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
• 铱系统空间段99年6月12日的2年期间，共有88颗铱 系统卫星发射到轨道中，其中前1年发射了72颗
➢ 3种运载火箭被用于发射这88颗卫星，其中11枚美国波音 公司的德尔塔2型（DeltaII）火箭发射了55颗，3枚俄罗斯 质子（Proton）火箭发射了21颗，7枚中国的长征2型（ 2C/SD）火箭发射了14颗。
铱星手机
➢ 尽管移动通信网络似乎无所不在，但实际上这一网络只覆 盖了全球约8%的地区。在其他尚无移动通信网络覆盖的地 区，人们只能通过铱星或同类公司开发的卫星电话通信。
➢ 用铱星系统的手机打电话与用普通蜂窝制式的手机打电话 是一样的。铱星系统的手机事实上是两用的, 铱星系统的 手机既可以用来打铱星系统电话, 也可用来打普通蜂窝制 式的移动电话。不过打普通蜂窝制式电话的费用要比打铱 星电话的费用低, 所以在能够打蜂窝制式电话的地区应尽 量选用蜂窝制式。只有在蜂窝制式通信范围以外的地区打 电话时, 才需要使用铱星手机通过铱星系统打电话。
近地轨道移动通信卫星的缺点
①由于一颗卫星不能对某一地区进行连续覆盖，必 须利用多卫星构成星座。 ②星座中任一颗对地面的覆盖时间都是有限的(一般 小于15分钟)，为保证通信的连续性，需要频繁切换 ，技术复杂。 ③通信过程中，用户天线应该对运动中的卫星进行 跟踪，或者，用户天线需要是全向天线. ④由于卫星绕地球的公转和地球自身的自转而产生 的多普勒频移很大，需要进行补偿。 ⑤卫星每轨都有太阳阴影区，对星载蓄电池提出了 更高的容量要求。
• 卫星移动通信主要分为静止轨道和低轨卫 星通信两种，本章主要介绍近地轨道卫星 移动通信系统
你认为卫星移动通信有哪些优 点、哪些特点？
近地轨道移动通信卫星的优点
①由于卫星轨道高度低，链路传播损耗小，有利于 系统为手持移动终端用户提供服务。 ②传输延时小，对话音通信不存在回声问题；实时 性较好。 ③采用极地轨道或大倾角轨道时，可以为高纬度地 区提供服务。 ④可利用多普勒频移进行定位。 ⑤星座能够对用户提供多重覆盖。因此可以采用分 集接收技术，星座中的个别卫星失效，系统仍可运 行。
·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
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）
➢用户信息管理系统（CIMS）是负责维护信 关站配置数据，完成系统计费、生成用户 账单并记录呼叫详情的数据库系统，与信 关站、网络控制中心和卫星控制中心协同 工作
• 系统地面段——信关站 ➢信关站通过本地交换提供系统卫星网络（
空间段）到地面现有核心网络（如公用电 话交换网PSTN和公用地面移动网络PLMN ）的固定接入点
• 系统空间段 ➢空间段提供网络用户与信关站之间的连接
；
➢空间段由1个或多个卫星星座构成，每个星 座又涉及到一系列轨道参数和独立的卫星 参数；
➢空间段轨道参数通常根据指定覆盖区规定 的服务质量（QoS）要求，在系统设计的最
• 系统地面段 ➢通常包括：信关站（也称为固定地球站FES
）、网络控制中心（NCC）和卫星控制中 心（SCC）
• 铱系统空间段 ➢ 铱”星座中的每颗卫星提供48个
点波束，在地面形成48个蜂窝小 区，在最小仰角8.2º的情况下， 每个小区直径为600km，每颗卫 星的覆盖区直径约4700km，星 座对全球地面形成无缝蜂窝覆盖 ，如图所示
➢ 每颗卫星的一个点波束支持80个 信道，单颗卫星可提供3840个信 道
• 卫星移动通信系统可以工作于多个频段
• 频段的选取主要取决于系统提供的服务类 型
• 卫星移动通信业务频率分配是先后通过87 年和92年的世界无线电行政大会（WARC87、92），95、97和2000年世界无线电大 会（WRC-95、97、2000）分配
WARC-87分配的MSS频谱
频率（MHz） 1530.0-1533.0 1533.0-1544.0 1545.0-1555.0 1555.0-1559.0 1626.5-1631.5 1631.5-1634.5 1634.5-1645.5 1646.5-1656.5 1656.5-1660.5
