻段的5.199GHz~5.216GHz頻帶,上行線使用C頻段的
6.700GHz~7.075GHz頻帶,系統(tǒng)連接最小仰角為10°左右,該系統(tǒng)不提供星間鏈咱。每一衛(wèi)星可
建立2800條雙工電路,用兩顆衛(wèi)星即可覆蓋美國(guó)大陸,提供近5000條電路容量,衛(wèi)星按圓軌道運(yùn)
行,傾角52°,平均衛(wèi)星連接時(shí)間為10min~12min。關(guān)口站包括天饋線、射頻設(shè)備、調(diào)制解調(diào)器
及數(shù)據(jù)庫(kù)等,它可與NCC互連,也可與PSTN互連。任一用戶終端可通過(guò)相應(yīng)衛(wèi)星與其最靠近的關(guān)口
站互連,并接入地面網(wǎng)絡(luò)。關(guān)口站按分組網(wǎng)接口與NCC相連,NCC與所有數(shù)據(jù)庫(kù)以及一個(gè)或幾個(gè)NCG
通信,NCG與NCC完成數(shù)據(jù)庫(kù)管理、系統(tǒng)軟件裝載、計(jì)費(fèi)與呼叫路由選擇等功能。


——其衛(wèi)星設(shè)計(jì)亦用三
軸穩(wěn)定,壽命7.5年左右,天線設(shè)計(jì)利用6波束相控陣天線,為簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)及降低成本,如上所述,
較多依賴地面網(wǎng)絡(luò)連接,不設(shè)星上處理及星間鏈路,從而衛(wèi)星干質(zhì)量亦很小,為319kg。


——在多址連接方面,
Globalstar系統(tǒng)用戶終端至衛(wèi)星和衛(wèi)星至關(guān)口站的鏈路均取用Qualcomm公司的CDMA技術(shù),以充分
發(fā)揮CDMA制式的優(yōu)越性。可使每一波束內(nèi)重復(fù)使用全部頻帶,對(duì)全球48顆星,可有6×48-288次頻
率復(fù)用。在整個(gè)16.5MHz頻帶內(nèi)借助CDMA可按4.8kbit/s數(shù)據(jù)速率及BER=10-3支持
2808條雙工數(shù)字話凌晨電路。其CDMA設(shè)計(jì)模式與Gualcomm公司在現(xiàn)有地面蜂窩系統(tǒng)中所用模式相
同。


——在手持機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
方面,亦利用QPSK調(diào)制方式及卷積碼FEC技術(shù),對(duì)用戶至衛(wèi)星其FEC取用R=1/3及K=9的卷積碼,
而對(duì)用戶接收方面則用R=1/2及K=9的卷積碼,對(duì)語(yǔ)音的門限比特誤碼率為10-3,語(yǔ)
音傳輸最高速率達(dá)9.6kbit/s。手持機(jī)有單模、雙模兩種結(jié)構(gòu),擬由韓國(guó)金星公司制造,重量約
0.35kg左右。


——除由上述Loral
Gualcomm公司外,尚有美國(guó)Air
Touch Comm公司、法國(guó)Aerospatiale公司、Alcatel Espace公司、韓國(guó)Dacom及Hyndai公司
和意大利Alania
Spazio公司等合作支持。Globalstar系統(tǒng)擬分兩步執(zhí)行,第一步發(fā)24顆星,主要對(duì)美國(guó)服務(wù),
第二步48顆衛(wèi)星覆蓋全球。此外,應(yīng)該指出,該系統(tǒng)的流量擁塞控制及其正尾部電路在內(nèi)的端對(duì)端
用戶通話費(fèi)用將依賴于相應(yīng)地面網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。


4 MEO-
Odyssey系統(tǒng)


——Odyssey系統(tǒng)是由美
國(guó)TRW
Inc.公司的OTI公司及加拿大Teleglobe公司聯(lián)合開發(fā)的MEO系統(tǒng),于1991年5月28日向美國(guó)FCC
提出了使用計(jì)可證申請(qǐng);同樣于1995年1月31日獲得了FCC的衛(wèi)星發(fā)射操作運(yùn)營(yíng)許可證。它由12顆
星組成,分布于3個(gè)軌道平面上,每一軌道平面上有4顆星,軌道高度為10354km,屬M(fèi)EO系統(tǒng),所
需星數(shù)較少。


——其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)思
想為移動(dòng)用戶終端與PSTN間提供鏈路,對(duì)國(guó)際電話連接需借助地面長(zhǎng)途網(wǎng)。用戶終端上行線使用L
頻段的1.610GHz~1.6265GHz頻帶,下行線使用S.GHz~2.5GHz,與Golbalstar系統(tǒng)相同。衛(wèi)星
與關(guān)口站間使用Ka頻段,上行29.5GHz~30.0GHz,下行19.7GHz~20.2GHz。系統(tǒng)連接最小仰角
由于中軌道運(yùn)行可較高,達(dá)22°,衛(wèi)星在圓軌道上運(yùn)行,傾角為55°,每一顆衛(wèi)星可提供2300條
雙工電路。


