首颗新一代“国际移动卫星”升空

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关于移动通信卫星

1998年和2003年，中央电视台记者水均益在伊拉克采访时通过“国际移动卫星”及时发回了海湾危机的最新消息。1998年，在我国抗洪救灾中，“国际移动卫星”也发挥了重要作用，当时提出：“光纤不通微波通，微波不通卫星通。”结果，在通信设施严重受损的灾区，利用10多套“国际移动卫星”终端，灾情得以及时向国家防总汇报。

卫星移动通信覆盖区域广、不受地理障碍约束和用户运动限制的优势使光纤通信相形见绌，因此，它已成为卫星通信的重要发展方向。现在，卫星移动通信已有海事卫星通信、航空卫星通信和陆地卫星移动通信等多种，并先后出现了“格鲁达”、“瑟拉亚”、“铱星”和“全球星”等高、低两种轨道的新型移动通信卫星，主要用于行进中的车、船、飞机等移动体和个人以及山村、边远地区的固定用户。

移动通信卫星最大的特点是可以支持移动终端业务，曾在“9・11”和伊拉克战争中发挥重要作用。但它们只能用于手机和传呼机等低速率业务。

“国际移动卫星”虽然主要支持便携式终端，但系统稳定可靠，传输速率高，业务广泛，可进行全球通信，并有几十年的运营经验，所以是目前移动通信卫星中运营最好的。

在移动通信卫星领域，发展最快的是海事卫星，这是由于它在实际中最迫切需要。因为海面区域广阔，用其它手段难于进行高质量移动通信；另外，在技术上它也较航空通信和陆地移动通信简单，飞机速度太快，而陆地障碍较多。

美国1976年2月19日发射了世界上第一颗地球同步静止轨道移动通信卫星―――“海事卫星”。后由国际海事卫星组织(拥有80多个成员国)接管，通过“国际海事卫星”经营国际移动通信业务。

国际海事卫星组织于1982年开始工作，截至1999年在全世界已拥有86个成员国。第一代“国际海事卫星”主要使用“欧洲海事通信卫星”、第五代“国际通信卫星”上的海事通信分系统及美国3颗“海事卫星”的通信容量。第二代“国际海事卫星”卫星从1990年10月开始发射，一共4颗，它们分别定点于64.5°E、15.5°W、178°E和55°W的地球静止轨道，组成了覆盖大西洋、印度洋和太平洋三大区域的全球卫星移动通信网，为陆地、海洋和航空移动用户提供全方位服务。

性能优异的第三代“国际海事卫星” 由美国洛克希德・马丁公司研制，有效载荷是由法英合资公司马特拉-马可尼提供，1996年以来陆续升空的。这一代“国际海事卫星”实现了全球海、陆、空卫星移动通信和导航，使卫星移动通信技术又向前迈了一大步。

第三代“国际海事卫星”具有所需卫星少、星座控制简单、不需跟踪卫星及星间链路便能完成远距离通信等优点，且技术较为成熟，工作有效期20年。

发展第三代“国际海事卫星”是为了满足日益增长的通信容量的需要。其总容量比第二代“国际海事卫星”大8倍，并采用了新的成形波束。除可以完全利用L波段进行移动卫星通信频率分配外，第三代“国际海事卫星”还能重新配置点波束覆盖区及点波束和全球波束专用的射频辐射功率，这一技术在当时是独一无二的。

第三代“国际海事卫星”共发射了5颗，其中太平洋和印度洋上各1颗，大西洋上空2颗，另1颗备用。该星重1900千克，设计寿命13年。每颗第三代“国际海事卫星”提供1个C/L波段全球波束和5个L波段点波束，其中L波段用于移动通信和导航。

该星重772千克，有效载荷重150千克，直流功率2300千瓦，卫星尺寸为2.1米×1.8米×1.7米，太阳能电池板展开后长16.7米，设计寿命13年。

卫星与移动终端用户之间的通信采用L波段，是因为L波段的传播损耗和雨致衰减均较小；而卫星测控站和卫星之间的通信采用C波段，是为了与“国际通信卫星”系统连接，实现全球通信。

