铱星系统介绍与思考

应用特点
在GSM覆盖的区域内，首先借助GSM网络， 充当GSM手机使用，可以节省费用；在 GSM覆盖不到的地方，可以借助铱星来 传递信息，实现全球无缝通信。
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4、铱星系统—全球覆盖
全球覆盖 由于采用多颗卫星进行项链式传 输方式，使地球两极地区也被纳入 它的覆盖范围，能为全球任何一个 地方提供无缝的移动通信。 （与高轨道卫星比较）
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2、铱星系统－通信能力
应用价值
每年可提供15亿分钟卫星通信容量，是一 条能吸引400万用户使用的“空间信息快速 公路”。 实现了5个任何（5W）的通信手段。 任 何 人（Whoever) 任何地点（Wherever） 任何时间（Whenever） 与任何人 (Whomever) 任何方式（Whatever）
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3、铱星系统－应用领域
应用1
在非洲、南美等地面蜂窝网络覆盖遥遥 无期的地区；
3、铱星系统－应用领域
应用2
在建设地面网络十分困难的东南亚、南 太平洋等岛屿众多的地区；
3、铱星系统－应用领域
应用3
对野外勘探、科学考察、航空、远洋、 紧急搜索、紧急救援、自然灾害现场；
南极探险
野外勘探
4、铱星系统－应用情况
铱星通信系统介绍 与思考
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铱星通信系统介绍
一、铱星系统－概述 二、铱星系统－组成 三、铱星系统－原理 四、铱星系统－特点 五、铱星系统－应用
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一、铱星系统概述
1、引言 2、铱星系统的构想 3、铱星提出的背景 4、铱星系统的目标 5、铱星公司的成立
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1、引 言
媒体热点
铱星，时间2000年，“66颗卫星将魂归 大海”，“铱星缘何陨落”。
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1、铱星的全球试运行
最初计划
1996年开始发射，1998年2月正式运营。全球 几十家公司参与，初期运筹、实施成功。
首次运行
1998年11月1日，“铱”星系统正式投入运行， 开创了人类电讯史上的新篇章。
第一个电话
美国的副总统戈尔成为了“铱”星的第一位 用户，他将第一个电话打给了美国地理学会 主席（电话的发明人亚历山大贝尔的曾孙） 并告知他这个振奋人心的好消息。
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5、铱星手机－携带方便
铱星手机
不足500克，与模拟蜂窝手机差不多。 因此与VSAT、海事卫星相比，更加便捷、 更加灵活。
重要意义
铱星系统的投入运行，标志着个人通讯 进入了突破时间和空间限制的新纪元。
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五、铱星主要应用
1、铱星系统－运行情况 2、铱星系统－通信能力 3、铱星系统－应用领域 4、铱星系统－应用情况 5、铱星系统－应用现状 6、铱星系统－失败原因 7、铱星系统－失败教训
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3、不在 GSM范围， 送到铱星
4、通过星 际链路，转 到目标星
5、被叫也不 在GSM范围；
2、GSM范 围，则通 过GSM网。
1、主叫，确定 自己的位置
1、系统工作过程简述过程
6、被叫在 GSM范围；
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Ka：22.55～ 23.55GHz
L段：1610～ 1626.5MHz
Ka：上27.5～ 30.0GHz
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2、铱星系统－星上交换
特点1： 铱星系统采用星上处理和星际链路技 术，这使得铱系统用户可以不依赖地面网 而直接通信。因而不受地面网络的影响。 特点2： 无需专门地面站，每部移动电话都可 以直接卫星连接，即使在人迹罕见的不毛 之地。
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3、铱星系统－无缝连接
技术特点
卫星网与地面蜂窝网之间的跨协议漫游。
Ka：下18.8～ 20.2GHz
2、工作频段
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3、铱星系统－多址技术
空分多址
一颗卫星有48个点波束，分别覆盖地 面上的一个区域，构成蜂窝体系。
频分和时分多址
在一个小区内采用“频分多址”和 “时分多址”相结合的方法，充分利 用有限的频段资源。
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4、铱星系统－承载业务
数据业务
数据传送速率是2400bps。可以提供 传真业务。
中心任务
控制66颗铱星在轨道的运行位臵和星体状态， 使每一颗星都保证飞行在自己应在的轨道和 位臵，每一颗星都保证是正确的姿态。从而 保证星与星、星与地之间的正常通信联络。
