卫星通信导论上课课件第6章_卫星移动通信系统复习过程.ppt

第6章卫星移动通信系统,2,大纲,卫星移动通信系统概述卫星运动规律与轨道参数非静止轨道卫星星座设计卫星星际链路特性卫星移动通信系统网络结构卫星移动通信系统频率规划典型卫星移动通信系统介绍,3,卫星运动规律与轨道参数续28,非静止轨道卫星系统的轨道和高度选择卫星轨道形状和高度是确定完成对指定区域覆盖所需的卫星数量和系统特性的一个非常重要的因素卫星轨道的分类：1）按形状：椭圆轨道和圆轨道2）按倾角：赤道轨道、极轨道和倾斜轨道3）按高度：低地球轨道（LEO）、中地球轨道（MEO）、静止/同步轨道（GEO/GSO）和高椭圆轨道（HEO）,4,卫星运动规律与轨道参数续29,卫星轨道按形状分类椭圆轨道通常只在卫星相对地面运动速度较慢（即位于远地点附近）时才提供通信服务，因此更加适合于为特定的区域提供服务（特别是高纬度区域）圆轨道卫星可以提供较均匀的覆盖特性，通常被提供较均匀的全球覆盖的系统采用,5,卫星运动规律与轨道参数续30,卫星轨道按倾角分类赤道轨道：倾角为0，轨道上卫星的运行方向与地球自转方向相同，且卫星相对于地面的运动速度随着卫星高度的增加而降低。当轨道高度为35786km时，卫星运动速度与地球自转的速度相同。如果此时轨道倾角为0，则卫星对地的运动速度为0，这种轨道就是静止（Geostationary）轨道；如果卫星的倾角不为0，则卫星仍然存在对地的相对运动，这样的轨道称为地球同步（Geosynchronous）轨道，其星下点轨迹呈现出“8”字型。,6,卫星运动规律与轨道参数续31,卫星轨道按倾角分类极轨道的轨道面垂直与赤道平面，轨道倾角为90，卫星穿越地球的南北极倾斜轨道又可以根据卫星的运动方向和地球自转方向的差别分为顺行和逆行轨道顺行倾斜轨道倾角在0到90之间，轨道上卫星在赤道面上投影的运行方向与地球自转方向相同逆行倾斜轨道的倾角在90到180之间，轨道上卫星在赤道面上投影的运行方向与地球自转方向相反,7,卫星运动规律与轨道参数续32,卫星轨道按倾角分类,8,卫星运动规律与轨道参数续33,卫星轨道按高度分类各种轨道的可用高度范围如下表,9,卫星运动规律与轨道参数续34,10,非静止轨道卫星星座设计,卫星星座的定义具有相似的类型和功能的多颗卫星，分布在相似的或互补的轨道上，在共享控制下协同完成一定的任务,11,非静止轨道卫星星座设计续1,星座设计时的基本考虑用户仰角应尽可能大信号的传输延时应尽可能低卫星有效载荷的能量消耗要尽可能低如果系统采用星际链路，则面内和面间的星际链路干扰必须限制在可以接收的范围内多重覆盖问题,12,非静止轨道卫星星座设计续2,极轨道星座设计方法当卫星轨道平面相对于赤道平面的倾角为90时，轨道穿越地球南北极上空，称这种类型的轨道为极轨道。利用圆极轨道星座实现全球单重覆盖的思想最早由美国科学家R.D.Lder提出；D.C.Beste在Lder的工作基础上进行了进一步的分析和优化；W.S.Adams和L.Rider给出了目前被广泛采用的优化极轨道星座优化设计方法。,13,非静止轨道卫星星座设计续3,卫星覆盖带(StreetofCoverage)覆盖带是基于同一轨道面内多颗卫星的相邻重叠覆盖特性，在地面上形成的一个连续覆盖区域覆盖带半（地心角）宽度c式中，为单颗卫星覆盖的半地心角宽度，S为每个轨道面内的卫星数量，/S为卫星之间的半地心角宽度,14,非静止轨道卫星星座设计续4,极轨道星座极点观察投影图星座星座轨道面间的经度差不同顺行轨道面间的间隔较大逆行轨道面间的间隔较小,15,非静止轨道卫星星座设计续5,相邻轨道面覆盖的几何关系顺行轨道面的卫星之间保持固定的空间相位关系逆行轨道面的卫星之间的空间相位关系则是变化的极轨道星座中顺行和逆行轨道面之间的经度差1和2满足,16,非静止轨道卫星星座设计续6,极轨道星座的卫星分布特性由于极轨道星座的特殊轨道结构（90倾角，所有轨道面交于南北极点），星座中的卫星在天球上的分布是不均匀的：卫星在赤道平面上最稀疏，相互间的间隔距离最大；在两极处最密集，相互间的间隔距离最小。