该星上的前向链路转发器把来自卫星测控站的C波段上行信号转换成L波段信号，然后传给地面移动用户；反向链路转发器则反之，它接收地面移动终端的L波段信号，转换为C波段信号后传给卫星测控站。卫星测控站与地面通讯网或“国际通信卫星”相连，所以“国际海事卫星”系统能使移动用户与世界各地的用户相互通信，包括紧急救援和导航等。

开发“国际海事卫星”通信与定位综合系统已成为一种发展趋势，其重要途径就是把“国际海事卫星”与GPS等导航系统相结合。

第三代“国际海事卫星”的有效载荷采用了许多措施，从而使该星在性能、重量和成本效益等方面都优于前两代。特别是它采用了固态功率放大器，具有体积小、重量轻、效率高、性能好等优点，实现了按照不同波束业务密度进行发射频率和频带利用的动态分配。

这三代“国际海事卫星”能与A型、B型、C型、D型、E型、M和MINI-M型等移动用户终端通信，还能与航空机载站通信，我国有不少民航客机安装了这种航空机载站。

随着技术的日新月异及需求的不断增加,“国际海事卫星”现已逐渐开展陆地和航空移动通信业务，故九十年代末便改名为“国际移动卫星”了。为了更好的参与市场竞争，国际移动卫星组织现也更名为国际移动卫星有限公司。

该公司拥有和运行独特的全球卫星移动通信网络，通过遍布全球的约170个国家的400个商和业务提供商网络为最终用户提供覆盖海事、陆地和航空的通信解决方案。它可为企业和政府客户提供广泛的话音和数据业务，适用于众多应用领域，包括海事、能源、媒体、救援、政府和安全、采矿、建筑以及航空等领域。它能提供包括话音、传真、企业网和互联网接入，以及其他数据业务等众多移动卫星解决方案。

截止到2004年2月，已有超过30万套的“国际移动卫星”终端在使用“国际移动卫星”提供的业务（包括10万多套MINI-M型终端）。

新科状元闪亮登场

在当今社会中，对移动通信的需求越来越大，尤其是覆盖面广、可靠性高、传输容量大的移动通信卫星，已在航海、航空、救灾、军事和新闻报道等许多领域发挥了着十分重要的作用，并出现了供不应求的局面。为此，国际移动卫星公司耗资数亿美元，经过几年精心打造，终于成功研制出性能超群的第四代“国际移动卫星”。

第四代“国际移动卫星”系统共有3颗卫星，可覆盖全球，由欧洲阿斯特留姆公司研制。2005年3月12日发射的第1颗定位在64°E印度洋上空，覆盖区域包括欧洲、非洲、中东、亚洲和印度洋；拟于2005年7月入轨的第二颗位于54°W大西洋上空；第三颗计划在2005年底升空。

该卫星采用欧洲星-3000卫星平台制造，用等离子体推进子系统进行南北向位置保持（使轨道倾角被控制在3°以内），用化学推进器进行东西向位置保持。

每颗第四代“国际移动卫星”有2个全球波束、19个宽点波束、228窄点波束，采用L频段用户链路，C频段馈线链路，功率12千瓦，单向太阳能电池帆板翼展为48米，重量为6吨。

因此，第四代“国际移动卫星”可通过组合产生宽带信道，更好地与功率和带宽资源相匹配。其卫星信道能动态地分配到各种波束，及时应对可变的通信容量模式。

除了主要通信有效载荷外，象第三代“国际移动卫星”一样，第四代“国际移动卫星”也携带一个导航有效载荷。它将以GPS－L1、GPS－L5频率发送卫星导航信号，并为在轨的全球导航卫星系统（GNSS）―GPS和GLONASS实时转播来自地面监测网络的完好性和定位精度增强数据的信息。

第四代“国际移动卫星”还是采用L波段与用户终端通信，用C波段与卫星测控站进行通信。它载有1台直径9米的可展开式反射器，用于与120个单元馈源阵组合成L波段天线来发射和接收信号，保证在所有收发波束之间提供高电平的覆盖性能。2个单独的喇叭天线用于C波段通信，而独立的相控阵天线用于导航下行链路。

通过数字信号处理器，该星可提供630×200kHz的双向信道，用于C-L波段和L-C波段的转发器上，并能接通L-L波段链路，直接进行用户终端至用户终端的呼叫。此外，星上还装有连接卫星测控站-卫星测控站的链路，并能为C-C波段的直接通信提供5MHz带宽。

