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发信人: Iamhere (灯火阑珊), 信区: Communication
标 题: 卫星移动通信发展现状1 arclight
发信站: 哈工大紫丁香 (2001年06月15日22:45:00 星期五), 站内信件
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301。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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