同步衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡內(nèi)部通信(1

同步衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡內(nèi)部通信(1)——稅世鵬

摘要    本文論述了采用FDMA/TDMA體制的區(qū)域衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)的基本特點、組成以及
網(wǎng)絡內(nèi)部通信。文中對網(wǎng)絡內(nèi)部通信劃定了界線，明確了它的主要任務，并對內(nèi)部通信
鏈路和同步過程作了詳細的描述。
關鍵詞    同步軌道衛(wèi)星    移動通信    網(wǎng)絡內(nèi)部通信

    進入90年代以來，衛(wèi)星移動通信發(fā)展異常迅速，一些國家和財團投入巨資發(fā)展衛(wèi)星
移動通信，出現(xiàn)了世界范圍的衛(wèi)星移動通信熱。這期間，有兩類衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)處在
發(fā)展中。一類是全球衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)，其中最具代表性的有美國摩托羅拉公司的銥系
統(tǒng)（該系統(tǒng)已于1998年11月投入商業(yè)運營）、美國勞拉公司的全球星系統(tǒng)和國際海事衛(wèi)
星組織的ICO系統(tǒng)。另一類是區(qū)域衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)，亞太地區(qū)的Aces和APMT系統(tǒng)、中東
和東亞地區(qū)的Thuraya系統(tǒng)是其典型代表。前者的通信覆蓋范圍是地球上的全部陸地和海
洋（全球星系統(tǒng)不覆蓋地球兩極地區(qū)），衛(wèi)星軌道采用低軌道或中高軌道。后者的通信
覆蓋范圍是地球上某個區(qū)域的陸地和海洋（比如 Aces和APMT覆蓋的亞太地區(qū)），它們的
衛(wèi)星軌道采用地球同步軌道。區(qū)域同步軌道衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)具有投資少、組網(wǎng)相對容
易和系統(tǒng)的擁有者能夠自主控制系統(tǒng)等特點，一些國家看好這類系統(tǒng)，相繼投資建設。
    本文將重點論述采用FDMA/TDMA通信體制的區(qū)域衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡內(nèi)部通信。
1    系統(tǒng)概貌和基本組成
    衛(wèi)星移動通信是在特定環(huán)境下的通信，特定環(huán)境有兩方面的含義，一是通信終端的
持有者（通信的個人）或通信終端的載體（車、船、飛機等）常常處在移動狀態(tài)下，二
是通信終端與地面公網(wǎng)（ PSTN／ PLMN／ PSDN）通信終端之間、通信終端與通信終端
之間的通信都經(jīng)由衛(wèi)星轉發(fā)。這樣的特定環(huán)境決定了衛(wèi)星移動通信較之衛(wèi)星固定通信，
在系統(tǒng)組成、運行方式、管理模式和系統(tǒng)內(nèi)部通信等方面有許多不同之處。
    同步軌道衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)是由1～2顆定點于同步軌道上的衛(wèi)星、一個地面網(wǎng)絡控
制中心（NCC）、一個衛(wèi)星測控中心（SCC）、若干個地面信關站（GS）以及用戶通信終
端（UT）構成的立體通信網(wǎng)絡。我們將衛(wèi)星、NCC、SCC、單個GS稱為衛(wèi)星網(wǎng)的節(jié)點。
    同步軌道衛(wèi)星移動通信網(wǎng)以話音通信為主要業(yè)務，同時也提供數(shù)據(jù)、傳真、定位等
業(yè)務。系統(tǒng)的基本組成如圖1所示。
    用戶終端與衛(wèi)星之間的通信鏈路采用L頻段或S頻段，信關站、NCC、SCC與衛(wèi)星之間
的饋電鏈路采用Ku頻段。通信體制為FDMA／TDMA或CDMA。
    同步軌道衛(wèi)星移動通信網(wǎng)的衛(wèi)星采用高功率平臺和大口徑天線。衛(wèi)星功率7kw～8kw，
有的接近10kw，天線口徑10m左右。為了有效利用衛(wèi)星功率和頻率資源，采用高增益的
點波束，其頻率按一定規(guī)則多路復用。點波束的地面覆蓋半徑為數(shù)百公里，其位置可以
由地面控制中心控制，實行在軌調(diào)整。衛(wèi)星有效載荷執(zhí)行波束成形、頻率變換、Ku－L（S）
前向轉發(fā)、L（S）－Ku反向轉發(fā)、L（S）－L（S）轉發(fā)和Ku－Ku轉發(fā)，從而實現(xiàn)移動用
戶與地面公網(wǎng)用戶之間通信、移動用戶與移動用戶之間通信，以及系統(tǒng)內(nèi)部控制信息傳
輸?shù)男巧下酚山永m(xù)。
    用戶終端是處于衛(wèi)星波束覆蓋區(qū)內(nèi)可移動的或正處于移動狀態(tài)的千萬個通信終端，
可以是手持機（大哥大），也可以是車載終端、船載終端或機（飛機）載終端。用戶終
端是通信的主體，是通信信息（話音、數(shù)據(jù)）的發(fā)送者或接收者。衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)的
用戶終端一般設計為在衛(wèi)星網(wǎng)和地面蜂窩網(wǎng)中都可以使用的雙模式。即當用戶終端處于
地面蜂窩網(wǎng)中，可用地面蜂窩網(wǎng)通信；當處于蜂窩網(wǎng)覆蓋不到的地區(qū)，則使用衛(wèi)星網(wǎng)通
信。
    信關站是衛(wèi)星移動通信網(wǎng)與地面公網(wǎng)之間的接口單元，是二者之間的進出口通道。
用戶終端與地面公網(wǎng)用戶通信的空間段和地面段路由均經(jīng)信關站接續(xù)。每個信關站按地
域分片管理一部分覆蓋區(qū)，稱之為服務區(qū)，每個服務區(qū)涵蓋若干個點波束。
    地面控制中心集中管理衛(wèi)星網(wǎng)的資源（頻譜／頻率、功率、點波束等）和以衛(wèi)星有
效載荷、信關站為管理對象的網(wǎng)絡日常業(yè)務，是整個衛(wèi)星網(wǎng)的中樞。
    衛(wèi)星測控中心與其它同步定點衛(wèi)星測控中心的功能類似，負責對衛(wèi)星跟蹤、遙測和
控制。
    本文所指的網(wǎng)絡內(nèi)部通信是除了用戶終端之外，發(fā)生在衛(wèi)星網(wǎng)節(jié)點之間的信息（數(shù)
據(jù)）傳送，包括網(wǎng)絡控制中心、衛(wèi)星測控中心、信關站與衛(wèi)星之間、網(wǎng)絡控制中心與信
關站之間、信關站與信關站之間的信息（數(shù)據(jù)）傳送。對任何通信系統(tǒng)而言，無論是地
面通信網(wǎng)，還是衛(wèi)星通信網(wǎng)，無論是固定通信網(wǎng)，還是移動通信網(wǎng)，評價其優(yōu)劣的最終
標準是能否向用戶（通信終端）及時提供高質量的通信服務，完善的網(wǎng)絡內(nèi)部通信則是
達到這項標準的重要保證。