备用中心
罗马设有一个备用的卫星网络控制中心。
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铱星网络控制中心（2）
可靠性措施
为保证控制系统正常工作，控制中心建有巨 大的UPS系统，并建有一个1.2MW的2000马力 柴油发电机组，并建造另一个备用发电机组， 以防供电网发生意外，影响铱系统星群控制 和通信故障。
寻呼业务
提供全球范围的寻呼机通信业务和航 空服务。
话音业务 定位业务
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四、铱星系统—主要特点
1、铱星系统—传输速度 2、铱星系统—星上交换 3、铱星系统—无缝连接 4、铱星系统—全球覆盖 5、铱星手机—携带方便
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1、铱星系统－传输速度
特点：
采用低轨道卫星，780公里， 传输速度快，信息损失小，减少 卫星通信的时延，提高了通话的 效果。（常规卫星，海事比较）
技术参数
卫星689千克，1200W， 设计寿命是5～7年。 每颗卫星上有48个点波束覆盖地面。 每颗卫星有信道3480个。
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铱星移动通信系统示意图
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3、铱星系统－地面部分
铱星地面系统
关口站（整个系统有12个） 网络控制中心（主中心、备用） 测控站（三个测控中心） 用户终端
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支付方式：
使用国际通用的信用卡或银行帐户直接支付 给“铱”星公司。
注释：
本地电话网的费用则直接支付给本地向用户 提供服务的公司。
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三、铱星系统的原理
1、系统的工作过程简述 2、铱星系统—工作频段 3、铱星系统—多址技术 4、铱星系统－承载业务
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1、系统的工作过程简述
相当于将移动电话系统搬至空中 用户拨打电话，该区域上空 的卫星会自动选择最便宜也是最近 的路径。接入地面移动电话系统或 直接由卫星层层转达到目的地。
铱星系统的关口站
相似点
有巨大的卫星天线、功放设备和与地面 通信系统相连的程控交换机。
不同点
天线不是定点指向某一颗地球同步卫星， 而是可以转动跟踪移动的铱星，计算机 和机械伺服系统保证天线正确跟踪运转 的铱星。
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铱星网络控制中心（1）
中心位置
铱星系统的卫星网络控制中心，在华盛顿西 北部45公里左右弗吉尼亚州的丘陵地带。
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二、铱星系统的组成
1、铱星系统－示意图 2、铱星系统－空间部分 3、铱星系统－地面部分 4、铱星系统－通话过程 5、铱星系统－通话费用
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1、铱星系统示意图
天上的铱星和地面的终端
铱星系统的信号覆盖
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2、铱星系统－空间部分
空中结构
“铱”星系统是一个非常庞大的低轨道卫星 网络，共计72颗通信卫星（66颗组网和6颗在 轨备用），运行在780公里高的轨道上，构成 了6个极地轨道面，每条轨道上有11颗星，卫 星在轨道上绕地球运行的周期是100分钟又28 秒。
铱星概况
在98年，铱星公司刚上市，股票从每股 20元一路追捧到70元，当时谁能想到铱 星公司运行不到一年，因为无法归还到 期的债务而申请破产保护。在保护期虽 然MOTOROLA公司奋力营救，无奈没有人 愿意收购，只得宣布破产。
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2、铱星系统的构想
◆构想设计者 1987年，摩托罗拉的三位工程 师(奥波德、皮特森和伯蒂格)提出 一个构想。 ◆铱星构想 用77颗卫星，在7个极地圆轨道 上运行，把整个地球覆盖起来，让 世界上任何人在任何地方、任何时 间与任何人都能相互沟通。
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3、铱星提出的背景（2）
问题背景
1985年，摩托罗拉公司工程师伯蒂格准 备去一个加勒比岛屿度假，但他做房地 产生意的太太担心在那么偏远的地方通 讯联络大成问题，因此加勒比之旅始终 未能成行。然而，伯蒂格的头脑中却产 生了一个梦幻般的想法： “如果有一台在世界任何地方
任何时候都能够通话的手机， 该有多好！”
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6、铱星系统失败的分析
一、投资数额巨大、入不敷出 大量卫星的发射和超前的星际链接技 术加大了系统的成本。 ◆ 系统投资 全部投资高达57亿美元 ◆ 资金来源 投资、股票融资、借债 ◆ 运营收入 2000年3个月仅为15万美元 ◆ 偿还利息 每个月高达4000多万美元 ◆ 维护系统 每年要花费几亿美元 ◆ 经营亏损 3个月高达5亿多美元
