卫星移动通信系统发展现状及趋势

作者:刘思杨 刊名:现代电信科技 上传者:王新全

【摘要】首先介绍了全球主要卫星移动通信系统的最新发展现状,然后讨论和分析了未来卫星移动通信技术的发展趋势,接下来介绍了国际电信联盟(ITU)IMT-2000和IMT-Advanced卫星移动通信空口技术标准,并重点聚焦我国IMT-Advanced卫星空口技术标准BMSat,最后探讨了我国未来卫星移动通信系统的发展方向。

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1引言卫星移动通信业务是指地球表面上的移动地球站或移动用户使用手持终端、便携终端、车(船、飞机)载终端,通过卫星移动通信系统实现用户或移动体在陆地、海上、空中的话音、数据、多媒体等通信业务。卫星移动通信系统的网络结构可分为用户段、空间段和地面段三部分,如图1所示。用户段由手持、便携、车船机载等各类用户终端组成;空间段主要指通信卫星,可以是地球同步轨道卫星,也可以是低轨卫星,用于提供用户与信关站之间的信号转发。地面段包括信关站、核心网设备,用来管理整个卫星移动通信网络,以及卫星移动通信网络和其他网络之间的互联互通,并向用户提供各类通信业务。终端和卫星之间的通信链路被称为用户链路,卫星和信关站之间的通信链路被称为馈电链路。卫星网络会在用户链路形成多个波束,每个波束类似于地面移动通信网中的小区,可以进行频率复用,以提供更大的容量。MSTTJuly2014图1卫星移动通信系统架构示例2全球主要卫星移动通信系统发展现状目前主要的卫星移动通信系统有:海事卫星(Inmarsat)、Thuraya、铱星(Iridium)、全球星(Global-Star)、SkyTerra。2.1海事卫星海事卫星是在20世纪70年代由国际海事卫星组织(Inmarsat)发展的卫星移动通信系统。1999年,Inmarsat改制为股份制公司,原国际组织保留一个小规模的机构,简称IMSO,负责监督改制后的公司履行公益职能。Inmarsat卫星是地球同步轨道卫星,可覆盖全球除南北极之外的全部地区,当前共有9颗卫星在轨运行。Inmarsat的用户链路频率位于L波段,上行频率为1626.5-1660.5MHz,下行频率1525-1559MHz。Inmarsart卫星共发展了四代,目前主用的是Inmarsat-3和Inmarsat-4,其中的In-marsat-4卫星装有一个20米口径的相控阵多波束可展开天线,可形成一个全球波束、19个宽点波束和228个窄点波束。2005年,基于Inmarsat-4卫星,Inmarsat推出宽带全球区域网(BGAN:BroadbandGlobalAreaNetwork)业务,实现了技术从模拟向数字、从话音向数据、从传统电路交换向互联网IP业务、从窄带低速数据向宽带高速数据的转化。以BGAN为代表的Inmarsat宽带卫星业务是世界上第一个在全球范围内同时提供语音和宽带数据服务的移动通信卫星系统。BGAN同时支持电路交换和IP交换,使系统在保留了传统电路交换语音和数据优点的同时,在IP数据业务方面也取得重大突破。相对传统业务,BGAN的共享IP数据业务最高可达492kbit/s,独占带宽(QoS)IP数据业务有4个档次,分别是32kbit/s、64kbit/s、128kbit/s、256kbit/s。BGAN兼容3G核心网,其无线接入网可通过Iu接口和WCDMA的SGSN以及MSC/VLR相连接,再通过GGSN和其他地面网络相连接。Inmarsat已经启动Inmarsat-5的研发和部署工作,3颗Inmarsat-5卫星将组成全球高速(GlobalXpress)移动网络,每颗卫星提供89个Ka波段波束,上下行最高速率分别可达5Mbit/s和50Mbit/s。2013年12月,首颗GlobalXpress卫星成功发射升空。2.2ThurayaThuraya是一个由中东阿联酋建立的区域性地球同步轨道卫星移动通信系统,覆盖范围包括欧洲、北非、中非、中东、亚太等地区。Thuraya系统分别于2000年、2003年和2008年共发射3颗卫星:Thuraya-1/2/3,卫

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