因此，在考虑极轨道星座对全球的覆盖时，只需考虑对赤道实现连续覆盖；在考虑对球冠区域的覆盖时，只需考虑对球冠的最低纬度圈实现连续覆盖。,17,非静止轨道卫星星座设计续7,极轨道星座实现全球覆盖极轨道星座实现全球覆盖时，星座参数应满足方程相邻轨道面相邻卫星之间的相位差应满足,18,非静止轨道卫星星座设计续8,极轨道星座实现极冠覆盖极轨道星座实现全球覆盖时，星座参数应满足方程式中，为极冠覆盖区的最低纬度相邻轨道面相邻卫星之间的相位差与全球覆盖时的相同,19,非静止轨道卫星星座设计续9,近极轨道星座卫星轨道平面与赤道平面的夹角为80100（除90）时的轨道由于近极轨道星座的倾角接近90，因此，仍可以采用覆盖带分析的方法，考虑在赤道区域连续覆盖时的要求，采用解析方法确定最优星座参数。,20,非静止轨道卫星星座设计续10,近极轨道星座实现全球覆盖根据近极轨道的倾角特性，近极轨道星座中顺行和逆行轨道面之间的经度差和满足：相邻轨道面相邻卫星之间的相位差满足,21,非静止轨道卫星星座设计续11,近极轨道星座实现全球覆盖因此，在实现全球覆盖时，近极轨道星座的参数应满足方程：,22,非静止轨道卫星星座设计续12,倾斜圆轨道星座设计,WalkerDelta星座Ballard玫瑰（Rosette）星座,23,非静止轨道卫星星座设计续13,倾斜圆轨道星座的基本特性多个倾角和高度相同的轨道平面各轨道平面具有相同数量的卫星各轨道平面内卫星在面内均匀分布各轨道平面的右旋升交点在参考平面内均匀分布相邻轨道相邻卫星间存在确定的相位关系,24,非静止轨道卫星星座设计续14,Delta星座Delta星座使用相邻轨道面内，相邻卫星的初始相位差来确定星座中各卫星的相对空间位置关系相邻轨道面相邻卫星相位差的物理意义如下图,25,非静止轨道卫星星座设计续15,Delta星座标识法Walker采用3个参数来描述Delta星座：T/P/F。T代表星座的卫星总数；P代表星座的轨道面数量；F称为相位因子，Delta星座按下式确定相邻轨道相邻卫星的初始相位差,26,非静止轨道卫星星座设计续16,例6.3已知某星座的Delta标识为：9/3/1:10355:43，假设初始时刻星座的第一个轨道面的升交点赤经为0，面上第一颗卫星位于（0E,0N），试确定星座各卫星的轨道参数。解：根据Delta星座特性，可知星座多个轨道面的右旋升交点在赤道平面内均匀分布，每个轨道面内的卫星在面内均匀分布，再根据相位因子F可以确定各卫星的轨道参数：相邻轨道面的升交点经度差：360/3=120；面内卫星的相位差：360/(9/3)=120；相邻轨道面相邻卫星的相位差：3601/9=40；,27,非静止轨道卫星星座设计续17,例6.3(续)再根据第一颗卫星的初始位置，可以得到所有卫星的初始轨道参数如下表,28,非静止轨道卫星星座设计续18,Walker的最优Delta星座,需要指出，该表中的数据是由Walker手工计算得到的,29,非静止轨道卫星星座设计续19,玫瑰星座Rosette星座中，卫星的初始相位与其所在轨道面的右旋升交点赤经（或经度值）成一定的比例关系Ballard使用3个不变的方向角和一个时变的相位角来确定卫星在运行天球面上的瞬时位置,30,非静止轨道卫星星座设计续20,Ballard的卫星位置以及相互关系示意图,31,非静止轨道卫星星座设计续21,玫瑰星座标识法Ballard采用3个参数来描述玫瑰星座:(N,P,m)N代表星座的卫星总数；P代表星座的轨道面数量；m称为协因子，确定了卫星在轨道面内的初始相位。