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铱星寻呼机
寻呼机
液晶显示屏可显示4行共80个字符，显 示的文字包括简/繁体中文、英文、法 文、德文、日文、朝鲜文、意大利文、 葡萄牙文、西班牙文和泰文。
京瓷寻呼机
重118g， 体积是77×72.3×22.5mm。
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4、铱星系统—通话费用
通讯费用：
各地不同2.45-8.00美元/分钟。 中国：国内9.8元/分钟；国际27.4元/分钟
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6、铱星系统失败的分析
二、项目论证失误 预测的市场和实际情况相差甚远， 无法保证资金的正常回收而正常运行。
◆ ◆ ◆ ◆
预计 要求 实际 结果
5年内用户达到3600-4200万 65万用户可保证运行、盈利 系统运行10个月用户仅2万人 实际情况与预期值相差甚远
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6、铱星系统失败的分析
三、服务质量不能满足用户的要求 急功近利，仓促地投入使用，导致运 营服务质量较差，不能令用户满意。 ◆ 仓促上马原因 受投资方合约的限制 ◆ 较差使用效果 室内不能使用、掉线 ◆ 导致严重后果 用户的失望客户流失
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6、铱星系统失败的分析
四、手机价格和服务费用较高
铱星手机价格在5000美元以上； 使用费用开始时收费3美元/分钟甚至 更高。
◆ 一次成本 限制了多数普通用户 ◆ 使用成本 令许多用户望而却步
铱星公司
1990年6月25日，MOTOROLA公司正式向全世界宣 布铱星计划。 1991年摩托罗拉发起，由中国美国加拿大日本 等14个国家的17个投资者参与，成立了铱星全 球通信公司。
铱星名称
因卫星数与铱原子（Ir）的电子数相同而得名。
业务计划
于1998年2月正式向用户提供卫星全球移动个人 通信服务。
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5、铱星系统－应用现状
应用现状
由于铱星公司在股市上的崩溃，2001 年2月26日停止全球范围内提供商业应 用，仅仅服务于美国国防部。
未来发展
设想2004年将重新对公众开放，通话 费用将降低到1美元以下。但梦想未能 成真。
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6、铱星系统失败的分析
过程及结果 公司成立——1991年 发射卫星——1996年 公司上市——1997年 系统开通——1998年 申请破产——1999年 宣布失败——2000年
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铱 星 系 统 结 构 物 理 模 型
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3、铱星提出的背景（1）
移动通信缺点：
在85年前后，模拟移动电话刚推出时间 不长，由于缺乏统一的移动通信标准， 无法实现不同地区的漫游。另外覆盖范 围有限。
漫游的重要性：
手机的使用者仅仅在本地或一定的范围 内使用，这对往来于不同城市、不同国 家之间的人士带来很大的不便。
维护工作
控制中心24小时全天候值守，约有200名工程 师在这里轮流值班工作。随着运转走向正常， 控制中心的人员将大大减少。
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三个地面测控站
测控站位置
分别位于夏威夷、意大利、加拿大 （扩大控制中心的视野）；
测控站任务
完成遥测、跟踪和控制的任务，它们 直接与控制中心连接在一起，以调整 卫星发射定位及后续轨道的位臵。
我国应用
中国银行贵州分行购买了几十部手机装备其 运钞车。我国南极、北极科学考察队员的联 系工具。
土耳其应用(1999.8-11)
在土耳其发生大地震后，为灾区送去25部铱 星手机，在救援中发挥极大作用。
台湾应用（1999.9.21）
发生大地震时，当其他通信系统遭到毁灭性 摧毁时，也是铱星电话发挥了神奇的作用。
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4、铱星系统的目标
通信范围
凡是铱系统内的用户终端，在任何地方 都可以通过铱星系统，进行包括南极和 北极在内的全球范围内的电话、传真、 寻呼和数据通信，成为全球的数字化的 卫星个人通信系统。
卫星定位
能够同所有符合规定的其他卫星定位系 统组合在一起，提供全球无线电卫星定 位业务。
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5、铱星公司的成立
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铱星终端
铱星手机
摩托罗拉生产的双模式手机重量不到 454g；京瓷公司的铱星手机400g，可 用于卫星或地面无线通信。 其外观与普通蜂窝手机相似，但是体积 和重量较大，这种手机要插入一个与当 地蜂窝网协议兼容的适配器才能接通地 面蜂窝网。 随着技术的不断提高手机体积减小。
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铱星用户终端