宽带卫星通信 铱星系统
铱星系统功率
铱星系统功率
铱星系统是一种全球卫星通信系统，它由许多小型卫星组成，覆盖全球各地。
铱星系统的成功与其强大的功率密不可分。
首先，铱星系统的功率提供了可靠的通信连接。
由于铱星系统借助卫星进行通信，无需依赖地面基站的覆盖范围，因此可以实现全球性的通信服务。
而这种全球性的通信覆盖正是依赖于铱星系统卫星的强大功率。
无论是在陆地上的城市还是在海上的船只上，铱星系统都能提供稳定而强大的通信信号，使人们能够随时随地进行高质量的通信。
其次，铱星系统的功率为世界各地的各行各业提供了许多指导意义。
例如，在应急救援行动中，铱星系统的高功率可以确保救援人员与维护人员之间的实时通信，使得救援行动更加高效和安全。
在交通运输领域，铱星系统的功率可用于船舶、飞机等交通工具的导航和通信设备，提供更好的安全性和准确性。
同时，对于科学探索和研究领域，铱星系统的功率提供了持续的卫星监测和数据传输能力，为环境保护、气象预报等提供了重要的数据支持。
此外，铱星系统的强大功率还在现代军事领域发挥着重要作用。
军事部队可以借助铱星系统的全球性覆盖和强大的功率，实现实时通信、战术导航和情报传输等功能。
这不仅提高了军事行动的效率，还保障了士兵和指挥官的安全。
总之，铱星系统的功率在全球通信、救援行动、交通运输、科学
研究和军事领域中发挥着重要作用。
它的全球性覆盖和强大的功率为
我们的生活带来了便利，为各行各业提供了重要的支持和指导。
未来，随着科技的进一步发展，铱星系统的功率可以进一步提升，为我们的
生活和工作带来更多的便利和创新。
铱星系统网络结构原理
铱星系统网络结构原理铱星（Iridium）通信系统是美国摩托罗拉公司提出的依靠卫星提供联络的低轨全球个人移动通信系统，使用手持式终端。
由于原设计是布放77颗卫星，按化学元素“铱”的原子序数排列，故取名为铱星通信系统。
后来对原设计进行调整，布放的工作卫星数目改为66颗（另有6颗备用卫星），但仍保留原名称。
铱星系统能够覆盖到全球各个角落，无论在海上、陆地或空中，人们都可以利用铱星系统与任何地区的任何人通话，从而实现了真正意义上的“全球通”。
如果通话距离较远，单个卫星无法完成传递任务，则信号可先通过各个卫星间传递。
其用户主要来自海事、民航、油气钻探、采矿、建筑、林业等部门以及其他一些组织和个人，目前美国国防部是其最大的用户。
1、铱星系统网络结构铱星系统总体结构与链路关系如图1所示。
图1.铱星系统总体结构与链路关系示意图（1）空间段铱星网络的空间段（即星座）由66颗低轨道卫星组成，轨道高度约为780km，卫星重量约700kg，设计寿命一般为5~7年。
这66颗卫星分布在6个极地轨道面上，每个轨道面上有11颗卫星，另外还有1颗备用卫星，保证每个平面至少有1颗卫星覆盖地球。
卫星以大约27000km/h的速度绕地球旋转，运行周期约100min。
每颗卫星与其他四颗卫星交叉链接，两个在同一个轨道面，两个在邻近的轨道面。
铱星星座和铱星外形如图2所示。
图2.铱星星座和铱星外形（2）地面段铱星网络的地面段包括系统控制中心站(SCS)、关口站( Gate-way) 和测控站。
SCS有两个，一主一备，任务是控制66颗铱星在轨道的运行位置和星体状态，使每一颗星都保证以正确的姿态飞行在自己应在的轨道和位置，并将卫星的状态数据提供给关口站，从而保证星与星、星与地之间的正常通信联络。
关口站共有12个，用于连接地面网络系统与铱星系统，并对铱星系统的业务进行管理，提供每一个铱系统呼叫的建立、保持和拆除，支持寻呼信息的收集和交付。
测控站有3个，用于完成遥测、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置。
Iridium(铱星)系统介绍
ETS功能
1. 2.
3.
4.
ITM包处理 参与呼叫处理CPLD ring-alerting handoff ET管理 ETS时钟处理
ITM包数据处理
ITM桢结构
ET功能
1. 2.
3.