协因子m是一个非常重要的玫瑰星座参数，它不仅影响卫星初始时刻在运行天球上的分布，也影响卫星组成的图案在天球上的旋进速度。,32,非静止轨道卫星星座设计续22,卫星方向角与玫瑰星座参数的关系对卫星总数为N，轨道面数量为P，每轨道面内卫星数量为S的玫瑰星座，卫星的方向角具有如下的对称形式：,33,非静止轨道卫星星座设计续23,协因子m的特性协因子m可以是整数也可以是不可约分数；如果m是0到N1的整数，即意味着S1，表示星座中每一个轨道平面上只有一颗卫星；如果协因子m为不可约分数，则一定以S为分母，表示星座中每一个轨道平面上有S颗卫星。,34,非静止轨道卫星星座设计续24,最优玫瑰星座的优化准则Ballard优化策略：最坏观察点的最大地心角最小化准则任一时刻地球表面上的最坏观察点是某3颗卫星的星下点所构成的球面三角形的中心，该点到3颗卫星星下点的地心角距离相同为保证星座的全球覆盖，卫星的最小覆盖地心角min必须大于或等于最坏观察点与卫星间的最大地心角,35,非静止轨道卫星星座设计续25,最优玫瑰星座参数,36,非静止轨道卫星星座设计续26,玫瑰星座与Delta星座的等价性Ballard在其研究结果中指出：玫瑰星座与Walker的Delta星座是等价的玫瑰星座的协因子m和Delta星座的相位因子F可以相互转换，转换时F和m之间满足关系,37,非静止轨道卫星星座设计续27,例6.4ICO星座的Delta标识为10/2/0，试写出其等价的玫瑰星座标识。解：已知轨道面数量P=2，每轨道面卫星数量S=10/2=5，相位因子F=0，有根据玫瑰星座特性，协因子m的分子部分取值应不等于0并且小于星座卫星数量（即02n10），可以判定n的可能取值为1、2、3和4。所以，协因子为：ICO星座的玫瑰星座标识为：（10,2,（2/5,4/5,6/5,8/5）,38,非静止轨道卫星星座设计续28,共地面轨迹星座的特性包含多个轨道高度和倾角相同轨道面；每轨道面一颗卫星；所有卫星沿不变得地面轨迹运行；适合于实现区域覆盖卫星通信系统。,39,非静止轨道卫星星座设计续29,共地面轨迹星座的参数约束关系由图可见，如果卫星j从当前位置运行到其升交点j用去的时间和地球自转用去的时间相同，则卫星j和卫星i具有相同的星下点轨迹因此，共地面轨迹星座中相邻轨道面卫星应满足,40,非静止轨道卫星星座设计续30,共地面轨迹星座的参数约束关系为维持地面轨迹的不变性，共地面轨迹星座通常采用回归或准回归轨道回归/准回归轨道的周期可通过下式确定。式中，M为回归周期，N为回归周期内卫星绕地球旋转的圈数。由此可知采用回归/准回归轨道卫星的在轨角速度与地球自转的角速度之间满足关系,41,非静止轨道卫星星座设计续31,共地面轨迹星座的参数约束关系综上可推出：采用回归/准回归轨道的共地面轨迹星座中，相邻轨道面间的升交点经度差和相邻卫星间的相位差满足简单的线性关系：必须注意，此处的卫星间相位差与Delta星座所定义的卫星间相位差f不同：是按逆卫星运行方向测量得到，而f则是顺卫星运行方向测量得到，因此它们之间满足2互补关系,42,非静止轨道卫星星座设计续32,共地面轨迹星座的编码标识方法可以仿照Walker对Delta星座的标识方法，将共地面轨迹星座的各参数标识为其中：T为星座中卫星数量，也即轨道面数量；为星座中相邻轨道面间的升交点经度差；N/M称为调相因子，确定了相邻轨道面相邻卫星间的相位差和f，以及卫星轨道高度h；i为星座中所有轨道面的倾角。