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卫星移动通信简介_卫星移动通信个人资料_卫星移动通信微博

2016-11-29 00:23:40 科学百科 阅读 2 次

简介 /卫星移动通信 编辑

利用地球静止轨道卫星或中、低轨道卫星作为中继站,实现区域乃至全球范围的移动通信称为卫星移动通信。它一般包括三部分:通信卫星,由一颗或多颗卫星组成;地面站,包括系统控制中心和若干个信关站(即把公共电话交换网和移动用户连接起来的中转站);移动用户通信终端,包括车载、舰载、机载终端和手持机。用户可以在卫星波束的覆盖范围内自由移动,卫星传递信号,保持与地面通信系统和专用系统用户或其他移动用户的通信。与其他通信方式相比,卫星移动通信具有覆盖区域大、通信距离远、通信机动灵活、线路稳定可靠等优点。卫星移动通信系统的应用范围相当广泛,既可提供话音、电报、数既适用于民用通信,也适用于军事通信;既适用于国内通信,也可用于国际通信。卫星移动通信已经成为通信业务的一个重要发展方向。1990年6月,美国摩托罗拉公司率先推出实现全球个人移动通信的“铱”系统计划,准备用66颗低轨道卫星网,实现地球上的任何两个移动用户之间的通信。此后,国外又先后推出10余种全球或区域性卫星移动通信方案,如美国的“全球星”系统、“奥德赛”系统,国际海事卫星 组织的“21世纪计划”等。卫星移动通信是军事通信的重要组成部分,例如美军的地面机动卫星通信系统,可实 现战区集团军到机动旅各级司令部之间的指挥控制和多路传输,是美军一种主要的战术通信系统。

特点 /卫星移动通信 编辑

卫星移动通信
移动卫星通信移动通信卫星的最大特点就是可以为移动用户之间提供通信服务,具有覆盖区域更广、不受地理障碍约束和用户运动限制等优势,从移动通信卫星的轨道看,目前移动通信卫星的轨道主要有三种:

第一种是和一般通信卫星一样为地球静止轨道。其典型代表是国际移动卫星3号,1998年我国抗洪时曾使用该星进行通信。

第二种是低轨道移动通信卫星系统。它是在80年代后期才提出的设想,现已成为移动通信卫星发展的热点。这是因为它的轨道低,一般在500~1500千米左右的高度上。信号衰减损耗小,能获得最有效的频率复用,著名的“依星”和“全球星”都是属于这种系统。

第三种是中轨道的移动通信卫星系统。其轨道高度介于低轨道和地球静止轨道之间。ICO卫星是一个典型,其轨道高度为1万千米。

移动通信卫星一般要达到全球覆盖,只需要3颗卫星就行了,不过南北两极地区是覆盖不到的盲区。中轨道的移动通信卫星星座只需要12颗。低轨道的移动通信卫星星座则需要数十颗甚至数百颗,比如,“依星”星座是由66颗卫星组成的。

概念 /卫星移动通信 编辑

移动通信是移动体之间的通信,或移动体与固定体之间的通信。移动体可以是人,也可以是汽车、火车、轮船、收音机等在移动状态中的物体。移动通信系统由两部分组成:

1、空间系统;卫星移动通信

2、地面系统:

①卫星移动无线电台和天线;

②关口站、基站。

移动通信系统从20世纪80年代诞生以来,到2020年将大体经过5代的发展历程,而且到2010年,将从第3代过渡到第4代。到4G,除蜂窝电话系统外,宽带无线接入系统、毫米波LAN、智能传输系统和同温层平台系统将投入使用。未来几代移动通信系统最明显的趋势是要求高数据速率、高机动性和无缝隙漫游。实现这些要求在技术上将面临更大的挑战。此外,系统性能(如蜂窝规模和传输速率)在很大程度上将取决于频率的高低。考虑到这些技术问题,有的系统将侧重提供高数据速率,有的系统将侧重增强机动性或扩大覆盖范围。

从用户角度看,可以使用的接入技术包括:蜂窝移动无线系统,如3G;无绳系统,如DECT;近距离通信系统,如蓝牙和DECT数据系统;无线局域网(WLAN)系统;固定无线接入或无线本地环系统;卫星系统;广播系统,如DAB和DVB-T;ADSL和Cable Modem。