捕获卫星 在轨跟踪 重新捕获
MOC功能
源消息收集 维持和存储用户信息和消息 通过MTC完成DMS业务 通过SSS完成VM和ECC业务 监测MOC的运行 向OMCG报告故障，安全等管理信息 提供到OMCG的计费接口
呼叫处理过程
系统呼叫处理分步说明
ISU做主叫 SU做被叫 PSTN做主叫 PSTN做被叫
ISU作主叫
ISU作被叫
PSTN作主叫
PSTN作被叫
呼叫处理完整过程
ISU呼叫ISU：
呼叫处理完整过程
ISU呼叫PSTN
铱系统消息业务
消息业务种类： 定向消息业务DMS 语音消息业务VM 增强呼叫完成业务ECC 传真的存储和转发业务FSF
系统控制 部分组成SCS
遥测跟踪指挥中心TTAC TTAC-N Iceland 2ETs TTAC-E Canada 4ETs TTAC-W Canada 4ETs TTAC-C USA 2ETs CF运维中心 SNOC 主控 TOC 临时 BOC 备份
系统控制 部分组成SCS
卫星footprint
每星48波束 每星footprint直径 2800Km 所有卫星footprint可 重叠
星体介绍
轨道高度约为700公 里，周期约100分钟 3个业务天线 L段 4个星际天线SV 4个馈线天线GW 2个太阳能光板 推进器、 燃料仓及 其它星上标准设备 寿命，2014年
铱星系统文档
铱星系统简介铱星系统是一种全球性卫星通信系统，由 Motorola 公司于上世纪90年代开发并推出。
该系统由多颗卫星组成，用于在全球范围内提供移动通信和数据传输服务。
铱星系统采用低轨道卫星，可以覆盖全球范围，并提供高质量的语音通信、数据传输和定位服务。
构成铱星系统由多颗卫星组成，每颗卫星都维持在低轨道上，围绕地球运行。
每颗卫星位于约800公里的轨道高度上，这使得信号可以以较低的延迟传输。
整个系统由66颗主卫星和备用卫星组成，分为六个轨道平面，每个轨道平面包含11颗卫星。
这种构造确保了在任何地点和任何时间都能收到系统的信号。
功能移动通信铱星系统是一种全球性的移动通信系统，用户可以通过铱星网络使用自己的移动设备进行语音通话和短信传送。
用户只需在设备上安装铱星通信应用程序，即可通过卫星进行通信，无需依赖地面基站。
这使得铱星系统在偏远地区和海洋上具有重要的应用价值。
数据传输除了语音通信，铱星系统还支持数据传输服务。
用户可以通过铱星网络传输数据，包括电子邮件、文件传输和互联网接入等。
铱星的数据传输速度相比其他卫星通信系统可能较慢，但在没有其他通信基础设施的地区，铱星系统是一种可靠的选择。
定位服务铱星系统还提供定位服务，用户可以通过铱星设备定位自己的位置。
通过与铱星卫星的通信，系统可以计算出设备的经纬度坐标，提供准确的定位信息。
这对于探险者、海员和军事应用等领域非常有用。
应用领域海上和航空领域铱星系统在海上和航空领域有广泛的应用。
船舶和飞机可以使用铱星设备进行通信和定位，确保安全和效率。
铱星系统的覆盖范围广，几乎可以覆盖全球的海洋和空域。
军事应用铱星系统在军事领域也有重要的应用。
军方可以利用铱星设备进行通信、数据传输和定位，以支持作战行动和战场管理。
铱星系统的全球覆盖和可靠性使其成为军事通信的一个重要选择。
非洲和拉丁美洲地区在非洲和拉丁美洲地区，铱星系统是一种重要的通信基础设施。
在这些地区，地面基础设施不完善，通信覆盖范围有限。
卫星通信技术概念及特点
卫星通信技术概念及特点摘要：以业务、技术实现方式为依据进行分类可将卫星通信系统分为卫星移动通信系统、卫星固定通信系统，现有的卫星移动通信系统有北斗卫星系统、海事卫星系统、铱星卫星系统等。
卫星移动通信系统的作用主要是传输短报文、定位、语音、数据等，而卫星固定通信系统的作用则主要是通信、广播以及提供互联网业务和 VSAT 通信业务。
关键词：卫星移动通信系统卫星固定通信系统空间通信网概念技术引言：自从 80 年代以来，卫星通信系统不断发展，在我国各大领域中得到了广泛的应用。
随着科学技术的进一步发展，人们对数据的传输速度以及信息的实时性与可靠性等都提出了更高的要求。
本文从卫星移动通信系统的概述说起，介绍了卫星通信系统的发展，并详细阐述了卫星移动通信系统在实际中的应用，旨在于进一步推动我国卫星通信系统的发展与应用。
1行业应用现状1.1纤维和载体方式从电力监控安全系统相关的保护的规定可以看出，需要对电源隔离装置、加密装置、防火墙、开关等设备进行配置，需要大量的投资成本和大量的设备维护，同时具备了相对于较大的工作量。
在山区、森林、沙漠等偏僻的地区，都有光纤和交通通道，因此，工作有着较大的困难，易破碎，不易维修。
光纤和输电线路工程施工的过程中会遇到山洪，冰冻，泥石流等自然灾害，这些自然灾害很容易使得通讯中断，同时在发生故障的同时很难给以具体的排查和维修。
1.2GPS通信方式功能不齐全GPS系统通常情况下只具备定位以及定时的相关功能，而在信息传输的过程中不具备通信的能力，所以没有办法符合现实使用的要求。
安全得不到保障。
GPS产于美国，并非属于我国自己生产的全球定位的系统，但是我国的电力系统在能源中占据着比较关键的地位，多以在电力系统中使用GPS，可能会使得对技术的操控失败，或者是暴漏生产的目标，存在着诸多的风险。