第四代“国际移动卫星”提供2个全球波束，一个采用右旋圆极化，另一个采用左旋圆极化。用户链路提供全球波束、大量宽点波束及窄点波束，其中全球波束和宽点波束用于支持一些现有的“国际移动卫星”业务，也支持全球宽带局域网业务呼叫启动程序；窄点波束用于新的全球宽带局域网业务，并且将支持现有的地区性全球宽带局域网（RBGAN）业务（目前由阿联酋“瑟拉亚”卫星提供）。其三色频率复用方案用于宽点波束，七色频率方案用于高密度的组合窄点波束。

如果一个便携式电脑使用第四代“国际移动卫星”与另一台电脑连接，它将首先与该卫星连接。此时，卫星的地面系统使用GPS将会发现目标电脑的位置，然后该卫星将在直径150千米的范围内，用一道狭窄的点波束瞄准目标电脑。这就意味着，只要在200千米以外，用户就可以使用相同频率而不受到干扰。虽然阿联酋的“瑟拉亚”卫星也使用此种狭窄点波束技术，但第四代“国际移动卫星”系统将提供18000个电话通道，而“瑟拉亚”系统只提供13750个电话通道。

第四代“国际移动卫星”将使“国际移动卫星”系统空间段得到进一步增强，并提供更为强大和有效的服务。它支持现有的“国际移动卫星”系统业务，但不支持A型业务（该业务由第三代“国际移动卫星”卫星继续支持）。其特点之一是引入了全球宽带局域网的一系列新业务，全球宽带局域网向笔记本大小的终端提供的数据传输率可达432kbit/s。该系统既能满足高清晰视频移动直播通信的高端需求，又可满足手持式卫星电话用户的低端需求。其终端轻便易携、功能齐全，便于操作，能进行移动视频直播、图像、图片传输、大文件速传，并为用户提供短信、语音信箱、来电显示、呼叫转移、呼叫等待、呼叫保持、电话会议、限制用户组、呼叫限制、预付费等多种附加功能，迎合来自企业移动卫星用户对高速互联网接入和多媒体连接的不断增长的需求。

别开生面的新业务

第四代“国际移动卫星”的“绝活”是支持全新的全球宽带局域网业务，它将提供至少10倍于“国际移动卫星”现有网络的通信容量。该卫星业务可为全球几乎任何地方的用户提供速度达到 432kbit/s 的网络传输、可选视频、视频会议、传真、电子邮件、电话和局域网接入，还将兼容第3代（3G）手机系统。全球宽带局域网是在“国际移动卫星”的地区性全球宽带局域网的成功经验的基础上构建的，地区性全球宽带局域网目前已经在欧洲、非洲、中东和印度次大陆地区开通业务。

“国际移动卫星”通信网络由多颗地球静止轨道卫星组成，采用高水平的备份和冗余机制，可提供99.99%以上的网络可用性。这一性能由国际海事组织（IMO）监测，能保证其满足全球海上遇险和安全系统（GMDSS）的要求。通过位于伦敦市中心的“国际移动卫星”和网络控制中心管理的30多个陆地地球站（LES），“国际移动卫星”通信网络连接到因特网和全球地面卫星网络。

“国际移动卫星”能为需要可靠和创新的陆地、海上或空中话音和数据通信的政府和企业客户，提供种类丰富的、先进的卫星移动和固定通信业务。其网络几乎覆盖了整个地球，其中包括全球98%以上的陆地（除极区），从而可为全球所有地区提供通信连接能力。其业务产品如下：

全球宽带局域网。这一业务与通用分组无线业务（GPRS）网络完全兼容，可提供基于IP协议的一条144kbit/s安全共用信道。其轻便小巧的终端设备使企业客户可以方便地连接到因特网、企业局域网和广域网，或者简单方便地发送电子邮件，覆盖范围包括欧洲、中东、非洲、东欧和次大陆地区的99个国家。