,43,非静止轨道卫星星座设计续32,共地面轨迹星座与Delta星座的等价性Delta星座中相邻轨道面的经度差和相邻轨道面相邻卫星的相位差分别为要使得Delta星座与共地面轨迹星座等价，则首先要满足T=P（即每轨道面一颗卫星），再结合前页的等式，可以推出由于T和F均是整数，Delta星座与共地面轨迹星座等价时，必然采用回归轨道（M1）。,44,非静止轨道卫星星座设计续33,共地面轨迹星座与Delta星座的等价性最终，可以确定参数T、F和N之间满足关系式Delta星座T/T/(T-N)与共地面轨迹星座T/(2/T)/N是等价的。,45,非静止轨道卫星星座设计续34,例6.5试确定与共地面轨迹星座6/60/2:20184:28.5等价的Delta星座参数。解：根据共地面轨迹星座标识方法可知：星座卫星数量T=6；回归周期内卫星旋转圈数N=2。根据Delta星座与共地面轨迹星座的等价关系式可知等价的Delta星座标识为：,46,非静止轨道卫星星座设计续35,太阳同步轨道由于地球的偏平度和内部密度的不均匀性，将引起轨道平面围绕地球极轴旋转，所以轨道面的右旋升交点经度将在赤道平面上自西向东漂移，产生所谓轨道平面的“进动”，进动的平均角速度为：式中：Re为地球半径，e为轨道偏心率，h为瞬时卫星距离地球表面的高度，i为轨道倾角。,47,非静止轨道卫星星座设计续36,太阳同步轨道地球在一年时间（365.25天）内绕太阳旋转360，公转的平均角速度为360/365.25=0.9856/天。如果选择合适的轨道参数，使得轨道面进动的平均角速度与地球绕太阳公转的平均角速度相同，这样的轨道称为太阳同步轨道。由于太阳同步轨道与地球有相同的旋转平均角速度，使得轨道平面始终与太阳保持固定的几何关系。,48,非静止轨道卫星星座设计续37,太阳同步轨道轨道平面与太阳间几乎固定的几何关系表征在：轨道平面与黄道面的交线与地心-日心连线的夹角保持固定的一个角度这种固定的空间几何关系使得太阳同步轨道的卫星总是在相同的本地时（LST）经过某一区域的上空,49,非静止轨道卫星星座设计续38,太阳同步轨道圆太阳同步轨道的轨道高度和轨道倾角之间的制约关系根据上式可知：由于cosi的取值始终为负，因此倾角i的取值范围为(90,180，所以太阳同步轨道一定是逆行轨道；由|cosi|=4.77310-15(h+Re)3.51，可知圆轨道太阳同步轨道的高度是受限的，最高高度为5974.9km。,50,非静止轨道卫星星座设计续39,太阳同步轨道星座由于太阳同步轨道卫星总是在相同的本地时间通过同一区域上空，因而广泛地使用于对地观察和监测卫星系统中，以提供在几乎相同的日照条件下对相同地区的观测结果。在实际的观察和监测卫星系统中，卫星的轨道高度通常低于1000km（如加拿大的RADARSAT1卫星高度为798km、美国的Landsat7卫星高度为705km里），其低轨道特性为地球观测提供优良的观测条件和轨道条件,51,非静止轨道卫星星座设计续40,太阳同步轨道星座太阳同步轨道也能够用于实现卫星移动通信系统，如由288颗卫星构成的Teledesic系统,52,卫星星际链路,在卫星之间建立星际通信链路（激光链路或毫米波链路），每颗卫星将成为空间网的一个节点，使通信信号能不依赖于地面通信网络进行传输，提高传输的效率和系统的独立性，对于组建全球性通信网将是十分方便和灵活的。