环境产生的影响。
如果只是使用GPS的定位和定时的功能，因为GPS 可以对全球进行覆盖，会受到自然环境的影响，尤其是在建筑物比较密集的地区以及盆地，山谷等地方，会使得GPS无法搜索到卫星的信号。
铱星系统
“铱星系统”的悲歌“铱星系统”计划始于1987年，历时14年，前后共投资50多亿美元，它的目标是建立一个把地球包起来的“卫星圈”－－一个由每颗重680公斤、共77颗卫星组成的、网络覆盖全球（包括南、北极及各大海域）的大型低轨卫星通信系统，并以在元素周期表上排第77位的金属“铱”命名。
1997年铱星系统投入商业运营，铱卫星移动电话成为惟一在地球表面任何地方都能拨打电话的公众移动通信工具。
1亿美元的广告宣传将铱星推向极至，1998年被美国《大众科学》杂志评为年度全球最佳产品之一，被我国两院院士评选为年度十大科技成就第二位。
从科技的角度看，铱星系统的确是一个美丽的故事：采用了复杂、先进和星上处理和星间链路技术，相当于把地面蜂窝网倒置在空中，使地面实现无缝通信，同时实现了卫星网与地面蜂窝网之间和跨协议漫游。
由此，铱星系统被认为是开创了全球个人通信的新时代，是现代通信的一个里程碑，它使人类在地球上的任地方都可以相互联络。
其最大的特点就是个人通信须下全球化，实现了5个“任何”（5W），即任何人（whoever）都可以在任何地点（wherever）、任何时间（whenever）与任何人（whoever）采取任何方式（whatever）进行通信。
然而，仅仅到2000年3月18日，铱星系统就由于背负40多亿债务而正式宣告破产。
整个项目，亏损50多亿美元。
昨夜的星光灿烂，转眼化作了一道美丽的流星。
铱星系统的高科技含量毋庸置疑，但77颗璀璨夺目的卫星把它绑定为高高在上的“贵族”，铱星手机每部价格高达3000美元，其通话费用国内每分钟9.8元人民币，国际每分钟27.4元人民币，这一切使得铱星系统的用户数目远远低于它的预测，在开业初期的两个季度，铱星系统在全球只发展了1万名用户，到宣布破产时保护时才发展了2万多客户。
而据估计，若要盈利则至少需要65万名客户，成本居高不下的竟争劣势也十分明显。
昂贵和普及是一对矛盾。
技术先进给了铱星系统耀眼的光环，却没有给它带来应有的效率和实用价值，在任何地方、任何时间与任何人通信，对多少人是必要的、有足够的价值呢？铱星系统也许代表了未来通信的发展方向，但却至少在市场进入的时机选择上是错误的，可见技术的超前性固然重要，但是它并不能代表有效需求，也很难有强大的生命力。
机载卫星通信系统——铱星系统和海事卫星系统之比较
输 ：铱星 特 有的星 际传 播 ，使其在 通信上 完全 摆脱 了对地面 基站 的依 赖 。而 海 事通信 链路 则依赖 地面
通信链 路 ，可靠性 差 。 （ ）高频 和 甚 高频 的频 谱 资源 限制 性 较 大 ， ３ 影 响无 线通信 能力的增 强。 利用 卫星 通信 系统 可克服 以上 缺 点，在 飞机 与 地 面之 间为机 组人 员和乘 客提供 话音 和数据 通信业
统 。第 四代海 事卫 星系统 由亚太 区域卫 星 、欧非 区
１ 概述
目前 的航 空通信 系 统主要 依赖 高频 与甚 高频 ， 其通 信手段存 在 以下主要 问题 ： （ ）甚 高 频通 信 主要 是 视 距传 播 ，通 信 范 围 １ 只限于 视距 范围之 内，通 信距 离受 到很大 限制 ，远 远不能满足 大型客机远 程信息传输 的需要 。 （ ）高频 通 信 虽然 可 以做 到超 视 距 传输 ，但 ２
络通 信卫 星 。随着第 四代海事 卫星 发展 ，其技 术能
力 有 了显 著提 高 ，业 务范 围也不 断扩大 ， 目前 已成
为集 全 球 海 上 常规 通 讯 、陆 地 应 急 遇 险 、航 空 安
全 通信 、特殊 与战备 通信 一体 的高科技 通信卫 星系
是受 电离层 不稳 定 因素影 响很大 ，不能提 供稳 定的
每 个平 面 分 别有 １ 在 轨备 用星 。在极 平 面上 的１ 个 １ 另外 ，铱 星通 信链 路不 依赖 地面 基站 的星星 传
颗 工作 卫星 ，就像 电话 网络 中 的各 个节 点一 样 ，进 行 数据 交换 。备用 星 随时待 命 ，准 备替 换 由于各 种
原 因不 能工 作 的卫星 ，保证 每 个 平 面至 少有 １ 卫 颗 星 覆盖 地 球 。卫星 在 ７ ０ 里 的高 空 以２ ０ ０ ８公 ７ ０ 公里／
铱星通信体质简介
1、铱星系统简介1.1 铱星系统总体组成铱星系统是由美国摩托罗拉公司构建的世界上第一个低轨道全球卫星移动通信系统，其目标是向携带有手持式移动电话的铱用户提供全球个人通信能力。
系统的名称源自星座中由77颗环绕地球旋转的卫星，就像是化学元素“铱”中有77个电子环绕原子核旋转一样，后来经过对系统的初始设计之后，星座的卫星数降为66颗，但保留了原来的名称。
铱星系统组成总览如下图1所示：图1 铱星系统铱星系统包括4个组成部分：卫星星座、系统控制段（SCS）、信关站（Gateway）和用户单元。
