下载

1下载券

加入VIP
  • 专属下载特权
  • 现金文档折扣购买
  • VIP免费专区
  • 千万文档免费下载

上传资料

关闭

关闭

关闭

封号提示

内容

首页 新一代卫星移动通信系统

新一代卫星移动通信系统.pdf

新一代卫星移动通信系统

联想无限
2012-07-04 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《新一代卫星移动通信系统pdf》,可适用于高等教育领域

新时代国防 武器装备随着世界经济与社会生活的发展人们对移动通信的需求日益增加。在移动通信市场上将出现卫星移动通信系统(MSCS)、同温层平台移动通信系统(HAPS最近问世)和地面移动通信系统三分天下的局面。卫星移动通信系统与卫星导航系统同为两大天基信息基础设施。卫星移动通信系统是真正全球覆盖的安全网络是军队全球作战的必备手段是远洋航行和空中飞行的廉价通信网络是抢险救援的重要器材也是高端消费者的国际漫游工具。在卫星移动通信的发展中低轨道(LEO)卫星通信系统的市场竞争力增长最快本文将重点探讨。卫星移动通信的现状与其他技术体制相比卫星移动通信系统拥有全球覆盖和网络安全的优势能年月日美国铱星公司处于工作状态的铱星号与俄罗斯已废弃多年的Kosmos通信中继卫星之间在位于俄罗斯西伯利亚上空约千米处发生了有史以来首次近地轨道卫星碰撞事件。人们在对碰撞产生的太空垃圾对国际空间站可能造成的危害担忧的同时也注意到了美国用于卫星移动通信的铱星系统……为终端用户直接提供国际漫游和低资费通信是目前惟一面向全球用户、独立完整的点对点通信系统。它的覆盖范围包括海洋和陆地(含极地)、任何地形以及地面基础设施不宜涉足的地方因此有着特定的客户群和相应的市场份额。现有的卫星移动通信系统截至年提供卫星移动通信服务(MSS)的主要有个服务商见表。移动卫星服务的总市场容量从年的亿美元增至年的亿美元据预测到年将达到亿美元年增长超过。表主要的卫星移动通信服务商服务商年市场份额年市场份额覆盖范围服务内容年收入亿美元Inmarsat全球语音、广播Iridium全球语音、低速及高速数据Thuraya中东和亚洲语音、高速数据、广播Globalstar美国等地语音、低速数据Orbcomm全球低速数据新一代卫星移动通信系统丁贤澄铱星系统示意图 新时代国防武器装备特别值得注意的是以“铱星”(Iridium)系统为代表的LEO卫星通信服务持续增长类似的卫星移动通信系统已超过个。作为卫星移动通信的领跑者和第一个LEO卫星移动通信系统铱星可以为行人、车辆、飞机、船舶等提供全球漫游通信被视为世界上最成熟的商业卫星网络之一。但铱星的发展也经历了曲折:该系统最早由美国摩托罗拉公司于年提出的年开始部署总投资为亿美元设计使用寿命为年。在年月正式投入商业运营的几个月后铱星公司出现了严重亏损于年月申请破产保护年月终止了所有业务但年月日新铱星公司宣布重新开始卫星通迅业务又起死回生了。目前铱星处于高增长期用户数量和营业收入均创历史最高水平。其中终端用户数量迅速增长已超过万个~年的复合年增长率达收入迅速增长~年的复合增长率达年~月同比增长运营的盈利迅速增长自年以来一直盈利年~月同比增长应用范围迅速拓展已涉足水运、航空、军队、政府、物流服务和资产跟踪等诸多领域。卫星移动通信系统的业务定位卫星移动通信主要定位于高端业务以满足全球指挥、控制和通信需求为目标面向有高安全、高性能需求的全球漫游客户如军队的CISR系统跨国跨洋飞行、航行和管理物流的客户等。卫星移动通信的业务定位有以下特点:在覆盖地域上以全球性指挥、控制、通信需求为主兼顾单个国家、区域的通信需求在市场定位上以高端和关键用户为主兼顾一般用户在盈利模式上以成熟的服务为主兼顾新的应用开发在客户选择上以军队、政府为主兼顾航空、海运等工商业客户涵盖高端国际消费者在系统建设上以实用可盈利的通信产品为主兼顾技术发展和对地观测的需要。