发信人: arclight (无是无非), 信区: CRC
标  题: 卫星移动通信发展现状1
发信站: 紫 丁 香 (Mon Jun 21 19:52:41 1999), 转信



  摘要 本文对卫星移动通信系统的发展概况,目前存在的主要
问题,及各系统的现状进行了介
绍。
  一、概况
  今年内将有两个卫星系统投入运营,使得地球上任何地方可实
现移动电话通信。三年或更长一些时间,将有四个至五个这类系统
投入商业运营,虽然其中某些系统并不覆盖全球。这些系统改变了
商务人员、旅游者和所有移动中的人们的处境,使他们随时随地保
持与亲友、公司、客户等的联系。而那些居住在人烟稀少的边远地
区的人们,也能享用这种现代化的通信服务。
  这些系统有的是全球性的,有的则是覆盖一个很广的范围。所
有这类系统的特征是,巨大的投资(数10亿美元)以及其跨国性质。
涉及到国际间的关系,包括卫星制造商,蜂窝服务供应商,电子设
备制造商以及通信建设管理部门等。另外,卫星系统还提供除电话
以外的其它通信业务。
  这几年蜂窝电话发展很快。1988年,全球用户400万户,1995
年达到1亿2千3百万户。估计到2001年将翻三倍。然而,卫星系统
运营商估计,在世纪之交,还有40-60%的世界人口居住在蜂窝地
面基站没有覆盖到的地方。
  与此同时,对传统通信服务的需求则持续增长,特别是在发展
中国家。电话线密度(每百人占有的电话线数)发达国家与发展中国
家之比约为301。估计全球约有30亿人口家中尚未装有电话。这
给卫星电话系统提供了很大的市场。
  到目前为止,共有约180颗商用同步卫星(GEO)绕地球转。在
赤道上空35800公里处,它们提供了包括TV广播、转播、网络中
继、海事以及地面移动通信以至于长途电话干线等各类业务。
  一颗GEO星可以覆盖地球的1/3面积。三颗等距分布的星就可
以覆盖全球。当然南北极除外。然而这类卫星未能发射足够强大的
功率,因而无法实现与地面上小型手持机的运行通信。
 低轨道卫星(LEO)距离地面近,单颗卫星射束覆盖的地面范围
小,因而需要更多数量的卫星来实现全球覆盖。但是,LEO单颗星
的个头小,重量轻,价格便宜,另外,它还减少了由于GEO卫星长
距离传输导致的信号长时延产生的不愉快感觉。
  低轨道卫星(LEO)典型的高度为500-1500公里,中轨道卫星
(MEO)为5000-12000公里。
  对于轨道高低不同的卫星系统其设计目标是采用多联卫星实现
全球覆盖,实现全球任何地方,使用手持移动终端进行通信。根据
专家预测,目前已在计划或实施中的中低轨道移动卫星系统将只能
满足全球市场的一半。
  以铱星为例,LLC铱星公司预计,到2002年移动用户将达到4
千2百万,其中10%,即4百20万为卫星业务,1千5百50万为卫星与
地面蜂窝兼有的,2千2百30万则为城市之间的蜂窝用户。另一家公
司GlobalstarLP期望到2002年能获得3百万客户,到2006年则能获得3千万客户中的9百至1千万。
  全球卫星移动系统的投资是相当惊人的,一般在25亿到50亿美
元之间。区域性系统接近10亿美元左右。移动电话通话费视不同国
家而定。这取决于市场需求和价格政策战略。当然也取决于本地电
话公司。政府政策也会影响话费的高低。在不同国家,启动卫星服
务前,运营公司还必须取得当地有关部门的批准。这包括海关弃权
声明,专用频率批准书,运营执照以及与本地电话网的接入批准。
要克服这些局部壁垒都需要运营公司付出巨大的努力。
  表一中所列参与开发建设各系统的公司,其所属国家就像联合国会员国的名单。直接参与者不仅来自北美、欧洲,也来自中东、
非洲、远东、南美、印度、中国和俄罗斯。全球系统以美国和英国
为基地。区域性系统,服务于东南亚、中亚、中东、印度和东欧地
区的,则各处崛起。(表一)
 全球系统所须的卫星数量视卫星高度而定。高度最低的系统是
66颗外加6颗备份的铱星系统(LEO)。MEO系统须要10颗星,外加两
颗备份(ICO系统)。大气牵引和范阿伦(Van Allen)辐射带产生的
辐射限制了LEO卫星的轨道寿命。典型值为5-8年。这就是说,LEO
卫星要比MEO卫星需要更经常的更换,而后者的寿命约为12年。当
然,小卫星低轨道的发射费用要比大卫星高轨道的MEO星来得低。
为区域服务的更重要的GEO星一般说来建造和发射费用最高,但其
设计寿命则更长,约12-15年。
  大多数用户使用的将是一种双模式手持机,发射功率小于1/2
瓦,采用全向天线。整个手持机看起来同蜂窝手机差不多。当有地
面蜂窝服务器时,用户通过地面服务器呼叫或接听电话,而当不存
在地面服务器时,则通过卫星进行通信。
  世界上存在各种蜂窝电话标准,因此,卫星移动必须能适合一
种以上的系统模式。这里包括日益普及的由欧洲开发的数字式系统
(GSM)以及北美先进的移动电话模拟系统(AMPS)。手机制造商正在
寻求一种巧妙的插卡。卫星用户只要将这种卡插入手机即可与当地
标准适配。例如,ICO全球通信公司(以伦敦为基地的MEO系统开发
商)和铱星系统(第一个LEO系统)都将装备外部数据端口和内部缓
冲存储器。这将支持数据通信、寻呼、传真以及插卡。以目前为
止,尚未有一种卫星系统的手机可以适用于另一种卫星系统。
  二、关于时延
  信号传输时延是一个尖锐的、有时则是有争议的问题。在讨论
全球卫星蜂窝系统时,设计人员基于两种原因拒绝了GEO轨道。一
个就是同步轨道上信号传输的长时延。设计人员认为用户将不能接
受这种长时延。另一个原因是,在这一轨道上难以获得高的接续余
量。所谓接续余量是指实际功率和接收机所要求的门限功率之差。
人们愈深入地研究这一问题时,则愈加确信,采用低轨道卫星是最
好的解决办法。
  GEO链路的全程传输时延约250毫秒。相比之下铱星系统则短
达10毫秒。当然还有其它时延也起作用。铱星系统一次典型的呼叫
可能产生的时延约160毫秒。这里包含了语音压缩,处理和传输时
间的总和。在铱星系统里,对在地球两端通话的用户来说,还可能
附加另一项100毫秒的时延。
  GEO卫星所承担的时延为260毫秒。但是由于它的覆盖面大,
用户间可以直接链联。对于话音通信来说,总时延控制在最大400毫秒以内,
一般认为是可以接受的。当然,MEO系统的传输时延比
GEO短,往返的传输时间小于100毫秒。
  区域电话营运商并不看重GEO系统的信号时延。他们认为,用
户愿意承受某些可以容忍的时延。主要市场调查表明,人们并不十
分关注时延问题。

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※ 来源:.紫 丁 香 bbs.hit.edu.cn.[FROM: sys03.hit.edu.cn]
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