第6章移动卫星通信系统(PPT-188).ppt

第6章 移动卫星通信系统 zy29209@163.com 6.1 移动卫星系统的分类及特点 6.2 移动卫星通信的电波传播 6.3 静止轨道(GEO)移动卫星通信系统 6.4 低轨道(LEO)移动卫星通信系统 6.5 中轨道(MEO)移动卫星通信系统 6.1 移动卫星通信系统的分类及特点 第一代移动卫星通信系统：模拟信号技术 1976年，由3颗静止卫星构成的MARISAT系统成为第1个提供海事移动通信服务的卫星系统（舰载地球站40W发射功率，天线直径1.2米） 1982年，Inmarsat-A成为第1个海事移动卫星电话系统 第二代移动卫星通信系统：数字传输技术 1988年，Inmarsat-C成为第1个陆地移动卫星数据通信系统 1993年，Inmarsat-M和澳大利亚的Mobilesat成为第1个数字陆地移动卫星电话系统，支持公文包大小的终端 1996年，Inmarsat-3可支持便携式的膝上型电话终端 第三代移动卫星通信系统：手持终端 1998年，铱（Iridium）系统成为首个支持手持终端的全球低轨移动卫星通信系统 2003年以后，集成了卫星通信子系统的全球移动通信系统（UMTS/IMT-2000） 6.1.1 移动卫星通信系统的组成 空间段——卫星转发器 地面段 地面主站，也称网关站或信关站。负责公用电话交换网、蜂窝通信网和移动卫星通信网的转接 网络控制中心 卫星控制中心 用户段——移动终端，手持终端 6.1.2 移动卫星通信系统网络结构 ETSI建议的卫星个人通信网络结构——四种 结构（a）中，空间段采用透明转发器，系统依赖于地面网络来连接信关站，卫星没有建立星际链路的能力，移动用户间的呼叫传输延时至少等于非静止轨道卫星两跳的传输延时加上信关站间的地面网络传输延时。 全球星系统采用该结构方案为移动用户提供服务。 结构（b）同样没有采用星际链路，使用静止轨道卫星提供信关站之间的连接。静止卫星的使用减少了系统对地面网络的依赖，但会带来数据的长距离传输。该结构中，移动用户间的呼叫传输延时至少等于非静止轨道卫星两跳的传输延时加上静止轨道卫星一跳的传输延时。 结构（c）使用了星际链路来实现相同轨道结构的卫星进行互连。系统仍然需要信关站来完成一些网络功能，但对其的依赖性已经下降。移动用户间的呼叫传输延时是变化的，依赖于在卫星和星际链路构成的空中骨干网络路由选择。 铱系统采用该结构方案为移动用户提供服务。 结构（d）中使用了双层卫星网络构建的混合星座结构。非静止轨道卫星使用星际链路进行互连，使用轨间链路（IOL：Inter-Orbit Links）与静止轨道数据中继卫星互连。移动用户间的呼叫传输延时等于两个非静止轨道卫星半跳的延时加上非静止轨道卫星到静止轨道卫星的一跳的延时。在该结构中，为保证非静止轨道卫星的全球性互连，需要至少3颗静止轨道中继卫星。 6.1.3 移动卫星通信系统的分类 按用途分 海事移动卫星系统(MMSS) 航空移动卫星系统(AMSS) 陆地移动卫星系统(LMSS) 海事移动卫星系统系统(MMSS) MMSS旨在帮助海上救援工作，提高船舶使用效率和管理水平，改善海上通信业务和提高无线定位能力。 其在海事上的应用包括：直拨电话、传真、电子邮件和数据连接等。 航空移动卫星系统系统(AMSS) AMSS的主要用途是在飞机与地面之间为机组和乘客提供话音和数据通信。 其在航空上的应用包括：驾驶舱语音、数据、自动位置与状态报告和乘客直播电话等。 陆地移动卫星系统系统(LMSS) LMSS的主要用途是针对陆地上的移动用户而言，主要用户是陆地上行驶的车辆。此外，向目前地面蜂窝移动通信所不能覆盖的地区提供服务，特别对幅员辽阔、山区和沙漠占很大比例的国家，以其通信面积广等独特的优势得到国际上的高度重视。 其在陆地上的应用包括：微型卫星电话、传真、数据和传输上的双向通信，位置报告、电子邮件和车队管理等。 按卫星运行轨道来分 同步轨道(GEO) 高椭圆轨道(HEO) 中轨道(MEO) 低轨道(LEO) 同步轨道(GEO) 高度：约36000km 典型实例： Inmarsat (国际移动卫星通信系统) MSAT (北美移动卫星通信系统) Mobilesat (澳大利亚移动卫星通信系统) ACeS (亚洲蜂窝系统) 优点： 开发早，技术成熟 多普勒频移小 发展星上多点波束技术，可简化地面设备 适用于低纬度地区 仅用几颗卫星即可实现廉价的区域性移动卫星通信。 缺点： 高纬度地区通信效果差，不能实现全球覆盖，仅能构成区域覆盖的移动卫星通信系统。 地面设备大，成本高，机动性差，手持终端不易实现。 需用星上处理技术和大功率发射管及大口径天线 传播时延大，降低时延需要星上交换技术。 高椭圆轨道(HEO) 高度：约40000km(远地点) 周期