星际链路的特性的描述仰角的时变特性天线的动态指向特性方位角的时变特性天线的动态指向特性星间距离的时变特性功率的动态控制特性,53,卫星星际链路续1,相同轨道高度卫星间的星际链路同一轨道平面内的轨内星际链路（Intra-OrbitISL）：同一轨道面内的两颗卫星能够基本保持不变的相对位置，轨内星际链路的星间距离、方位角和仰角变化很小，建立相对容易不同轨道平面之间的轨间星际链路（Inter-OrbitISL）：由于不同轨道面内两颗卫星存在着相对运动，轨间星际链路的方位角、仰角和星间距离一般随时间而变化，建立相对比较困难,54,卫星星际链路续2,星际链路的仰角和距离计算根据右图所示的几何关系容易推出,55,卫星星际链路续3,已知卫星位置时的仰角计算如果两颗卫星的瞬时经纬度位置已知，分别以（s1，s1）和（s2，s2）表示，则卫星所夹的地心角为根据前页的式子可以确定卫星间的仰角和距离,56,卫星星际链路续4,例6.6某一星座采用的轨道高度为1414km。某一时刻，卫星A的位置为（0E，20N），卫星B的位置为（50E，15S），问在最小余隙为50km时，卫星A和B间能否建立星际链路？如果能，此时星际链路的仰角是多少？解：根据已知条件可以计算该星座卫星能够建立星际链路时对应的最大地心角：在已知两颗卫星瞬时经纬度坐标位置时，可计算星间的地心角：因为max，所以卫星间可以建立星际链路，此时星际链路的仰角和距离为：,57,卫星星际链路续5,已知卫星轨道参数时的仰角计算对于星座系统而言，更多时候给出的是卫星的轨道参数（包括轨道高度、仰角、升交点赤经和初始幅角等）根据Ballard的卫星位置以及相互关系表征方法（图6-15），可以确定卫星i对j的地心角距离Rij（即卫星间的地心角）：,58,卫星星际链路续6,星际链路的方位角计算方位角的度量以卫星运动方向为基准，沿顺时针方向旋转到卫星连线方向。根据Ballard的卫星位置以及相互关系表征方法（图6-15），t时刻卫星i对j的方位角ij由下式确定通过下标位置互换可以获得计算j对i的方位角ji的公式,59,卫星星际链路续7,星际链路性能随轨道高度的变化,60,卫星星际链路续8,星际链路性能随轨道高度的变化方位角的变化周期与卫星轨道周期相同；仰角和星间距离的变化周期为卫星轨道周期的一半在其他轨道参数不变的情况下，增加轨道高度将降低方位角和仰角的变化速度，可以改善星载天线的捕获、锁定和跟踪性能；但同时会导致星间距离增大，将会提高对发射功率的要求。,61,卫星星际链路续9,星际链路性能随轨道倾角的变化,62,卫星星际链路续10,星际链路性能随轨道倾角的变化在其他轨道参数不变的情况下，增加轨道倾角将有利于减小星间距离，节省发射功率；但会增加方位角和仰角的变化速度，对星载天线捕获、锁定和跟踪性能的要求增加。,63,卫星星际链路续11,星际链路性能与升交点经度差的关系,64,卫星星际链路续12,星际链路性能与升交点经度差的关系卫星轨道间升交点经度差的变化不会影响方位角、仰角和星间距离取值的周期特性，但会影响它们取值的大小以及取值的动态变化范围。方位角、仰角和星间距离的取值大小以及取值的动态变化范围均随着升交点经度差的增大而增加。当面内卫星数量一定时，卫星轨道面间的间隔越小，星际链路的实现越容易,65,卫星星际链路续13,星际链路性能与初始辐角差的关系,66,卫星星际链路续14,星际链路性能与初始辐角差的关系减小卫星间的初始幅角差虽然可以减小星间距离，但会增加方位角和仰角的动态变化范围，增加指向的变化速度，对星载天线的捕获、锁定和跟踪性能要求提高。,67,卫星星际链路续15,不同轨道高度卫星间的星际链路据图，容易推出卫星的仰角满足关系式可见：轨道高度较高的卫星将始终有负的仰角值，而高度较低的卫星的仰角则可正可负,68,卫星星际链路续16,不同轨道高度卫星间的星际链路在计算出卫星所夹地心角后，可以根据余弦公式计算瞬时星间距离不同轨道高度卫星间的最大星间地心角max和最长的星际链路距离Dsmax,69,卫星移动通信系统网络结构,卫星移动通信系统的基本网络结构,70,卫星移动通信系统网络结构续1,ETSI建议的卫星个人通信网络结构,71,卫星移动通信系统网络结构续2,ETSI建议的卫星个人通信网络结构结构（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。