宽带卫星通信

宽带与个人卫星通信系统

引言

●今后几年中将有许多新型卫星通信系统涌现，它们将使卫

星在通信领域的重要作用得到更加充分的展示。

●两类新型卫星通信系统：

●基于手持机的个人移动通信卫星网络

●基于固定或便携式终端的机的宽带多媒体通信卫星网

络

●本书分为三部分：

⏹第二部分（基础）：介绍地球静止轨道或非地球静止轨

道卫星的星座，以及卫星通信的基本原理

⏹第二部分：讨论个人移动卫星通信系统及其组网问题

（包括多址、蜂窝结构、路由），也包括技术、规则和

市场问题；

⏹第二部分：讨论未来的宽带（包括互联网、多媒体应

用的）卫星通信系统，特别是ATM和TCP/IP在其中

的应用。

●本书的作者是德国空间中心通信导航研究所的网络组的

科学家；

●最近几年完成了许多关于宽带和移动卫星通信方面的研

究项目，在期刊上发表了许多论文，本书集中了这些经验，

特别重视概念的实现。

●卫星通信的主要应用

⏹用于电话和电视干线互联，作为备份路由承担高峰期

业务

⏹电视直接广播到户，例如采用DVB/MPEG标准

⏹用于全球覆盖移动通信，包括航海、航空、陆地移动

通信，支持基于便携式、手持式、膝上终端的电信业

务；目前采用GSM标准，将来采用UMTS标准构成

万能移动电信系统；

⏹用于基于TCP/IP协议的互联网业务，为终端用户提供

大数据文件的下载，作为因特网业务提供商直接接入

骨干网的通道；

⏹构成VSAT专用网、宽带广域网（包括多媒体业务、

互联网业务），将来很可能采用ATM技术。卫星特别

适于多播和广播，因此将成为全球信息高速网中不可

或缺组成部分。

●上述后四种应用的相互关系可用图1.1进行描述；

●表1.1概括了卫星用于宽带和移动通信的历史和展望；

1.1个人移动卫星通信

●表1.2比较了基于卫星的移动通信与基于地面蜂窝的移动

通信的优缺点，二者互为补充；

●卫星移动通信应用的主要市场：

⏹新闻、商务旅行者个人通信，克服与地面蜂窝网不兼

容的问题；

⏹为地面网不复盖区域提供移动通信业务：到1999，大

约有80％的陆地、40％的人口尚未覆盖；

⏹为不发达国家和地区提供基本通信手段，到2003年全

世界还将有60％的人口从未用过电话和传真；

⏹货运物流管理，防盗、救灾；

⏹支持公安系统紧急信息传输。

●个人卫星通信

⏹主要业务：

◆个人移动电话业务，典型速率4.8kbps；

◆Fax业务，短信息服务；

◆实时数据业务，典型速率2.4/4.8kbps；

◆存储转发数据通信（email,话音邮件、静止图像、测

控数据）；

◆寻呼

◆定位及其报告

◆附加业务（呼叫转移）

◆增值业务（在线服务，数据收集）

⏹基于中/低轨道卫星的个人通信:

◆铱系统、全球星系统

◆ICO系统

⏹基于GEO卫星的移动通信系统

◆AceS系统，采用140个点波束，12米直径卫星天

线；

◆主要困难：手持机功耗、体积、成本、尺寸受限；

●通用移动电信系统(UMTS)

⏹今后人们的通信方式将发生以下变化

◆移动电话及其它移动、袖珍通信终端大幅度增加；

◆话音通信将不再占统治地位，数据通信和多媒体通

信越来越重要，并获益于面向分组或基于因特网传

输方式；

◆第三代移动通信迅速发展，其核心是与多媒体业务

相结合。这些网络将形成UMTS，或国际移动电信

（IMT-2000）

⏹UMTS/IMT-2000的主要特征是：

◆关于业务形式

⏹高数据速率（最高：室内2Mbps,室外384Mbps；

移动应用144kbps）

⏹速率时变、非对称

⏹电路交换业务，分组数据，实时、非实时业务

⏹移动多媒体业务、移动互联网接入

⏹业务质量的提高和保证

⏹各种不同环境中的通信（室外、室内、郊区、广

域）

⏹用唯一的手机号，世界范围的漫游

⏹个人通信，虚拟家庭环境，便携终端业务

⏹用户控制的业务面

◆对于用户终端

⏹有各种各样的终端（基本终端、PDAs、多媒体）

⏹用户可通过无线实现终端重构

⏹数据下载应用

◆对于网络

⏹能将固定网、移动网和因特网一体化

⏹灵活的网络结构（一般无线接入网络的概念，一

般核心网络概念）

⏹可与第二代通信网（GSM）互操作和集成

⏹满足不断增长需求的大网络容量

⏹1998年关于UMTS/IMT-2000卫星部分的5个提案已

经提交给ITU,包括欧空局开发的S-UMTS空间接口

1.2 宽带多媒体卫星通信

●最近几年将有许多宽带多媒体卫星通信系统出现，主要是

支持固定终端的，但也支持移动终端和便携式终端，典型应用有：

⏹可视电话和视频会议

⏹高速因特网接入和高速在线服务

⏹电子商务

⏹email和Fax

⏹直接到户的电视广播

⏹远程学习和训练

⏹远程医疗

⏹共享应用

⏹分布式游戏

●与地面宽带网相比，卫星多媒体系统的独特优势是：

⏹比地面网能更早提供全球多媒体业务到终端用户；

⏹在许多地面网难于覆盖的地区提供多媒体业务（特别

是军用）；

⏹高效的广播特性

●举例：

⏹休斯公司的SpaceWay,采用GEO卫星对于固定用户提

供全球宽带业务；

⏹Teledisc用100多颗LEO卫星，基于ATM模式，主要

对固定用户提供高速互联网接入、交互多媒体通信、

视频会议及其它宽带业务。

⏹对于LEO卫星的宽带卫星通信系统，地面站通常需要

配备能够自动对星的两波束天线，才能保证连续地通

信。