——其衛(wèi)星設(shè)計(jì)也用三
軸穩(wěn)定方式,壽命較長(zhǎng),15年左右,質(zhì)量則相對(duì)較大,達(dá)1226kg。雖然該系統(tǒng)無(wú)星上處理及星間
鏈路,但由于處在較高軌道位置,為防止衛(wèi)星受較強(qiáng)輻射影響需較好屏蔽,同時(shí)需有較大天線以維
持較高通路增益及需有較大的太陽(yáng)能電池板,從而使衛(wèi)星體積質(zhì)量相應(yīng)增加,其天線設(shè)計(jì)利用固定
安裝多點(diǎn)波束覆蓋結(jié)構(gòu),上行37個(gè)點(diǎn)波束,下行32個(gè)波束,并可再定位、適當(dāng)調(diào)整覆蓋域。


——在多址連接方面,
該系統(tǒng)利用CDMA及FDMA組合,整個(gè)16.5MHz用戶頻帶侵害為3個(gè)4.83MHz帶寬信道,每一信道利用
CDMA支持多用戶連接,3個(gè)信道頻帶彼此正交,以便提高頻帶利用率及使干擾最小,每一CDMA信道
被分配以16個(gè)天線波束中的一個(gè),以形成2300路雙工話音電路,傳輸速率為4.8kbit/s,門限比
特誤碼率為1×10-3。16個(gè)波束圖樣設(shè)計(jì)成兩個(gè)相鄰點(diǎn)波束(或信道)不占據(jù)相同的
頻帶。若按每100個(gè)用戶至少提供一條話路計(jì)算,Odyssey系統(tǒng)可容納230萬(wàn)個(gè)用戶;若按每顆星還
可把波束數(shù)增加至37計(jì)算,則可容納約1840萬(wàn)用戶。


——在手持機(jī)設(shè)計(jì)方
面,該系統(tǒng)同樣利用QPSK調(diào)制,然而對(duì)其卷積碼FEC、Viterbi譯碼技術(shù)則取R=1/3及K=7,以確
保其門限比特誤碼率為上述所說(shuō)1×10-3,手機(jī)結(jié)構(gòu)與質(zhì)量和地面蜂窩系統(tǒng)相類似。


——Odyssey系統(tǒng)預(yù)計(jì)投
資18億美元,其預(yù)計(jì)可實(shí)現(xiàn)性較強(qiáng),然初期籌資情況較差。該系統(tǒng)可提供語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、定位及消息
傳送等綜合業(yè)務(wù),每分鐘通話費(fèi)估計(jì)為0.65美元,外加尾部連接本地、長(zhǎng)途業(yè)務(wù)費(fèi)用0.1美元左
右,每月使用費(fèi)估計(jì)為24美元左右。手持機(jī)價(jià)格便宜,少于500美元。


5 ICO-
INMARSAT-P系統(tǒng)


——INMARSAT-P
(Project)-21系統(tǒng)的目的是在現(xiàn)有INMARSAT系統(tǒng)基礎(chǔ)上,針對(duì)21世紀(jì)需要,使一系列個(gè)人通信
業(yè)務(wù)投入使用。重點(diǎn)是要引入體積小、重量輕、便于隨身攜帶、價(jià)格低廉的衛(wèi)星通信用戶終端及低
資費(fèi)業(yè)務(wù)。通過(guò)對(duì)提供此P-21系統(tǒng)業(yè)務(wù)的GEO、MEO及LEO三種方式進(jìn)行的全面研究比較,在1993
年7月斯德哥爾摩舉行的INMARSAT第46次理事會(huì)上,專家認(rèn)為L(zhǎng)EO方案復(fù)雜,且成本高,從而否定
了這一方案,進(jìn)而由專家組再繼續(xù)集中研究GEO及MEO方案。直至1995年5月INMARSAT理事會(huì)上才
作出INMARSAT-P-21系統(tǒng)采用MEO結(jié)構(gòu)的決定,并定名ICO系統(tǒng),組成INMARSAT獨(dú)立子公司ICO全
球通信公司經(jīng)營(yíng)此系統(tǒng)。


——INMARSAT-P系統(tǒng)由
12個(gè)衛(wèi)星分布于2個(gè)圓軌道上運(yùn)行,每一軌道平面5顆工作星及1顆備用星,對(duì)赤道平面傾角為
45°,衛(wèi)星離地高度為10350km,衛(wèi)星發(fā)射質(zhì)量約2300kg,有效載荷質(zhì)量為450kg。每顆衛(wèi)星移動(dòng)
用戶頻段上行為1.980GHz~2.010GHz,下行為2.170GHz~2.200GHz。有121個(gè)波束覆蓋地面,每
7個(gè)波束頻率再利用一次。10°仰角條件下可視覆蓋范圍為40°,每顆衛(wèi)星可提供4500條雙向電
路,整個(gè)覆蓋區(qū)遍及全球南、北緯75°范圍內(nèi),采用TDMA/FDMA制式,有星上處理能力,每TDMA
幀可提供6個(gè)信道,饋線鏈咱選擇擬取Ka30/20GHz或C7/5GHz頻段。其用戶費(fèi)用根據(jù)不同終端形
式收取,估計(jì)初裝費(fèi)為25~100美元,月租費(fèi)為10~40美元,每分鐘通話費(fèi)約1~4美元。