,72,卫星移动通信系统网络结构续3,ETSI建议的卫星个人通信网络结构结构（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。,73,卫星移动通信系统网络结构续4,ETSI建议的卫星个人通信网络结构结构（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。,74,卫星移动通信系统网络结构续5,ETSI建议的卫星个人通信网络结构结构（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-OrbitLinks）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。,75,卫星移动通信系统网络结构续6,系统空间段空间段提供网络用户与信关站之间的连接；空间段由1个或多个卫星星座构成，每个星座又涉及到一系列轨道参数和独立的卫星参数；空间段轨道参数通常根据指定覆盖区规定的服务质量（QoS）要求，在系统设计的最初阶段便确定；空间段的设计可采用多种方法，取决于轨道类型和星上有效载荷所采用的技术。,76,卫星移动通信系统网络结构续7,系统地面段通常包括：信关站（也称为固定地球站FES）、网络控制中心（NCC）和卫星控制中心（SCC）用户信息管理系统（CIMS）是负责维护信关站配置数据，完成系统计费、生成用户账单并记录呼叫详情的数据库系统，与信关站、网络控制中心和卫星控制中心协同工作可以将网络控制中心、卫星控制中心和用户信息管理系统合在一起称为控制段,77,卫星移动通信系统网络结构续8,系统地面段信关站信关站通过本地交换提供系统卫星网络（空间段）到地面现有核心网络（如公用电话交换网PSTN和公用地面移动网络PLMN）的固定接入点卫星移动通信系统与地面移动网络（如GSM和CDMA网络）的集成带来了一些附加的问题，必须在信关站中解决,78,卫星移动通信系统网络结构续9,系统地面段网络控制中心又称为网络管理站（NMS），与用户信息管理系统CIMS相连，协同完成卫星资源的管理、网络管理和控制相关的逻辑功能，按照功能又可以划分为网络管理功能组和呼叫控制功能组。网络管理功能组的主要任务包括：管理呼叫通信流的整体概况；系统资源管理和网络同步；运行和维护（OAM）功能；站内信令链路管理；拥塞控制；提供对用户终端试运行的支持呼叫控制功能组的主要任务包括：公共信道信令功能；移动呼叫发起端的信关站选择；定义信关站的配置,79,卫星移动通信系统网络结构续10,系统地面段卫星控制中心负责监视卫星星座的性能，控制卫星的轨道位置。与卫星有效载荷相关的特殊呼叫控制功能也能够由卫星控制中心来完成，按照功能又可以划分为卫星控制功能组和呼叫控制功能组卫星控制功能组的主要任务包括：产生和分发星历；产生和传送对卫星有效载荷和公用舱的命令；接收和处理遥测信息；传输波束指向命令；产生和传送变轨操作命令；执行距离校正呼叫控制功能组完成移动用户到移动用户呼叫的实时交换,80,卫星移动通信系统网络结构续11,系统用户段用户段由各种用户终端组成；主要分为两个主要的类别：移动（Mobile）终端和便携（Portable）终端,81,卫星移动通信系统频率规划,卫星移动通信系统可以工作于多个频段频段的选取主要取决于系统提供的服务类型卫星移动通信业务频率分配是先后通过87年和92年的世界无线电行政大会（WARC-87、92），95、97和2000年世界无线电大会（WRC-95、97、2000）分配,82,卫星移动通信系统频率规划续1,WARC-87分配的MSS频谱,83,卫星移动通信系统频率规划续2,WARC-92为全球3个频率区域分配了NGEO卫星移动通信业务和卫星无线定位业务（RDSS）的使用频段，包括VHF、UHF，L和S波段,84,卫星移动通信系统频率规划续3,WRC-95考虑了C、Ku和Ka多个频段。