性有很大的影响
卫星移动通信系统网络结构
• 卫星移动通信系统的基本网络结构
• ETSI建议的卫星个人通信网络结构
• ETSI建议的卫星个人通信网络结构
➢结构（a）中，空间段采用透明转发器，系 统依赖于地面网络来连接信关站，卫星没 有建立星际链路的能力，移动用户间的呼 叫传输延时至少等于非静止轨道卫星两跳 的传输延时加上信关站间的地面网络传输 延时。全球星系统采用该结构方案为移动 用户提供服务。
➢卫星控制功能组的主要任务包括：产生和 分发星历；产生和传送对卫星有效载荷和 公用舱的命令；接收和处理遥测信息；传 输波束指向命令；产生和传送变轨操作命 令；执行距离校正
• 系统用户段 ➢用户段由各种用户终端组成； ➢主要分为两个主要的类别：移动（Mobile）
终端 和便携（Portable）终端
• ETSI建议的卫星个人通信网络结构
➢结构（b）同样没有采用星际链路，使用静 止轨道卫星提供信关站之间的连接。静止 卫星的使用减少了系统对地面网络的依赖 ，但会带来数据的长距离传输。该结构中 ，移动用户间的呼叫传输延时至少等于非 静止轨道卫星两跳的传输延时加上静止轨 道卫星一跳的传输延时。
• ETSI建议的卫星个人通信网络结构
• 铱系统地面段
➢ 铱系统的地面段包括信关站、用户终端和遥测、跟踪和控 制站（TT&C）
➢ 由于铱系统采用了星际链路，因此只需在全球设置少数几 个信关站即可。考虑到国家和地区的主权和经济利益，实 际上系统按照国家和地域差别在全球设置了共12个信关站 ，分别位于美国阿利桑那州坦佩、泰国的曼谷、俄罗斯的 莫斯科、日本东京、韩国汉城、巴西里约热内卢、意大利 罗马、印度孟买、中国北京、台湾地区台北、沙特的吉达 ，外加一个美军专用关口站在夏威夷。
卫星移动通信系统发展过程
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
卫星移动通信的特点和问题
– 卫星功率有限与移动台低天线增益之间的矛盾 十分突出；
– 系统在衰落信道中工作，电波传播情况复杂； – 众多用户共享有限的卫星资源（频率和功率）
； – 移动台要求高度的机动性，在卫星不能保持固
定覆盖的情况下对网络管理（切换、路由等） 提出较高要求
卫星移动通信关键技术
• 抗衰落通信技术
• 铱系统空间段 ➢ 铱系统星座最初的设计由77颗LEO卫星组成，它与铱元素
的77个电子围绕原子核运行类似，系统因此得名
➢ 实际星座包括66颗卫星，它们分布在6个圆形的、倾角 86.4º的近极轨道平面上，面间间隔27º，轨道高度780km
➢ 每个轨道平面上均匀分布11颗卫星，每颗卫星的重量为 689kg，卫星设计寿命5~8年。
➢结构（c）使用了星际链路来实现相同轨道 结构的卫星进行互连。系统仍然需要信关 站来完成一些网络功能，但对其的依赖性 已经下降。移动用户间的呼叫传输延时是 变化的，依赖于在卫星和星际链路构成的 空中骨干网络路由选择。铱系统采用该结 构方案为移动用户提供服务。
• 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。
卫星移动通信系统设计
引言：随着科技的发展，卫星移动通信系统成为现代通信领域的重要发展方向之一。
该系统利用卫星作为中继器，实现了全球范围内的移动通信，已广泛应用于航空、海洋、军事和地面通信等领域。
本文将对卫星移动通信系统的设计进行详细阐述，包括系统结构、通信协议、链路建立与维护、信号传输和安全性等方面。
概述：卫星移动通信系统是一种基于卫星的通信系统，其主要目的是提供全球范围内的移动通信服务。
系统主要由卫星、地面站和用户终端组成。
卫星作为中继器，接收地面站发出的信号，然后通过空间链路将信号传递给用户终端。
地面站负责与卫星进行通信，提供用户入网、信号调度和数据处理等功能。
用户终端用于接收和发送信号，实现移动通信。