LEO卫星移动通信的优势卫星移动通信最早是由地球静止轨道(GEO)卫星实现的其业务主要由国际移动卫星组织(INMARSAT即原国际海事卫星组织)经营和提供INMARSAT系统是由国际海事卫星组织管理的全球第一个商用卫星移动通信系统。由于人们对移动通信的要求越来越高基于GEO的INMARSAT全球移动卫星通信系统日益暴露出以下缺陷:终端笨重不能提供基于手持机的个人移动通信业务价格昂贵用户语音终端售价~数万美元使用国际移动卫星组织经营的INMARSAT卫星移动通信系统的终端套件。在伊拉克战争中美军士兵用INMARSAT卫星呼唤A“雷电”攻击机的空中支援。新时代国防 武器装备费高达美元分钟以上容量不足即使是最新的第三代系统一个大波束内也仅能提供~路话音频谱利用率低通信时延大回声抑制费用高。我们知道评估先进的现代电信系统不仅要考虑其功能和性能还要考虑市场可接受性。通常可以从技术性、经济性、时效性和可发展性个方面评价现代电信系统:技术性包括系统功能的基本要求和商用系统的通用要求经济性包括研制成本、生产成本和使用成本将直接影响系统的可行性时效性是指在其他技术手段的竞争下抢先进入市场、争取客户的能力可发展性是指升级换代的空间包括使用周期和系统升级成本等。下面从这个方面对LEO与GEO两种卫星移动通信系统加以比较。技术性能LEO系统与GEO系统相比在技术上有独到之处:①采用星际链路在空间实现卫星与卫星的链接使之成为一个安全网络通过实现单跳全球通避免了GEO系统多跳通信可能带来的干扰和延时等缺陷。②采用LEO近地轨道使卫星用户链路的长度较GEO系统大幅度降低同时每一跳的信号传输延时大大降低便于实现实时控制和高品质通话。③采用LEO卫星作中继平台使地面接收终端机的体积比GEO系统的要小从而实现手机直接通信。④采用多波束技术(每颗星个点波束)实现了极高的频率复用率大大提高系统的通信容量。在相同面积的地域内LEO系统可提供的话音信道是GEO系统的倍。⑤采用极地轨道,实现了GEO系统无法完成的极地地区通信覆盖。经济成本LEO系统与GEO系统相比可大幅度降低研发和生产成本。现在LEO系统的建设投资可低至亿美元是早先美国“军事星”(MILSTAR)卫星通信系统亿美元投资的经济性大幅度提高效能成本增大。从使用成本看LEO系统以手机作为个人通信终端的成本可降至美元而INMARSATⅢ终端约需~美元由于LEO系统的通信容量较大终端的单路运行成本可下降至美元分钟而INMARSAT终端通话费为美元分钟。时效性目前随着技术进步和市场成熟全球移动通信需求有了新的性能和价格的平衡为LEO卫星移动通信系统带来大量的潜在机会。LEO系统既可以满足GEO系统客户的需求又可以实现地面系统的经济性(如国际长途业务)既可以满足一般商业客户的需求又可以满足高安全性客户的需求(如军队用户)既可以满足地面客户的需求又可以满足航空、航海客户的需要(如飞机、船舶)。LEO系统抢占市场、建设运营可谓恰逢其时。可发展性LEO卫星移动通信系统可成为计算机远程网络的子网具有技术延伸性和扩展性。如铱星系统有卫星与地面关口站及控制中心进行通信的能力可美国轨道卫星电信公司(Orbcomm)的技术人员在调试卫星。 新时代国防武器装备与地面数据网互联互通提供类似于地面的多媒体通信服务具备向计算机远程网络市场发展的余地。从现代电信系统的设计来看LEO卫星移动通信系统采用了大量经过验证的新技术总体上是优秀的它符合市场需求具有非常强的竞争优势。目前铱星星座是惟一可覆盖整个地球、没有服务间隙的移动卫星通信系统。因此在十分鲜明的经济和市场背景下在降低成本的利益驱动下LEO卫星通信重新升温新铱星系统也应运而生。新铱星系统及新铱星公司“下一代铱星”(IridiumNext)计划于年月对外公布。新铱星系统不同于摩托罗拉公司设计的铱星星座它将是一个基于IP的宽带网络采用最新的卫星技术和无线通信技术可向商业用户和政府用户提供更强大业务功能的新系统。