一、卫星星座卫星星座包括66颗主要卫星，组成一个覆盖全球的L频段蜂窝小区（波束）群，用于向移动用户提供业务。
二、系统控制段系统控制段负责控制卫星星座及为卫星计算和装载频率计划和路由信息。
三、信关站信关站负责呼叫建立、连接到地面PSTN和卫星星座。
与卫星星座的连接是用工作在Ka频段的高增益抛物面跟踪天线来实现的；与PSTN的连接是经由到国际交换中心（ISC）的中断线来实现的，在该中断线上使用PCM传输和7号信令系统（SS7）或多频互控响应（MFCR2）信令。
四、用户单元用户单元负责向用户提供业务，包括手持机、车载终端、机载终端、船载终端和可搬移式终端等。
1.2 铱星系统空间频段铱星系统空间段包括66颗低轨道智能化小卫星组成的星座，这66颗卫星连网形成可交换的数字通信系统，每颗卫星提供48个点波束。
星间链路使用Ka 波段，频率为23.18~23.38GHz。
卫星与地球站之间的链路也采用Ka波段，上行为29.1~29.3GHz，下行为19.4~19.6GHz。
Ka波段关口站可支持每颗卫星与多个关口站同时通信。
卫星与用户终端的链路采用L波段，频率为1616~1626.5MHz，发射和接收以TDMA方式分别在小区之间和收发之间进行。
1.2.1 铱星系统空间频段选择分析首先源于无线电频率是一种有限的自然资源，ITU（国际电信联盟）对频率的划分与用途有着相关的规定，因此我们不能随便的选择频率，理应依据规定来选择。
铱星系统介绍与思考
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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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。
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。
铱星通信系统详解
铱星通信系统详解1.铱星系统简介：卫星星座: 铱系统诞生于1998年，拥有一个几何结构独一无二的低轨地球（LEO）卫星网,并据此提供全球通信,覆盖范围包括一般地球同步卫星鞭长莫及的最边远极地地区。
低轨卫星允许卫星移动电话或固定装置配备一个极小的外接天线便可通话，音质明亮清晰，没有较高轨卫星通信中常见的滞后和回音.铱星的卫星星座包含66颗工作卫星,组成六个轨道平面,它们分布在近地极轨道上距地球485英里（780公里)的上空，以16,832英里(27，070公里）时速，每100分钟围绕地球转一圈。
卫星之间的间隔约2，800英里。
星上采用先进的数据处理和交换技术，并通过星际链路在卫星间实现数据处理和交换、多波束天线.铱系统最显著的特点就是星际链路和极地轨道。
星际链路从理论上保证了可以由一个关口站实现卫星通信接续的全部过程。
通信网络：卫星星座布局确保地球上任何位置在任何时间至少被一颗卫星覆盖，每颗卫星与其他四颗卫星形成交叉链接-其中两颗在相同轨道平面上,另两颗在相邻平面上。
卫星不必覆盖地面关口站，而是通过星际链路将通话信号传送到铱星关口站，关口站再将通话信号发送到地面电话和数据通信网络中。
(如果通话是在铱星系统内两个电话之间进行,则不必通过关口站，而直接在卫星之间传送。
）低轨卫星系统的低时延给铱系统提供良好的通信质量.地面设施：铱星商用关口站设在美国亚利桑那州,主要在卫星和地面通信网络之间提供中继连接.此关口站还承担管理铱星系统内部网络节点和链路的功能.铱星在美国弗吉尼亚州设有卫星网络运行中心,提供卫星网络的运行控制和支持服务,并在亚利桑那州设有备用支持中心，公司还在全球四个战略位置上部署了遥测跟踪控制站.铱星系统在L频段(1616~1626。
5MHz）上传送卫星语音和数据信号，而星际链路、地面上行和下行链路则使用Ka频段的频率.通信用户: 铱星的主要服务对象是那些没有陆地通信线路或手机信号覆盖的地区,以及信号太弱或超载的地区，为身处这些地区的用户提供可靠的通信服务,其商业服务市场包括航海、航空、急救、石油及天然气开采、林业、矿业、新闻采访等领域。
第二代铱星系统Iridium+Nezt及其搭载应用概况
１天
灾害抢救，野火
１年
森林退化．沙漠化，作物
选星
２０１０ ３
Ｉ天
冰层范围
１年宴地季节性和年问变化 （５）基宜互能曲廷蠡： 还有两项正在审核的可能任务，这些任务涉及的传感器要么是新型号的，要么正在重新进行工 程设计制造，它们分别是： ·大气层化学传感器 ·云层运动矢量传感器
这两项任务将在传感器获得充分完善并测试后，进入Ｉｒｉｄｉｕｍ Ｎｅｘｔ的从属搭载应用。 ３ ２观测敦据的传输模型
３１２
第六届卫星通信新业务新技术学术年会 为标准格式并且存档；
２０１０ ３
·第２级：经过校准后的数据在恰当的时刻传送到主要用户；
·第３级：对数据进行增值处理后，相应的产品可以卖给商业和企业用户：
由于Ｉｒｉｄｉｕｍ系统的全球覆盖性及拥有的星座通信功能，那些位于地球表面（如陆地、冰层或
海上）以及大气层中的远程传感平台，可以直接将数据传输到上方的观测卫星。同样地，软件程序 也可以通过卫星网络从实验室直接下载到远程平台。