正文内容：1.卫星移动通信系统的结构1.1地球固定卫星轨道1.2地面站的分布与组成1.3用户终端的类型和特点1.4空间链路和地面链路的连接2.卫星移动通信系统的通信协议2.1TDMA（时分多址）协议2.2CDMA（码分多址）协议2.3FDMA（频分多址）协议2.4分组交换和电路交换的选择3.卫星移动通信系统的链路建立与维护3.1用户注册与鉴权3.2信道分配与切换3.3信号传输和调度3.4故障检测与恢复3.5功率控制和接收灵敏度4.卫星移动通信系统的信号传输4.1调制与解调技术4.2信道编码与解码4.3信号调度和路由选择4.4误码率控制和信号增强4.5带宽分配和信号优化5.卫星移动通信系统的安全性5.1用户认证与加密5.2数据完整性与可靠性5.3信号干扰与窃听5.4安全管理与漏洞修复5.5系统抗干扰与鲁棒性总结：。
卫星通信系统概述
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
► 通常采用右侧所示几何方法 来间接计算卫星的瞬时真近点角
► 图中，E称为偏心近点角，
θ是真近点角
卫星飞行方向
a
r
E
C
O
轨道平面 轨道平面的外接圆
18
卫星运动规律与轨道参数 续14
卫星在椭圆轨道平面内的定位
► 根据开普勒第二定理，可以推导偏心近点角E与平均近点角 M之间满足关系
sinE
上式通常称为开普勒方程（Kepler’s equation），在偏心率e ≠ 0时没有理论解，通常使用数值方法（如牛顿迭代法和线性迭 代法）来计算E的值
卫星通信系统概述
大纲
卫星移动通信系统概述 卫星运动规律与轨道参数 非静止轨道卫星星座设计 卫星星际链路特性 卫星移动通信系统网络结构 卫星移动通信系统频率规划 典型卫星移动通信系统介绍
2
卫星移动通信系统概述
卫星移动通信系统发展过程
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）
R 半 焦 距 a e r 远 地 点 r m a x a ( 1 e )r 近 地 点 r m i n a ( 1 e )
8
卫星运动规律与轨道参数 续4
卫星移动通信技术
INMARSAT系统组成结构图
总部
SAT
OCC 操作控制中心
在静止轨道卫星移动通信系统中，能够提供全球覆 盖的有国际海事卫星(Inmarsat)系统，提供区域覆盖 的有瑟拉亚卫星(Thuraya)系统，亚洲蜂窝卫星(ACeS) 系统，北美移动卫星(MSAT)系统，提供国内覆盖的有 澳大利亚的MobileSat系统和日本卫星N-STAR等。
发展过程
INMARSAT第一代于1982年投入使用，共租用9颗卫星， 寿命至1995年。
系统的组成
船站（SES） :SES是设在船上的地球站。因此，
SES的天线在跟踪卫星时，必须能够排除船身移位以及 船身的侧滚、纵滚、偏航所产生的影响；同时在体积 上SES必须设计得小而轻，使其不致影响船的稳定性， 在收发机带宽方面又要设计得有足够带宽，能提供各 种通信业务。为此，对SES采取了以下技术措施：
系统的组成
由于点波束和双极化技术的引入，使得在第三代卫 星上可以动态地进行功率和频带分配，从而大大提高 了卫星信道资源的利用率。为了降低终端尺寸及发射 电平， INMARSAT -3系统通过卫星的点波束系统进行 通信。除南北纬75度以上的极地区域以外，四个卫星 几乎可以覆盖全球所有的陆地区域。
Inmarsat 静止卫星的位置
5.7 卫星移动通信技术
★卫星移动通信系统的分类、特点和主要技术 ★静止轨道卫星移动通信系统
系统的组成 各类INMARSAT终端简介 INMARSAT卫星移动通信系统在我国的应用
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／
第六章 移动卫星通信系统
第六章移动卫星通信系统移动卫星通信系统是一种通过卫星进行通信的技术。
它能够提供覆盖范围广、通信质量高、信息传输速度快等优势，被广泛应用于军事、航空航天、海洋、能源等领域。
本章将详细介绍移动卫星通信系统的相关内容。
一、系统概述⑴系统定义移动卫星通信系统是一种利用卫星作为中继站点，以无线电波传输信息，实现远距离通信的系统。
它主要包括卫星、地面站和用户终端三个部分。
⑵系统组成移动卫星通信系统由以下几部分组成：卫星通信系统、地面终端系统、用户终端设备和网络管理系统。
二、卫星通信系统⑴卫星分类卫星通信系统可根据卫星轨道分为地球同步卫星和非地球同步卫星。
地球同步卫星可进一步分为静止轨道卫星和移动轨道卫星。
⑵卫星通信链路卫星通信链路包括上行链路和下行链路。
上行链路用于用户向卫星发送信号，下行链路用于卫星向用户发送信号。