它将具有极对极覆盖、高安全性、高可用性和高可靠性可以提供超过现有服务的扩展服务从高带宽数据传输到增强的语音和短信服务还支持特定的天基应用。新铱星系统应用多种新技术、形成了多种能力包括低成本的LEO卫星制造和部署、先进的通信系统、IP网络、核心服务平台、卫星间链路和太空导航系统等。其第二代有效载荷有革命性的改变用户可用手持话机直接拨打所在地区上空的卫星进行全球范围的语音、数据通信而无需几米直径的抛物面天线。它可以提供新型的空间服务如全球指挥、控制和通信用户可通过星间链路交换信息。与同步通信卫星相比新铱星系统的效费比提高。因此各国政府和企业对新铱星全球通信网络表现出极高的兴趣。新铱星系统的组成新铱星系统主要由卫星网络、地面网络、移动用户部分组成。系统有颗低轨卫星分布在个极平面上每个平面颗卫星加个在轨备用星。卫星在千米、°倾角的近极近园形低地球轨道上以千米/小时的速度分钟左右绕地球旋转一圈。每颗卫星与其他颗卫星交叉链接个在同一个轨道面、个在临近的轨道面。卫星重量小于千克体积为××米可实现一箭四星和一箭八星发射平均功耗瓦峰值功耗瓦在轨寿命年。卫星系统还携带用于地球观测的有效载荷包括个辐射计、个光学影像仪、个高度计可实时采集地球数据。地面网络包括系统控制部分和关口站。系统控新铱星系统有颗低轨卫星分布在个极平面上。铱星系统为遇险弃船海员提供的通信终端包。新时代国防 武器装备制部分是铱星系统的管理中心负责系统的运营和业务的提供并将卫星的运动轨迹数据提供给关口站。它包括个自动跟踪遥感装置和控制节点以及通信网络控制和卫星网络控制中心。关口站的作用是连接地面网络系统与铱星系统并对铱星系统的业务进行管理。新铱星系统的功能及技术创新新铱星系统可实现向后兼容与现行体系和星座分布基本相同但是在通信功能和性能上有大幅提高应用领域有很大扩展。除目前的语音和数据服务外它还提供宽带互联网接入服务、专用网关以及广域广播服务等。具体是:①语音和数据服务包括L频段服务带宽从目前的千比特秒提高到兆比特秒。②基于互联网的高速数据服务包括Ka频段服务手持终端的带宽可达兆比特秒车载终端的带宽可达兆比特秒。③专用网关系统支持专用保密网关和分组用户的专用网关。④广域广播服务包括个向特定区域执行特殊数据广播任务的专用广播频道以及个全球公共的连续广播频道。新铱星系统还针对重点专业市场进行了多项技术和产品创新比如:①根据美国国防部和国土安全部门的需求设计开发了短数据系统。年月,低成本的Iridium短数据透明数传模块投放市场,收入大幅增长年同比增长了。②为美国海军陆战队战斗实验室研制“网络化铱星”(NettedIridium)的pushtotalk语音和数据通信业务(类似对讲机的通话功能)为军队和应急响应提供迅速可靠的调度通信。③在美国政府的提议下开发“智能全球定位系统”(iGPS)。iGPS用Iridium系统增强GPS信号可以提供更有力的抗阻塞和干扰保护改善在受限环境下的可用性和精度。该系统正在进行技术试验以期iGPS的定位精度达到厘米级计划在年前进行系统演示并提供基本能力。④与国际航空组织委员会(ICAO)达成协议起草在飞机上的商用卫星移动业务推荐标准。年底有望通过该文件为高纬度飞行安全提供高可靠、低成本的通信方案同时为在飞机上装备铱星公司“航空移动卫星(航路)业务”平台提供技术保障。新铱星公司的运营管理新铱星系统预期总投资亿美元由政府和民间共同承担主要用于第二代有效载荷研发和系统建设。新铱星公司(IridiumSatelliteLLC)作为投资和项目的管理方。年月新铱星公司仅花万美元就购买了破产的铱星系统并在年月日开通了商用业务。在新公司成立后的年多时间里由于卸掉了亿美元的沉重债务包袱、重新调整了市场定位、改变了经营策略、增加了数传业务经营状况大有起色。它于年月和月分别发射了颗和颗备用卫星加上已在轨的颗备用卫星从而完成了整个铱星星座的维护任务。现在铱星“下一代铱星”(IridiumNext)计划的军事应用背景很明显。 新时代国防武器装备公司拥有一个颗卫星的系统可以正常运行到年左右。