并对Ka频段的卫星移动通信馈送链路频段和NGEO的FSS（固定卫星业务）频段进行了分配若干大LEO和MEO系统的用户业务和馈送链路频段如下表,85,卫星移动通信系统频率规划续4,WRC-2000在卫星移动通信和GEOFSS方面频率规划包括关于IMT-2000卫星部分的问题，会议充分考虑到IMT-2000卫星应用与其他非IMT-2000的业务间共用性研究没有完成，因此决定由各国主管部门自愿考虑使用这些频段，其中包括16101626.5/2483.52500MHz频段关于在13GHz频段，会议决定开展包括可能用于MSS的15181525MHz、16831690MHz频段与现有业务的共用研究，为MSS频率的划分做准备关于NGEOFSS的问题：1）为保护GEOFSS和GEOBSS（静止卫星广播业务）系统对来自多个NGEOFSS系统的总干扰不超过规定要求，操作NGEOFSS的主管部门应采取相应措施（包括对自身系统的修改）。当其总干扰超过规定标准时，NGEOFSS系统主管部门应采取一切必要手段减少总的干扰电平，直至达到要求为止。2）原划分给FSS的12.212.5GHz频段，规定其只能用于国内或区域性子系统的限制被取消,86,典型卫星移动通信系统介绍,铱（Iridium）系统第一个全球覆盖的LEO卫星蜂窝系统，支持话音、数据和定位业务由于采用了星际链路，系统可以在不依赖于地面通信网的情况下支持地球上任何位置用户之间的通信。铱系统于上世纪八十年代末由Motorola推出，九十年代初开始开发，耗资37亿美元，于1998年11月开始商业运行“铱”公司于2000年3月宣告破产。目前，美国国防部出资维持铱系统的运行,87,典型卫星移动通信系统介绍续1,铱系统空间段铱系统星座最初的设计由77颗LEO卫星组成，它与铱元素的77个电子围绕原子核运行类似，系统因此得名实际星座包括66颗卫星，它们分布在6个圆形的、倾角86.4的近极轨道平面上，面间间隔27，轨道高度780km每个轨道平面上均匀分布11颗卫星，每颗卫星的重量为689kg，卫星设计寿命58年。,88,典型卫星移动通信系统介绍续2,铱系统空间段“铱”星座中的每颗卫星提供48个点波束，在地面形成48个蜂窝小区，在最小仰角8.2的情况下，每个小区直径为600km，每颗卫星的覆盖区直径约4700km，星座对全球地面形成无缝蜂窝覆盖，如图所示每颗卫星的一个点波束支持80个信道，单颗卫星可提供3840个信道,89,典型卫星移动通信系统介绍续3,铱系统空间段部署过程从1997年5月5日到1999年6月12日的2年期间，共有88颗铱系统卫星发射到轨道中，其中前1年发射了72颗3种运载火箭被用于发射这88颗卫星，其中11枚美国波音公司的德尔塔2型（DeltaII）火箭发射了55颗，3枚俄罗斯质子（Proton）火箭发射了21颗，7枚中国的长征2型（2C/SD）火箭发射了14颗。,90,典型卫星移动通信系统介绍续4,铱系统空间段铱系统是目前唯一使用了系统内ISL的卫星移动通信系统,91,典型卫星移动通信系统介绍续5,铱系统地面段铱系统的地面段包括信关站、用户终端和遥测、跟踪和控制站（TT&C）由于铱系统采用了星际链路，因此只需在全球设置少数几个信关站即可。