测量仪器：
６ＰＳ接收机，篼刑走线
数蕾：
蛙少１２个传感器，每个轨道面２个
扫描带：
冀面视角，每天每个传感器探测８００ ｉＩ：
测量时间尺度：
“１小时 ｌ小时
＊Ｈ踪极端大气情况 天气现场报告
ｌ周
大气预报
１年
季１Ｙ性变化
１０年
气候变化，水文周期
（４）廷赶上成像仪（ｉｍａｇｅｒｓ）
主要工作任务是测量海洋的颜色．探Ⅲ４碲地的森林退化和沙漠化｝￥度。如世６所示
第六届卫星通信新ｍ务新技术学术年会 Ｋａ频段业务
３） 皇曰嗵垫擅羞
专用信关站
在Ｉｒｉｄｉｕｍ系统中的专用网络
手机群归属专用信关站
铱系统的基本工作原理
铱系统的基本工作原理
铱系统是一种卫星通信系统，其基本工作原理如下：
1. 卫星网络：铱系统由一组绕地球轨道运行的66颗卫星组成。
这些卫星均匀分布在六个不同的轨道平面上，每个平面包含
11颗卫星。
2. 用户设备：用户设备可以是手机、传呼机、数据终端或其他支持铱系统通信的设备。
用户设备通过无线信号与卫星进行通信。
3. 信号传输：用户设备发送的信号通过天线发射到空中，接收到信号的卫星即刻转发给接收站。
4. 地面站：地面站是位于全球各地的设施，用于管理卫星通信。
它们负责与卫星进行通信并处理信号转发。
5. 网络控制中心：铱系统的网络控制中心负责协调全球范围内的通信流量和连接。
它管理用户设备的注册、通信路由选择和保密等功能。
6. 信号转发：地面站接收到信号后，将其传输到指定的接收站，然后转发给接收站所在的位置。
接收站将信号转发给目标用户设备。
7. 用户设备接收：用户设备接收到信号后，将其转换为可读或可用的信息。
用户可以通过用户设备进行通话、发送短信或传输数据。
总结而言，铱系统的工作原理包括用户设备通过无线信号与卫星通信，卫星将信号转发到地面站，地面站再转发到接收站，最后转发给目标用户设备，实现全球范围内的通信服务。
无线物联网基础与应用_北京邮电大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年
无线物联网基础与应用_北京邮电大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.判断：可重复编程只读标签在读写器识别过程中只能读出不能写入答案:正确2.RFID属于物联网的______层。
答案:感知3.传感器节点在实现各种网络协议和应用系统时，存在一些现实约束，下列哪项不是约束（）答案:传感器节点限制4.判断：在自由空间中无线电波向外传播能量的衰减与距离无关答案:错误5.GPS主要由哪几个部分组成（）答案:空间_地面控制_用户设备6.判断：在GPS卫星系统中，地球上任何地点均可连续同步观测到至少4颗卫星答案:正确7.无线传感器网络要解决的问题是（）答案:物物交互8.__________层位于物联网三层模型的最底端，是所有上层结构的基础。
答案:感知9.判断：有源RFID标签由内部电池提供能量答案:正确10.判断：二维条码信息容量大答案:正确11.判断：一维条码一般是在垂直方向表达信息答案:错误12.物联网的体系结构不包括（）答案:会话层13.移动通信的工作方式可以分为单工、双工、半双工、_____。
答案:移动中继14.ZigBee可以支持网状、_____和混合状拓扑等多种网络拓扑结构。
答案:星形##%_YZPRLFH_%##星状15.要实现Ka频段卫星通信技术，必须要克服的问题有（）答案:保证高速率传输，减少时延_研制该频段的星上处理器_信号雨衰_保证星间有效通信16.IPv4地址长度为_____bit，IPv6地址长度为_____bit。
答案:32, 12817.下列有关第一代铱星系统的说法，不正确的是（）答案:在网络结构方面，铱星系统采用的是星状网络结构18.卫星通信系统按照其提供的业务可以分为宽带卫星通信系统、卫星固定通信系统和（）答案:卫星移动通信系统19.一个卫星通信系统由空间分系统、（）、跟踪遥测及指令分系统和监控管理分系统四部分组成。
答案:通信地球站20.EPC条形码的编码方式有一维条码与二维条码两种，其中二维条码（）答案:可不依赖资料库及通讯网络的存在而单独应用21.RFID属于物联网的（）层答案:感知22.判断：在GPS卫星系统中的信号生成与发射装置仅能发射L1波段的信号，覆盖约半个地球答案:错误23.RFID卡（）可分为：有源(Active)标签和无源(Passive)标签答案:按供电方式分24.互联网的体系架构中没有_________层。
基于GSM的铱星通信系统
和 短信 等通 信 。铱 星 系统 目前 虽 然还 没有 被 国 际海 事
组 织认 可 ． 也 不是 船舶 必 配设 备 ， 但是 铱 星系 统 开创 了
１ ． １ 铱 星 系统 的基本 体 系结构 铱星 系统 的基 本体 系结构 如 图 １ 所 示 ，主要 由卫 星星 座 、 用 户终 端设 备 和 网关 （ 地球 站 ） 组成。
全 球个 人通 信 的新 时代 。 对 于远 洋作业 的船 舶 ， 铱星 通 信 系 统能 够使 船 员进 入 手持 机通 信 时代 ，这 是 非 常有