⑶卫星通信频段卫星通信频段根据国际规定和协调，被划分为不同频段，如C频段、Ku频段、Ka频段等。
三、地面终端系统⑴地面站分类地面站可根据其功能分为控制站和通信站。
控制站主要用于卫星的轨道控制和传输参数控制，通信站用于卫星与用户之间的信息传输。
⑵地面站设备地面站设备主要包括天线、射频设备、调制解调器、调制解调器等。
四、用户终端设备⑴用户终端分类用户终端设备根据使用环境和应用需求不同，可分为移动用户终端和固定用户终端。
⑵用户终端设备特点用户终端设备需要具备一定的天线接收性能和信号处理能力，以实现与卫星的通信。
五、网络管理系统⑴网络拓扑网络管理系统包括网络结构和管理系统，用于对移动卫星通信系统进行运行状态的监控、调度和管理。
⑵管理方式管理方式主要分为人工管理和自动化管理两种。
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法律名词及注释：⒈地球同步卫星：指轨道与地球同步的卫星，能够保持相对地球固定的位置。
⒉非地球同步卫星：指轨道与地球不同步的卫星，其位置会随时间而变化。
卫星通信概述
分 组 域 模 式
电 路 域 模 式
用户设备 无线接入网 核心网
核心网
GEO卫星移动通信系统
BGAN空中接口
◆ BGAN使用Inmarsat专用的空中接口IAI-2提供同样的UMTS业务。
非接入层
适配层
接 入
承载信道链接层
层 承载信道控制层
物理层
BANG空口协议栈
负责移动性管理、呼叫控制、短消息SMS以及GPRS会话管理等功能
◆ BGAN具有全球无缝隙的宽带网络接入、移动实时视频直播、 兼容3G等多 种通信能力，它的出现给海事、航空以及陆地偏远地区移动信息化带来革 命性的变化!
GEO卫星移动通信系统
INMARSAT-4 BGAN系统
◆星座设计 INMARSAT-4于2005年至2008年8月期间发射，共三颗，容量是第三代的60倍， 通信业务量绝大部分是作为IP分组交换数据进行传输，扩展了INMARSAT网 络，提供增强的数字移动通信的能力，同时也支持传统的电路交换的服务， 具有1个全球波束，19个区域波束，228个窄带点波束。
C
PT GT
GR
(
4d
)2
C(dBW
)
PT
(dBW
)
GT
(dBW
)
GR
(dBW
)
20
lg(
4d
)
传输损耗
自由空间损耗 馈线损耗 天线未对准损耗（一般用统计数据来估计） 大气层和离子层损耗 法拉第旋转 雨衰（对比较高的频率有很大的影响）
自由空间传播损耗
卫星通信基础
四、卫星链路设计
载波噪声比
(C N )u EIRP Lpu Lmu Gu 10lg(Tu Bk) dB
卫星通信系统整理
卫星通信技术自20世纪90年代以来，卫星移动通信的迅猛发展推动了天线技术的进步。
卫星通信具有覆盖范围广、通信容量大、传输质量好、组网方便迅速、便于实现全球无缝链接等众多优点，被认为是建立全球个人通信必不可少的一种重要手段。
卫星通信是一种利用人造地球卫星作为中继站来转发无线电波而进行的两个或多个地球站之间的通信。
是由通信卫星和经该卫星连通的地球站两部分组成。
静止通信卫星是目前全球卫星通信系统中最常用的星体，是将通信卫星发射到赤道上空35860 公里的高度上，使卫星运转方向与地球自转方向一致，并使卫星的运转周期正好等于地球的自转周期（24 小时），从而使卫星始终保持同步运行状态。
故静止卫星也称为同步卫星。
静止卫星天线波束最大覆盖面可以达到大于地球表面总面积的三分之一。
因此，在静止轨道上，只要等间隔地放置三颗通信卫星，其天线波束就能基本上覆盖整个地球（除两极地区外），实现全球范围的通信。
目前使用的国际通信卫星系统，就是按照上述原理建立起来的，三颗卫星分别位于大西洋、太平洋和印度洋上空。
与其它通信手段相比，卫星通信具有许多优点：一是电波覆盖面积大，通信距离远，可实现多址通信。
在卫星波束覆盖区内一跳的通信距离最远为18000 公里。
覆盖区内的用户都可通过通信卫星实现多址联接，进行即时通信。
二是传输频带宽，通信容量大。
卫星通信一般使用1~10 千兆赫的微波波段，有很宽的频率范围，可在两点间提供几百、几千甚至上万条话路，提供每秒几十兆比特甚至每秒一百多兆比特的中高速数据通道，还可传输好几路电视。
三是通信稳定性好、质量高。