移动通信的种类繁多。按使用要求和工作场合不同可以分为:

1、集群移动通信,也称大区制移动通信。它的特点是只有一个基站,天线高度为几十米至百余米,覆盖半径为30公里,发射机功率可高达200瓦。用户数约为几十至几百,可以是车载台,也可是以手持台。它们可以与基站通信,也可通过基站与其它移动台及市话用户通信,基站与市站有线网连接。

2、蜂窝移动通信,也称小区制移动通信。它的特点是把整个大范围的服务区划分成许多小区,每个小区设置一个基站,负责本小区各个移动台的联络与控制,各个基站通过移动交换中心相互联系,并与市话局连接。利用超短波电波传播距离有限的特点,离开一定距离的小区可以重复使用频率,使频率资源可以充分利用。每个小区的用户在1000以上,全部覆盖区最终的容量可达100万用户。

3、卫星移动通信。利用卫星转发信号也可实现移动通信,对于车载移动通信可采用赤道固定卫星,而对手持终端,采用中低轨道的多颗星座卫星较为有利。

4、无绳电话。对于室内外慢速移动的手持终端的通信,则采用小功率、通信距离近的、轻便的无绳电话机。它们可以经过通信点与市话用户进行单向或双方向的通信。

使用模拟识别信号的移动通信,称为模拟移动通信。为了解决容量增加,提高通信质量和增加服务功能,目前大都使用数字识别信号,即数字移动通信。在制式上则有时分多址(TDMA)和码分多址(CDMA)两种。前者在全世界有欧洲的GSM系统(全球移动通信系统)、北美的双模制式标准IS一54和日本的JDC标准。对于码分多址,则有美国Qualcomnn公司研制的IS-95标准的系统。总的趋势是数字移动通信将取代模拟移动通信。而移动通信将向个人通信发展。进入21世纪则成为全球信息高速公路的重要组成部分。移动通信将有更为辉煌的未来。

GSM理论 /卫星移动通信 编辑

移动通信网在世纪之交正以前所未有的高速度发展。本文扼要探讨其现状与展望,简要介绍蜂窝移动通信网、卫星移动通信网和移动数据通信网的技术应用及其演进情况。 

引言  

当前全球移动通信正以前所未有的高速度发展,有关统计资料表明,1998年全球移动电话的用户总数将近3亿,预计到2000年可达5亿。我国移动电话用户1998年达2300万户,预计到2000年将达到4000万户。由此可见,无论国内外,移动通信都是一个十分巨大的市场,它也是世界各国的重要支柱产业。目前的移动通信产品是以第二代数字移动通信为其主体,它包括欧洲采用时分多址(TDMA)技术的全球移动通信系统,和北美采用码分多址技术的IS一95标准。

绍蜂窝移动通信网、卫星移动通信网和移动数据通信网在技术上和应用方面的演进情况。

蜂窝移动通信网 

1、GSM系统的演进 

采用智能网技术创造和开发新的服务功能,以满足用户新的需求,提高使用率。例如移动性和PABX的集成以满足企业办公室联网和办公室之间的虚拟专用网。同时增加容量和覆盖,以实现全面移动性。 

2、增强无线数据服务

短消息服务(SMS)和因特网的无线移动接入的需求增长,原来单一的话音服务已经不能满足用户的要求。采用智能消息处理和无线接入协议(WAP)可与各种传送方式和设备兼容。GSM的数据带宽原来限于9.6kbit/s。 

采用高速电路交换数据(HSCSD)技术实现57kbit/s的数据速率,而采用通用分组无线服务(GPRS)将实现超过100kbit/s的数据速率。GSM增强数据速率改进(EDGE)技术,更能实现在现有GSM网上的384 kbit/s的速率提供无线多媒体服务。采用这些技术后可应用于会议电视、电子邮件、远程接入局域网和无线图象、信用卡认证、远程测量等。对运营商可创造20%~30%的收入。 

3、增加网络容量

GSM网络目前能提供每平方公里200~300爱尔兰的容量。

为了支持本来业务量的增加,要求网络增加10倍的容量,达到每平方公里几千个爱尔兰。采用的技术有分层网络结构、智能跳频(IFH)技术、微蜂窝、双频运营(GSM900,GSM1800)等。

