宽带卫星通信 铱星系统

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技术参数

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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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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2、铱星系统-星上交换
特点1:
铱星系统卫星之间可通过星际链路直 接传送信息,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。 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。
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)
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。

应用特点

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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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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。
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

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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。 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。

支付方式:


注释:

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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。

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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
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)
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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。
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
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
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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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。

卫星定位

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铱星公司
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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。
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。
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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。
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。
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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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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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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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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
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6、铱星系统失败的分析
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铱星用户终端
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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:

大约为每分钟3美圆。 使用国际通用的信用卡或银行帐户直接支付给“铱”星 公司。 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。
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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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。 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。
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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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”。
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

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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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ,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。
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3000美元以上, 开始时收费3美元/分钟,后来降至 1.89美元/分钟。 ◆ 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

漫游的重要性:

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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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