6 MHEO-
Ellipso系統(tǒng)


——從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與軌道
星座設(shè)計(jì)思想看,它充分考慮了地球上人口密度隨緯度分布狀況而設(shè)計(jì)星座覆蓋,并采用降低軌道
高度的HEO設(shè)計(jì)概念,同時(shí)運(yùn)用較低高度的MEO赤道軌道設(shè)計(jì),從而可稱之為MHEO系統(tǒng),仍可視為
MEO范疇。該系統(tǒng)由MCHI系統(tǒng),仍可視為MEO范疇。該系統(tǒng)由MCHI公司經(jīng)營(yíng),并分階段布局,以控
制其投資費(fèi)用。為實(shí)施此衛(wèi)星系統(tǒng),MCHI已聯(lián)合美國(guó)Fairchild、Westinghouse、Harris、
IBM、Interdigital及以色列飛機(jī)公司(Isreal
Aircsaft Industries)一道參與其裝備實(shí)施。上、下行采用L/S頻段,CDMA制式工作,衛(wèi)星
平均壽命5年,質(zhì)量約500kg。


——鑒于地球上南緯
40°以南地區(qū)人口分布過(guò)錯(cuò)比北緯40°以北要少,為使衛(wèi)星設(shè)計(jì)成主要集中覆蓋此南緯40°以北
人口密集地區(qū),并使衛(wèi)星數(shù)最少,顯然用HEO比圓婁道方式更為合適。由此該系統(tǒng)布置兩組相互補(bǔ)
充和協(xié)調(diào)覆蓋范圍的衛(wèi)星星座,其橢圓軌道方式集中覆蓋北部地區(qū)的HEO星座稱為Borealis,而圍
繞赤道的MEO星座稱為Concordiao
Borealis星座取116.6°及64.3°兩個(gè)傾角,近地點(diǎn)520km,遠(yuǎn)地點(diǎn)7800km,軌道周期3小時(shí),
最高點(diǎn)在軌道最北端,從而服務(wù)于北緯地區(qū)。與圓軌道相比,此HEO方式無(wú)論覆蓋同樣區(qū)域的衛(wèi)星
數(shù)及發(fā)射能量均比圓軌道要少。當(dāng)衛(wèi)星移至赤道以南時(shí),電池充電,衛(wèi)星不工作。此衛(wèi)星軌道如第
二講中所述,采用太陽(yáng)同步軌道方式設(shè)計(jì),與太陽(yáng)相對(duì)方位保持不變,亦有利供電。衛(wèi)星以19個(gè)波
束覆蓋地球提供移動(dòng)業(yè)務(wù),每一波束覆蓋地球相等的面積。


7 結(jié)束語(yǔ)


——通過(guò)對(duì)上述一些典
型MEO/LEO系統(tǒng)的介紹,可了解目前很熱門的窄帶衛(wèi)星移動(dòng)通信的基本設(shè)計(jì)特征及其主要系統(tǒng)性
能參數(shù)。從系統(tǒng)容量、用戶對(duì)象與市場(chǎng)潛力來(lái)看,誰(shuí)是最后幾個(gè)幸存者,人們依然拭目以待。這些
大LEO系統(tǒng)與小LEO系統(tǒng)最大的不同之處在于已將傳送信息媒體擴(kuò)充至語(yǔ)音,但目前依然未涉及視
頻業(yè)務(wù)。隨著視頻數(shù)字壓縮超低比特速率(≤64kbit/s)的MPEG-4及H.262/H.263標(biāo)準(zhǔn)與相應(yīng)
商用技術(shù)問(wèn)世,面向21世紀(jì)的此類窄帶全球衛(wèi)星個(gè)人通信系統(tǒng)可望發(fā)行而攜帶一定質(zhì)量的多媒體信
息實(shí)時(shí)傳輸。然而,應(yīng)該指出,以MPEG-4的可能實(shí)用化為例,這必須根據(jù)圖像環(huán)境與那位綜合運(yùn)
用大量高級(jí)信號(hào)處理技術(shù),諸如針對(duì)像素顏色的常規(guī)PCM,針對(duì)統(tǒng)計(jì)獨(dú)立圖像的預(yù)測(cè)/變換編碼,
針對(duì)平移塊的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償型DPCM/DCT,針對(duì)動(dòng)體結(jié)構(gòu)的分形與輪廊/紋理編碼,針對(duì)未知?jiǎng)芋w的形
狀、顏色的分析/合成編碼,以及針對(duì)已知?jiǎng)芋w情況的知識(shí)基編碼和針對(duì)面部表情動(dòng)作的語(yǔ)義編
碼,等等。可見(jiàn)其構(gòu)成與實(shí)施相當(dāng)復(fù)雜!而高質(zhì)量視像傳輸,包括HDTV傳輸,依然要依靠寬帶傳
輸才行,MEO/LEO衛(wèi)星系統(tǒng)亦不例外,這些情況將在下一講中討論。

   
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