意义的。
卫 星 星 座 为 用 户 终 端 和 网关 地 球 站 提 供 通 信 线 路 。网关 作 为交换 中心 ， 建 立所有 与任 何地 面 网络连接
基 于 ＧＳ Ｍ 的 铱 星 通 信 系 统
青 岛远 洋船 员职 业 学 院 张 颖 王化 民
内容 提 要 ： 基于 Ｇ Ｓ Ｍ 的铱 星 通 信 系 统 正 越 来 越 多 地被 海 上 通 信 用 户 使 用 ， 此 文 对 铱 星 通 信 系统 的 系统 结 构 、 网络结构 、 铱 星 星座 的交 联 结 构 、 无 线 电信 道 的分 配 、 铱 星 传 输 模 式 ，以及 铱 星 通 信 系 统 的 通 信 路 由等 进 行 了介 绍 ， 并 分 析 和 展 望 了 铱 星 通 信 系 统 对 保 障 海 上 通 信 的优 势 和存 在 的 问题 。
的特 点是 采用 了星上处 理 和星 间链 路技 术 ，以及跨 协
议 漫 游方 案＿ ｌ １ ： 无 论何 时何 地都 能保 证数 据 通信 的信 号
强度 和可 靠性 ． 不 受 天气 、 高度 、 电离层 、 距 离等 不稳 定 因素 的制 约 。
铱星系统物联网应用技术简析
向全社会融 资建造第 二代卫 星。铱星 的第二代卫 星被命名 为 Ｉ ＮＸ，Ｉ 将 于２ １年前后首次发射 ，２ １年完成部署 。 ＮＸ ０３ ０６ 地面 网络 由系 统控 制 段 、关 口站 （ 与地 面 其 它 网络 相
全球操作支持和 卫星星座的控制服务 ，系统控制 段主 要有 ３ 个
时 间都 至少被一颗 卫星所覆盖 。这些卫 星在靠近极 地区 的轨
道高度为７ ０ ｍ，它们 以２ ０ ０ ｍ／ 的速 度绕地球一周 ，绕 ８ｋ ７ ０ｋ ｈ
３２
地球一 周的时间 为１ ０ ｉ 。每 颗卫星与 周围其它 的４ ０ ｒｎ ａ 颗卫星
ｌ
卫
进行交 叉链 接 ，两颗 卫星在 同一 轨道上 ，另两颗卫 星在相邻
１ 星卫星网络概述 铱
铱 星系统是 一个基于卫 星的无线通信 网络 ，可为地球上 任何地 方提供一 系列的突发数 据业务 。铱星系 统主要 由三部
分组成 ：卫星 网络 、地面 网络和铱星 用户产 品 （ 包括 电话和 Ｂ 机等 ）。铱 星网络的设计允许数据路 由选择至世界的任何 Ｆ 地方 。这些数据 呼叫从一颗卫 星 向另一颗 卫星进行 中继 ，直 到它们 到达铱星 用户 设备 的正 上方的卫 星 ，然后将 星星座预计将持 续提供全球覆 盖至２ １ 年 。 ０４ 为 了更 好地 改善 星座 通信 卫星 的通 信 能力 ，铱 星于 ２ ０ 年 ０ ５
（ ３）振玲 ，网关站至移动用户 ２ 的呼叫被建立 ； （ ４）移动用户２ 回答呼叫请 求 （ 总建立 时间最高２ ｓ ５ ）；
络 的互 联 。关 口站也为 它们 自己的网络元件 和链路提供 网络
管理功能 。
7铱星及卫星移动通信系统(修改2)
• 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：InterOrbit Links）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。 21
第三代卫星移动通信系统：手持终端 ·1998年，铱（Iridium）系统成为首个支持手持终端的全球低轨卫星移动通信系统 ·2003年以后，集成了卫星通信子系统的全球移动通信系统（UMTS/IMT-2000）
5
卫星与地面移动通信系统的比较
卫星移动通信系统 易于快速实现大范围的完全覆盖
全球通用
地面移动通信系统
第一代卫星移动通信系统：模拟信号技术 ·1976年，由3颗静止卫星构成的MARISAT系统成为第1个提供海事移动通信服务的 卫星系统（舰载地球站40W发射功率，天线直径1.2米） ·1982年，Inmarsat-A成为第1个海事卫星移动电话系统
第二代卫星移动通信系统：数字传输技术 ·1988年，Inmarsat-C成为第1个陆地卫星移动数据通信系统 ·1993年，Inmarsat-M和澳大利亚的Mobilesat成为第1个数字陆地卫星移动电话系统 支持公文包大小的终端 ·1996年，Inmarsat-3可支持便携式的膝上型电话终端
铱星及卫星移动通信
1
主要内容
➢1.卫星移动通信及其关键技术 ➢2.铱星计划及其衰落 ➢3.宇宙垃圾与空间碎片产生及危害 ➢4.星座构型设计与保持技术、轨道摄动理论
2
• 1. 卫星移动通信及其关键技术
铱星系统概况及发展分析
铱星系统概况及发展分析一．什么是铱星系统铱星系统是美国于1987年提出，由美国摩托罗拉公司设计的全球移动通信系统。
它的天上部分是运行在7条轨道上的卫星,每条轨道上均匀分布着11颗卫星,组成一个完整的星座。
它们就像化学元素铱(Ir)原子核外的77个电子围绕其运转一样,因此被称为铱星。
后来经过计算证实,6条轨道就够了,于是,卫星总数减少到66颗,但仍习惯称为铱星。
铱星系统作为第一代通信星座系统，通过南北极运行在780千米的轨道上,每条轨道上除布星11颗外,还多布1至2颗作为备用，每颗星质量670千克左右,功率为1200瓦,采取三轴稳定结构,每颗卫星的信道为3480个,服务寿命5至8年。