全球分区网络（GAN）。它是覆盖全球大部分陆地的全球最高速移动业务，通过移动综合业务数字网（ISDN）或移动分组数据模式提供高质量话音和64kbit/s数据传输业务。其典型应用包括全球主要广播媒体利用GAN业务的视频电话应用；银行和能源企业在移动过程中利用GAN业务访问企业数据库。

Fleet F77、F55和F33船载业务。它用于满足海事应用中不断增长的对电子邮件和数据传输要求而设计的一系列船用通信业务，支持话音、传真、移动ISDN（F77和F55业务速率达64kbit/s）以及移动分组数据业务。F77还满足最新的GMDSS要求。

Swift64业务。它目前仅投放到企业专用商务市场，可提供高质量话音和64kbit/s移动ISDN数据传输。该业务要利用大多数现代长途飞机上都装有的一种天线。Swift64不久将用于民用航空市场，同时一种移动分组数据业务也将在很短时间内推出。

MINI-M型终端（海上、便携车载和高增益型）：它可提供可靠的数据业务，包括话音、2.4kbit/s数据传输（用于电子邮件以及图像传输）和传真。如利用压缩技术，数据传输速率可达到9.6kbit/s。

C和MINI-C终端（海上和陆地型）：它们提供支持GMDSS规定的所有海事安全信息（MSI），其中MINI-C系统是从现有C型终端演化而来的产品，主要针对小型海上和陆地移动用户。

D+型终端：它提供具有集成 GPS 支持的双向数据通信，适用于跟踪、追踪、短数据消息和数据采集与监视控制（SCADA）应用。

E型终端（海上）：它是为海事用户提供优异的全球事故告警系统。同时，它还为用户提供一个信道，以确认他们的紧急信息被救援协调中心接收到。

国际移动卫星有限公司业务发展和市场部副总裁Gartner预测，未来5年内亚太地区和日本的移动数据业务收入年平均增长率将达到18.5%，到2007年该项业务收入将达到380亿美元。该公司技术发展和市场副总裁Paul Griffith 说：“在目前的商务运作中对移动的要求不断提高，企业无论何时何地都可能需要持续、稳定的 IT 资源接入。国际移动卫星公司在通过卫星提供高速、安全和可靠的移动数据通信领域处于前沿地位，而BGAN 技术将使用户不再受陆地网络的局限，使工作更有效。”

背景资料

2004年有一颗移动通信卫星引人注目，那就是2004年3月13日升空的日本“移动广播卫星MBSAT”。这颗静地轨道卫星采用劳拉公司的1300卫星平台，重3900千克，星上功率7.5千瓦，预期寿命为12年。它在S和Ku波段工作，天线在发射后展开，直径达12米，能为日本境内的移动用户发送数字多媒体信息和数据。该星在亚洲率先推出卫星移动广播业务，向日本和韩国掌上便携式终端发送音频和视频信号。这一终端的尺寸为75 毫米×112 毫米×22 毫米，功耗为4瓦，包括3.5英寸的LCD显示屏、电池和两个天线在内重约200克。这一终端有内置式和便携式两种，可以使用户在建筑物内及运动中的交通工具上接收卫星的广播信号。这些终端可以安装在汽车、轮船、火车、手持终端、PDA及蜂窝电话上。卫星可同时为掌上终端的消费者提供60个数字频道的音乐节目，10套新闻、气象、体育和娱乐视频节目。其主要是为移动用户提供服务，重点是汽车终端市场和便携式终端市场，还有船舶等商业交通工具市场。由于该星较为新颖，所以在这里细说一下。星上装有120瓦的S频段转发器，工作时卫星接收来自地面广播中心的Ku频段信号，然后经过变频以S频段和Ku频段将信号发送到全国范围内的服务区域。该星特点是安装了大功率的S频段发射机和一副直径为12米的S频段高增益天线，以提供较高EIRP的下行链路信号，其S频段的EIRP大于67分贝瓦，使移动终端可通过一个小型的全向天线接收到卫星下行链路信号。由于采用MPEG-4 和AAC压缩技术，卫星的S频段有效载荷能发送数据、CD质量的音频和TV质量的视频。为了消除建筑物及隧道内对信号的影响，地面采用了2种中继装置，以增强信号强度，前者覆盖半径为1～3 千米，后者用于覆盖隧道、地下空间和商厦等建筑物的内部。