毫无疑问美国国防部是新铱星公司最大的战略伙伴它既是重要的客户和利润来源又是系统的定义者、验证者和技术支撑者。铱星公司还选择欧美的国防集团分包项目管理和系统开发例如将卫星运营外包给波音公司。为完成新铱星系统项目的融资公司利用美国国防部等大客户的订单和营业利润(每年大约万美元)向银行贷款同时向战略合作商和资本市场募集资金。欧洲的TELESPAZIO空间通信公司和泰雷兹·阿莱尼亚航天公司以及俄罗斯、日本、中国、印度等国的公司已与正与铱星公司洽谈投资事宜。经历了大起大落的铱星系统从年开始实现盈利近年成为增长最快的移动通信卫星服务系统~年的用户和收入的复合年增长率分别达到和。新铱星公司还在北美推出新的资费计划预付费套餐低至美元分钟并可在北美地区无限制漫游。新价格吸引了其他的MSS用户转网目前铱星用户已达到万年收入亿美元。新铱星公司因此成为卫星移动通信服务增长最迅速的运营商以及美国政府卫星移动通信的第一供应商。下一代LEO系统的发展战略与目前使用的老LEO系统及GEO轨道卫星通信系统相比新一代卫星移动通信系统有两大优势:一是轨道低、传输快、损耗小、通信质量高二是不需要专门的地面接受站每部移动电话都可以与卫星联络。这就使新一代卫星移动通信系统得以在地球上人迹罕至的不毛之地、通信落后的边远地区以及自然灾害救援现场大显神通。在世界范围内新一代卫星移动通信系统的发展战略呈现出如下特点:市场营销战略主要有:①推行固定费用业务模式。以保持收入底线鼓励使用吸引新增用户。②保持用户和市场份额领先增长。通过提供优质服务和全覆盖的益处对最终用户允诺较低的付费等手段兼并弱小的竞争对手。③持续推出新产品。余个无线电信标厂商正通过创新应用在产品中集成铱星技术发展新型手持机和低成本数字调制解调器将通信领域扩展到高速数据传输开展新的服务(如pushtotalk和iGPS)。④扩大销售渠道。开发大容量、高成长的市场(如中国、墨西哥、俄国等国)增加新的地理覆盖面继续增加新的无线电信标厂商、服务供应商、制造商和开发商。⑤利用强制法令发展成熟市场。从空运安全、渔业要求、交通工具识别和安全追踪、长途卡车司机安全等角度出发强制用户购买卫星移动通信服务。主要应用领域和商业目标在船舶领域计划应用于万艘商用船只覆盖国际商业运输水域涉及船员通信、渔业管理、落水人员救援以及高速数据传输、船舶保安报警系统在航空领域计划应用于万架飞机和其他航空器涉及航迹管理、通信定位、飞行安全、商业通信在政府和军队领域计划应用于万军队用户和万政府用户涉及全球通信定位、战场通信、战略预警、单兵通信、敌情跟踪、无人值守传感器在地面终端和手持机领域利用价格和质量优势计划应用于万商业语音用户涉及灾害紧急援救、网络通信在物流服务和资产跟踪领域计划发展多种低成本、高保障的全球应用涉及车队管理、集装箱跟踪、油气监测、海量数据传输。“下一代铱星”的终端机。新时代国防 武器装备注重发展军民两用系统卫星移动通信是典型的军用为主、兼顾民用的系统用户几乎涵盖国防部的所有部门、其他政府部门以及国际组织每个用户固定费率无限量使用。铱星从一开始就是美军全球通信基础设施的关键组成部分美国国防部大量使用铱星设备一直是铱星系统的忠实客户。目前在全球新铱星系统是惟一符合军用标准、真正全球覆盖的高可靠通信网络。美国防部在安全网关方面投资巨大在年第一季度就针对新铱星计划签署了新的年合同并投入经费用于新产品和服务的研发。截至年月美国政府用户占铱星总用户的平均每年使用超过千万分钟。新铱星系统完全投入使用后美国军队和政府的用户数量将占、营业收入占每年平均使用超过亿分钟。新的客户模式和投资预算由于卫星移动通信系统面向政府、军队和高端工业客户客户开发模式不同于一般的电信运营商。在直接面向消费者的同时更强调应用开发、平台合作和芯片开发。因此卫星移动通信虽然属于电信服务的范围却有着种独到的客户开发和营销模式:首先选择芯片和模块制造商(新铱星有家)透过平台制造商(新铱星有家)产品交付最终用户并跟进服务。