由美国的"德尔它2型"火箭,俄罗斯的"质子k型"火箭和我国的"长征2号丙改进型"火箭分别承担了铱星的发射任务。
1998年5月,布星任务全部完成,11月1日,正式开通了全球通信业务。
二．铱星系统的由来现代电信系统的市场基本特征之一,就是要具有强大的市场竞争力。
先进合理的现代电信系统设计,不仅要考虑其使用功能,而且要考虑其市场生存力。
通常现代电信系统的设计,主要从性能维,经济维,时间维和发展维所构成的四维空间中,寻求最优状态设计。
铱星卫星移动通信系统计划,是在十分鲜明的技术,经济和市场背景下产生的。
随着世界经济与社会生活的发展,人类对通信的需求也呈现日益增强的势头。
在这种需求中,移动通信越来越具有不可替代的使用价值。
而在移动通信的发展中,卫星移动通信系统也在不断增强着其竞争力。
毫无疑问,随着通信科技的发展,在移动通信的市场中,必将出现卫星移动通信系统,地面移动通信系统和最近问世的同温层平台移动通信系统(HAPS)三分天下的局面。
卫星移动通信过去一直是由GEO(地球静止轨道)实现的。
其业务主要由INMARSAT(国际移动卫星组织,即原国际海事卫星组织)所经营和提供。
7铱星及卫星移动通信系统
卫星与地面移动通信系统的比较
卫星移动通信系统 易于快速实现大范围的完全覆盖
全球通用
地面移动通信系统
覆盖范围随地面基础设施的建设 而持续增长
多标准，难以全球通用
频率利用率低
频率利用率高（蜂窝小区小）
遮蔽效应使得通信链路恶化
适合于低人口密度、有限业务量的 农村环境
提供足够的链路余量以补偿信号衰落
适用于该人口密度、大业务量的城市 环境
• 2.铱星计划及其衰落
铱星计划
➢ 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
为零，因此星际链路天线的指向角是固定 的，也无需跟踪功能
星际链路（ 续）
• 面间星际链路 ➢由于卫星间存在相对运动，因此星际链路
天线的方位角、仰角以及链路长度都是时 变的，因此需要采用跟踪天线
星际链路（ 续）
• 层间星际链路 ➢不同高度轨道平面内的卫星间存在相对运
动，使得层间星际链路会发生重建 ➢需要采用跟踪天线 ➢接入卫星选择策略对层间星际链路的稳定
传输方向 ↓ ↓ ↓ ↓ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑
业务类型 LMSS和MMSS MMSS和低速率LMSS AMSS（可公用）
LMSS MMSS和低速率LMSS
LMSS和MMSS MMSS和低速率LMSS
AMSS（可公用） LMSS
• 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
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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 5年内用户达到3600-4200万 ◆ 要求 300-400万用户可保证运行 ◆ 实际 系统运行10个月用户仅2万人 ◆ 结果 实际情况与预期值相差甚远
46
6、铱星系统失败的分析
业务计划
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
11
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
12
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。 卫星689千克，1200W， 设计寿命是5～7年。 每颗卫星上有48个发射点用来传送通讯信号。
16
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。
中心任务
控制66颗铱星在轨道的运行位置和星体状 态，使每一颗星都保证飞行在自己应在的 轨道和位置，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。
8
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。 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。Biblioteka 卫星定位9
铱星公司
25
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
5
铱 星 系 统 结 构 物 理 模 型
6
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。 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。
42
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。
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。
未来发展
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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
铱星通信系统介绍与 思考
1
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
2
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
3
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”。
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。
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。 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。
第一个电话
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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）
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。
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。
频分和时分多址
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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。
罗马设有一个备用的卫星网络控制中心。
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备用中心
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。
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）； 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置。
测控站任务
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铱星终端
摩托罗拉手机
生产的双模式手机重量不到454g，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。
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。
铱星概况
4
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。
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。 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。 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。
土耳其应用(1999.8-11)
台湾应用（1999.9.21）
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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
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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
提供全球范围的寻呼机通信业务和航空服务。
寻呼业务
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）
5、铱星公司的成立
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。 于1998年2月正式向用户提供卫星全球移动个人 通信服务。 10
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6、铱星系统失败的分析
五、通信市场的变化
此时地面移动通信快速发展，GSM 数字移动系统对其产生了巨大的影响。
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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