卫星链路大部分是在大气层以上的宇宙空间，属恒参信道，传输损耗小，电波传播稳定，不受通信两点间的各种自然环境和人为因素的影响，即便是在发生磁爆或核爆的情况下，也能维持正常通信。
卫星传输的主要缺点是传输时延大。
在打卫星电话时不能立刻听到对方回话，需要间隔一段时间才能听到。
其主要原因是无线电波虽在自由空间的传播速度等于光速（每秒30 万公里），但当它从地球站发往同步卫星，又从同步卫星发回接收地球站，这“一上一下”就需要走8 万多公里。
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。
卫星移动通信系统简介共26页文档
14
其它方面差异
卫星与地面移动通信其它方面差异
卫星移动通信系统
• 卫星系统首先是功率受限， 其次是频率受限。 • 卫星系统单波束覆盖范围大 于100Km。 • 卫星系统多采用圆极化天线。 • 应用场景：地面公共通信的 补充，空中，海洋，应急救 灾。用户等级差异明显。
• 小区中心与边缘路损差别大（>35dB） • 空间相关性较弱，分集复用增益明显
12
信道及覆盖特性
卫星移动通信系统
• 信道多为莱斯信道，在严重遮蔽情况下为 多径信道
• 波束覆盖中心与边缘天线增益差别小，用 户接收信号功率差别小（典型值为3dB）
• 波束覆盖内空间相关性较强，分集复用增 益不明显
地面移动通信系统（LTE）
16
卫星移动通信关键参数
天线增益
在卫星通信中，一般使用定向天线，其增益G的定义为： 定向天线辐射时接收到的最大功率与无方向性天线辐射时接 收到的功率的比值，单位为dB或dBi。
卫星通信中，使用的喇叭天线、抛物面天线等面天线的增
益可按下式计算：
G
4
A
2
式中，A为天线口面面积（m2）； λ为工作波长（m），它 与频率的关系为 λ =3 x 108/f，f单位为Hz； η为天线效率。
G/T值 通常情况下，我们把接收天线增益与接收系统等效噪声温
度比G/T的分贝值，定义为接收系统品质因数或性能因数。
20
主要内容
• 背景介绍 • 卫星移动通信的特点 • 卫星与地面移动通信的差异 • 卫星移动通信关键参数 • 系统仿真建模
21
建模方案
波束半径——150Km（天线增益3dB衰减处） 路损计算——自由空间损耗
管理学案例铱星的陨落
铱星的陨落2000年3月17日是一个令人难忘的日子，这一天，一直苦苦支撑的铱星公司终于寿终正寝，宣告破产，铱星的商业服务也随即终止，“铱星”破产案也成为上世纪末最大破产案之一，在全世界产生了巨大反响。
值得一提的是，当初铱星公司是何等风光，“铱星系统”是多种高科技结合的产物，它是世界上第一个投入实用的大型低轨道移动通信卫星系统，开创了全球个人通信的新时代，使人类在地球上任何“能见到天的地方”都可以进行无缝隙的通信联络，美国颇有影响的《大众科学》杂志，曾将1998年度电子技术大奖授予“铱星”电话系统，那么，如此炫耀而美丽的铱星为何昙花一现后就陨落了呢？1.铱星计划回顾铱星移动通信系统是美国摩托罗拉公司设计的一种全球性卫星移动通信系统，1987年，摩托罗拉的三个工程师首先设计了一个卫星通讯系统，使用卫星手持电话，通过卫星，使用者在地球上的任何时间都可通过语音，数据，传真，和寻呼等通讯手段联络地球上的任何地方。
其使用过程是当地面上的用户使用卫星手机打电话时，该区域上空的卫星会先确认使用者的账号和位置，然后自动选择最便宜也是最近的路径传送电话讯号，如果用户是在一个人烟稀少的地区，电话将直接由卫星层层转达到目的地；如果是在一个地面移动电话系统（ＧＳＭ或ＣＤＭＡ移动通信系统）的邻近区域，则控制系统会使用现在的地面移动通信系统的网络传送电话讯号。
为了保证通信讯号的覆盖范围，获得清晰的通话讯号，初期设计认为，全球性卫星移动通信系统必须在天空上设置7条卫星运行轨道，每条轨道上均匀分布11颗卫星，从而组成一个完整的卫星移动通信的星座系统。
由于它们就像化学元素铱（Ir）原子核外的77个电子围绕核心运转一样，所以被称为铱星，后来经过计算证实，设置６条卫星运行轨道就能够满足技术性能要求，因此，全球性卫星移动通信系统的卫星总数被减少到66颗，但仍习惯称为铱星移动通信系统。
铱星移动通信系统最大的技术特点是通过卫星与卫星之间的接力来实现全球通信，相当于把地面蜂窝移动电话系统搬到了天空。