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概述

        移動(dòng)衛(wèi)星通信系統(tǒng)是為艦船、車輛、飛機(jī)、邊遠(yuǎn)地點(diǎn)用戶或運(yùn)動(dòng)部隊(duì)提供通信手段的一種衛(wèi)星通信系統(tǒng)。它包括移動(dòng)臺(tái)之間、移動(dòng)臺(tái)與固定臺(tái)之間、移動(dòng)臺(tái)或固定臺(tái)與公共通信網(wǎng)用戶之間的通信。近年來(lái)，雖然陸地移動(dòng)通信系統(tǒng)的發(fā)展很快，但是陸地移動(dòng)通信系統(tǒng)的覆蓋范圍即便是陸地部分也是有限的，并沒(méi)有覆蓋全球的所有陸地部分。隨著全球化經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，個(gè)人移動(dòng)的范圍擴(kuò)大，個(gè)人通信的需求也逐步增加。為了實(shí)現(xiàn)全球個(gè)人通信的目標(biāo),必須借助衛(wèi)星通信系統(tǒng)的全球覆蓋特點(diǎn)。因此未來(lái)的全球個(gè)人通信系統(tǒng)將是地面陸地移動(dòng)通信系統(tǒng)、衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)與地面公共通信網(wǎng)的結(jié)合。

1.移動(dòng)衛(wèi)星通信系統(tǒng)的特點(diǎn)

       利用衛(wèi)星提供移動(dòng)通信業(yè)務(wù)按照衛(wèi)星的軌道分布可以分成三種：高軌移動(dòng)衛(wèi)星通信系統(tǒng)、中軌移動(dòng)衛(wèi)星通信系統(tǒng)、低軌移動(dòng)衛(wèi)星通信系統(tǒng)。由于用戶在移動(dòng)或衛(wèi)星在移動(dòng)，移動(dòng)衛(wèi)星通信系統(tǒng)技術(shù)與固定業(yè)務(wù)的衛(wèi)星通信系統(tǒng)有較大的不同。

       (1)由于圍繞地球存在范•艾倫輻射帶，該輻射帶是帶電粒子組成的高能粒子帶，表現(xiàn)為強(qiáng)電磁輻射，其中a粒子、質(zhì)子和高能粒子穿透力強(qiáng)，對(duì)電子電路破壞性大。范•艾倫輻射帶由高度不同的內(nèi)外兩層圓環(huán)帶組成，高度分別從1500km到5000km和13000km和20000km組成。衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)的衛(wèi)星軌道應(yīng)盡量避免在此兩個(gè)圓環(huán)內(nèi)。

       (2)由于衛(wèi)星功率有限，移動(dòng)臺(tái)的天線尺寸不能太大，因此在移動(dòng)臺(tái)G/T值不能太大的情況下，為保證通信質(zhì)量，要求衛(wèi)星具有較高的EIRP值，但一個(gè)移動(dòng)臺(tái)占用衛(wèi)星功率過(guò)多又限制了系統(tǒng)的容量，采用多波束衛(wèi)星天線是解決此矛盾的有效途徑，這意味著對(duì)衛(wèi)星技術(shù)提出了更高的要求。

       (3)由于移動(dòng)臺(tái)在移動(dòng)和衛(wèi)星在移動(dòng)，因此系統(tǒng)在非高斯信道工作，且移動(dòng)帶來(lái)多徑衰落，因此在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮多徑衰落余量，降低了系統(tǒng)的容量。

       (4)眾多的移動(dòng)臺(tái)共享有限的衛(wèi)星資源，為充分利用衛(wèi)星資源，需要合理的多址聯(lián)接方式和信道分配方式、調(diào)制解調(diào)和編碼技術(shù)。

       (5)移動(dòng)臺(tái)要求高度的機(jī)動(dòng)性，因此小型化也是十分重要的考慮因素。

2.高軌移動(dòng)衛(wèi)星通信系統(tǒng)

       采用同步軌道的衛(wèi)星移動(dòng)系統(tǒng)特點(diǎn)是，衛(wèi)星的覆蓋面大，相當(dāng)于移動(dòng)通信中的大區(qū)制,移動(dòng)終端的越區(qū)切換少，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，其缺點(diǎn)是星地距離大，距離衰減很大，因此地面終端不可能做得很小。

        國(guó)際海事衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)(Inmarsat)是基于同步軌道的移動(dòng)衛(wèi)星通信系統(tǒng)，具有服務(wù)范圍大、流動(dòng)性大、用戶多、業(yè)務(wù)量小地特點(diǎn)，海事衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)投入運(yùn)行后，由于它覆蓋面大，通信質(zhì)量高而且穩(wěn)定，因此具有很多的用戶。

        Inmarsat系統(tǒng)由空間段、岸站(CES)和移動(dòng)終端(MES)三大部分組成，如圖64所示。

        (1)空間段

        空間段由通信衛(wèi)星、網(wǎng)絡(luò)控制中心(NOC)和網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)站(NCS)組成。

        ①通信衛(wèi)星

        Inmarsat衛(wèi)星分布在地球同步靜止軌道上，距離地球35800km„Inmarsat現(xiàn)有4顆星重疊覆蓋地球，并有備用星，其所處位置如下：

      • 大西洋區(qū)：東區(qū)：西經(jīng)16度；

      • 大西洋區(qū)：西區(qū)：西經(jīng)54度；

      • 印度洋區(qū)：東經(jīng)65度； 

      • 太平洋區(qū)：東經(jīng)178度。

圖64  Inmarsat  系統(tǒng)組成

       Inmarsat通信衛(wèi)星的基本功能時(shí)接收發(fā)自岸站和船站的信號(hào)，將其放大并再次傳送給它們，衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器執(zhí)行頻率轉(zhuǎn)換：

       • 在岸到船方向從6GHz波段變頻到1.5GHz波段；

       • 在船到岸方向從1.6GHz波段變頻到4GHz波段。

②網(wǎng)絡(luò)控制中心（NOC）