增强传输技术 /卫星移动通信 编辑

GSM网目前的数据传输只有9.6 kbit/s。增强其传输数据能力的第一步为采用HSCSD(高速电路交换数据)技术和GRPS(通用无线分组服务)技术来提高用户的比特率。

HSCSD采用TDMA技术,把每一物理信道分成几个时隙,并将每个时隙的传输速率提高到14.4 kbit/s,并可将200kHZ载波内的3个时隙合并在一起,形成一个高速数据传输信道。理论上一个信道的最大传输速率可达115.2kbit/s。GPRS是一项基于数据包的信包交换技术。它将每时隙的传输速率从9.6kbit/S提高到14.4kbit/s,然后将8个时隙合并在一起、最大可提供115.2kbit/s的传输速率。采用GPRS后,许多用户可共享同一信道,它尤其适用于Internet/Intranet移动服务。GSM增强传输数据能力的第二步为采用EDGE(增强数据速率改进)技术,它可将GSM网络的传输速率提高到 384 kbit/s,以处理多媒体业务。EDGE同样采用TDMA技术,其帧结构与GSM相同。每一载波带宽 200 kHZ。它通过提高每一GSM时隙的数据容量来实现增容,可从9.6kbit/s提高到48kbit/s,甚至70kbit/s。EDGE允许集中多达8个时隙,从而使速率提高到284 kbit/s。

移动通信系统 /卫星移动通信 编辑

卫星移动通信是指车辆、舰船、飞机及单兵在运动中利用卫星作为中继器进行的通信方式,是地面蜂窝移动通信的有效补充。卫星移动通信从轨道来看,一般可分为静止轨道、中轨道以及低轨道等3类。若按功能可分为区域性卫星移动通信和全球卫星移动通信两大类,全球卫星移动通信系统可实现区域性卫星移动通信功能。 

卫星移动通信
移动卫星系统发展情况卫星移动通信系统的主要特点包括:可实现移动平台的“动中通”;可提供多种业务,如话音、数据、定位和寻呼等,而且通信传输延时短,无需回音抵消器;可与地面蜂窝状移动通信系统及其它通信系统相结合,组成全球覆盖无缝通信网;对用户的要求反应速度快,适用于应急通信和军事通信等领域。 

目前,世界上的卫星移动通信系统已有20多个,下面按轨道分类就几个主要系统作一简要介绍。


地球静止轨道卫星移动通信系统

地球静止轨道通信卫星的优点是只需三四颗卫星就可覆盖除两极以外的全球区域,现已成为全球洲际及远程通信的重要工具,并且也在部分地区的陆、海、空领域的车、船和飞机移动通信中占有市场,但由于星地之间距离较远,因而链路损耗大,传输时延长,使得卫星和用户终端的体积和成本都增大,因此支持手机移动通信比较困难。随着技术的进步,已有支持手机移动通信的静止轨道卫星升空,不过支持个人手机移动通信主要是利用中低轨道的通信卫星。区域性卫星移动通信主要采用地球静止轨道卫星,其典型的代表是国际移动卫星系统的第一代、第二代,以及印度尼西亚的亚洲蜂窝卫星和阿联酋的图拉雅卫星。


国际移动卫星系统

1976年,美国通信卫星公司开发了海事卫星系统,目的是为船舶与陆地用户之间提供区域性移动通信服务,后由国际海事组织倡导成立了国际海事卫星组织,并于1982年开始提供全球海上移动通信业务。经过十几年的发展,国际海事卫星组织已发展成为海上、陆地和空中全方位提供卫星移动通信服务的全球性通信组织,并于1995年正式更名为国际移动卫星组织,国际海事卫星系统也随之改为国际移动卫星系统。 

国际移动卫星系统第一代、第二代卫星的轨道高度为3.6万公里,第一代于1982年启用。随着系统的不断发展,1991年和1993年分别启用移动性更强的国际移动卫星C及M终端。国际移动卫星C终端采用信息存储转发方式进行通信,可使国际移动卫星的工作容量得到最大限度地利用,还可以使用户利用陆地通信网中各种通信方式发送数据。1993年又推出了国际移动卫星B数字全业务终端,1994年国际移动卫星全球呼叫系统正式投入业务使用,1995年用于导航业务的各种专用业务终端投入使用。