军用系统一般是这种模式。其次选择系统集成商(新铱星有个)面向国际运输企业构成专门电信服务。海运和航空公司是这种模式。最后选择电信服务分销商(新铱星有个)创造个人卫星通信的新时代。新铱星系统计划启动万用户(包括万政府客户)使得总用户数量达到千万(包括政府客户、工业客户各万)年服务费按政府客户美元、一般客户美元计天基系统投资亿美元、应用系统投资亿美元系统寿命年。对国内发展卫星移动通信的建议我国从年月日起开始使用铱星系统,目前还是老模式铱星服务:手机主要由美国摩托罗拉公司提供售价大约在元人民币左右没有入网费通话费取决于预存话费额最低可到元分钟。中国境内铱星手机号码为位前位为网号(为国际漫游、只能国内漫游)中间位为地区代码(分配给中国的是~)后位是用户号。新铱星公司认为中国市场是发展卫星移动通信的重要机遇计划充分发挥新铱星的优点针对中国市场采用新的营销模式。当然他们还会遇到许多政策上和进入许可上的限制。卫星移动通信的应用和发展会越来越快天基系统和终端的成本会不断降低市场的潜力不可限量。现在正是我国深度进入卫星移动通信领域的大好时机这里提几点建议。汲取老铱星系统的经验教训走自己的路老铱星计划是一个空前的创新构想但从投入使用到终止服务不足半年时间主要有个直接原因:①市场定位错误铱星移动服务以一般消费者为目中国参与的亚太移动通信卫星(APMT)联盟的通信卫星。 新时代国防武器装备标与价格、覆盖区域和手机更新已非常成熟的地面系统相比没有竞争优势②研发周期过长失去了市场切入的机遇③技术商业化不足铱星系统出现“科技蛙跳”现象芯片、终端、应用开发等相关产业不够成熟而无法支援出现了手机不足、换代缺乏、价格昂贵的情况④营销模式错误由于成本和时间的超支无法给投资人树立信心不能吸引新的投资来调整其目标市场、提高系统运营手段最终造成铱星计划的失败。我们应该汲取老铱星系统的经验教训走适合中国国情的发展道路。军民结合开展关键应用技术研究国际上的军民两用系统(如欧洲伽俐略卫星计划)都采取军民结合、寓军于民的方针。我们应该借鉴这些经验面向军民两个应用方向统一建设项目实行一体化规划管理走多元融资、分层开发和扩展应用的道路。美国国防部在老铱星系统上进行了很多应用试验如导弹指令制导、潜艇通信、全球飞行通信、海外基地通信、iGPS、pushtotalk等以此构建新铱星计划。美国联邦航空局也通过老铱星系统开展了民航机通信试验。依托新铱星计划和已有的铱星平台以民口进入先进行关键的主要应用技术研究再决定天基系统的建设是可行的路子。应该重视的几个问题⑴商业运营和市场开发。在系统开发前要注重LEO卫星移动通信系统与地面移动通信系统和GEO卫星移动通信系统的互补和适配在设计中注意市场的细分做好价值链和供应链的管理。⑵克服系统自身的不足。要减小手机的尺寸和重量使运行更稳定设备和服务价格更接近室内外均可使用以便与地面移动通信系统竞争。⑶运营管理问题。应统一开发终端和应用模块、统一销售管理设计完整的行销计划建立地区的分销渠道形成有效的市场开发和统一的系统运行管理。⑷做好技术创新和实用可行之间的平衡。⑸通过国际合作提升能力。铱星技术的经验和运营的教训都是我们的前车之鉴。我们应该充分利用新铱星开放的机会学习到项目管理、顶层设计、技术规范、关键技术方面的经验以少走弯路。USC和QHSAT两型移动通信卫星终端。在南极洲航行的PolarStar游船安装了XgatePro多用户移动通信卫星终端。

用户评价(0)

关闭

新课改视野下建构高中语文教学实验成果报告(32KB)

抱歉,积分不足下载失败,请稍后再试!

提示

试读已结束,如需要继续阅读或者下载,敬请购买!

文档小程序码

使用微信“扫一扫”扫码寻找文档

1

打开微信

2

扫描小程序码

3

发布寻找信息

4

等待寻找结果

我知道了
评分:

/8

新一代卫星移动通信系统

VIP

在线
客服

免费
邮箱

爱问共享资料服务号

扫描关注领取更多福利