考虑到国家和地区的主权和经济利益，实际上系统按照国家和地域差别在全球设置了共12个信关站，分别位于美国阿利桑那州坦佩、泰国的曼谷、俄罗斯的莫斯科、日本东京、韩国汉城、巴西里约热内卢、意大利罗马、印度孟买、中国北京、台湾地区台北、沙特的吉达，外加一个美军专用关口站在夏威夷。,92,典型卫星移动通信系统介绍续6,铱系统地面段用户终端有手持机、车载台和半固定终端3种类型。系统手持机设计为双模终端，手机重量和体积比目前蜂窝电话略大，能够支持地面蜂窝通信网络的多种标准（如GSM、PDC，D-AMPS或CDMA），既适用于铱系统，又适用于本地地面蜂窝网络。,93,典型卫星移动通信系统介绍续7,铱系统通信链路用户链路，L频段，1621.351626.5MHz，时分双工模式；馈送链路，Ka频段，上行29.129.4GHz；下行19.319.6GHz；星际链路，Ka频段，为23.1823.38GHz。,94,典型卫星移动通信系统介绍续8,全球星（Globalstar）系统全球星系统由美国劳拉空间和通信公司和Qualcomm公司提出，与铱系统提出的时间差不多1996年11月，全球星系统获得了美国联邦通信委员会颁发的运营证书全球星系统是以支持话音业务为主的全球低轨卫星移动通信系统，总投资逾26亿美元系统没有采用星际链路，系统用户将通过卫星链路接入地面公用网，在地面网的支持下实现全球卫星移动通信,95,典型卫星移动通信系统介绍续9,全球星系统结构空间段地面段用户段,96,典型卫星移动通信系统介绍续10,全球星空间段采用倾斜轨道星座，包括48颗卫星均匀分布在8个倾角52的轨道平面上轨道高度1414公里相邻轨道相邻卫星间的相位差7.5,97,典型卫星移动通信系统介绍续11,全球星系统卫星瞬时的分布和对地覆盖情况,98,典型卫星移动通信系统介绍续12,全球星系统空间段部署过程全球星系统从1998年5月第一次发射4颗卫星开始，到2000年初共发射了48颗工作卫星和4颗备用卫星入轨1999年9月，全球星系统经历了一次灾难性的发射，这次发射失败共导致系统损失了12颗卫星，因而也推迟了系统的运营开始时间有两种运载火箭被用于发射这52颗卫星，其中7枚波音公司的德尔塔2型（DeltaII）火箭发射了28颗，6枚SoyuzIkar火箭发射了24颗,99,典型卫星移动通信系统介绍续13,全球星用户链路特性全球星卫星的L/S频段天线为有源相控阵天线，在地面形成16个点波束覆盖区，如下图所示用户链路采用FDD双工方式：上行L频段，下行S频段,100,典型卫星移动通信系统介绍续14,全球星用户链路特性全球星系统使用的L频段频率为1610.01625.5MHz；S频段频率为2483.52500.0MHz。每个频段的16.5MHz带宽被分为13个1.23MHz的频分子信道，如下图所示,101,典型卫星移动通信系统介绍续15,全球星馈送链路特性全球星系统的馈送链路采用C频段，上行频率为50915250MHz，带宽159MHz；下行频率为68757055MHz，带宽180MHzC频段天线采用宽波束覆盖，地面信关站使用抛物面天线跟踪卫星上行和下行频段均按频分复用方式划分出9个子信道，最低频率的子信道分别用作命令和遥测信道，其余的8个通过正交极化（左旋和右旋圆极化）分割产生16个子信道，对应16个用户点波束,102,典型卫星移动通信系统介绍续16,全球星馈送链路与点波束的频率对应方案,103,典型卫星移动通信系统介绍续17,亚洲蜂窝卫星通信系统ACeS由印度尼西亚的PSN公司、美国洛克希德-马丁（LockheedMartin）全球通信公司、菲律宾长途电话公司(PLDT)和泰国Jasmine公司共同组建的合股公司ACeS系统的目标是利用静止轨道卫星为亚洲范围内的国家提供区域性的卫星移动通信业务，包括数字语音、传真、短消息和数据传输服务，并实现与地面公用电话交换网PSTN和地面移