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纵论"全球星"卫星移动通信系统<1>

2/14/2005
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纵论"全球星"卫星移动通信系统(郭刚)<1> 1 全球卫星移动通信系统 在1996年国际电联电信政策论坛会(WTPF)上,正式提出了全球卫星移动通信系统 (GMPCS) 概念。GMPCS系统的主要特点是:(1)每个用户有一个属于自己的唯一号码;(2)采用各种技 术手段综合成一个无缝的网;(3)用户可以在任何地方以无线方式进网,获得通信服务;(4) 提供多种服务能力(话音、数据、图像等多媒体业务);(5)移动终端超小型、低功耗、低成 本、高质量。 实际上,GMPCS可视作IMT-2000的卫星组成部分。它将把我们今天所看到的不同系统统一成 一个无线基础设施,并且能”于任何时间在任何地方”提供移动通信业务。 GMPCS概念所包含的系统有: (1)在对地静止轨道上运行的现有及计划中的全球和地区性卫星系统(如ACeS、Thuraya和 APMT等),提供移动话音和低速数据业务。 (2)在非对地静止轨道上运行的卫星系统(如Orbcomm和LEOone等),能够提供全球或区域 性的窄带移动通信业务(即低速数据业务,不包括话音业务)。这些系统通常被视为”小LEO系 统”。 (3)计划于未来 2~5年内投入运行的卫星系统(如铱系统、全球星系统和ICO等),能够 提供全球或区域性的移动通信业务及窄带移动业务(包括话音和相对低速数据业务人这些系统将 在非对地静止轨道运行,通常被视为”大LEO系统”。 (4)计划于未来5~10年内投入运行的卫星系统(如Teledisc和Skybridge系统等),能够 提 供全球或区域性的固定和移动多媒体宽带业务。这些系统将在对地静止轨道或非对地静止轨道上 运行。 2全球星系统概况 全球星系统是由美国劳拉公司和高通公司倡导发起的。它利用48颗绕地球运行的低轨道卫星 在全球范围(不包括南北极)向用户提供无缝隙覆盖的低价卫星移动通信业务(包括话音、传真 做据、短信息、定位等)。用户使用双模式手持机,可实现全球范围内任何地点、任何个人在任 何时间与任何人以任何方式的通信,即所谓的全球个人通信。 全球星系统采用低轨卫星通信技术和CDMA技术,能确保话音质量良好,增加通话的保密性和 安全性,用户感觉不到时延。全球星系统没有星际链路,无需星上处理,从而大大降低了系统投 资费用,而且避免了许多技术风险。当然,星体设计简单,使得系统必须建较多的关口站。全球 星系统主要由空间段、地面段和用户段三部分组成。 2.1空间段 该段由48颗卫星加4颗备份星组成。这些卫星分布在8个倾角为52°的圆形轨道平面上,每个 轨道平面6颗卫星,两个轨道共用1颗备用星。轨道高度约为1414km,传输时延和处理时延小于 300ms,因此用户感觉不到时延。卫星采用三轮稳定,轨道周期为114min,寿命为7.5年,星体重 量约450kg。每颗卫星输出功率约为1000W,有16个点波束,2800个双工话音信道或数据信道,总 共268800信道。话音传输速率有2.4/4.8/9.6kb/s三种,数据传输速率为7.2kb/ S(持续流 量)。 卫星多址方式采用码分多址(CDMA),码元带宽为1.23MHz。卫星定位精度最高可达300m。卫星制 造商为美国劳拉公司。 2.2地面段 该段包括全球星控制中心(NCC)和关口站(GW)。NCC包括地面操作控制中心(GOCC)、卫 星操作控制中心(SOCC)和发射控制设施(TCF)。NCC一主一备,负责管理全球星系统的地面接 续,即管理关口站、数据网,并监视48颗卫星的运行情况。关口站(GW)是指设置在全球各地的 地面站,每个关口站可与3颗卫星通信,承担转接全球星系统和地面公网(PSTN/PLMN)的任务。 关口站包括射频分系统、CDMA分系统、管理分系统、交换分系统(包括GSM MSC和IS41 MSC)遥 测 控制单元(TCU,只有承担卫星测控功能的4个预生产关口站才有此单元)。全球星数据网(GDN) 把GW、GOCC和 SOCC连接起来。全球星关口站的系统集成商为高通公司。 2.3用户段 该段指的是使用全球星系统业务的用户终端设备电括手持式、车载式和固定式)。手持式终 端有全球星单模、全球星/GSM双模、全球星/CDMA/AMPS三模三种模式。用户终端可提供话音、 数据(7.2kb/s)、三类传真、定位、短信息等业务。用户终端生产商有美国高通公司、瑞典爱 立信公司和意大利Telital公司。 3市场分析 据世界权威咨询公司预测,世界及我国卫星移动通信拥有较好的市场前景。到2002年,全世 界将有12个卫星移动通信系统陆续形成规模。届时,世界范围内的各类卫星移动通信用户数将达 500—800万。对于国内卫星移动通信市场,预计到2005年用户将达80-100万户。因此,市场竞 争异常激烈。 对于卫星移动通信市场需求的预测,国际上一般使用与地面蜂窝用户类比的方法预测,辅以 必要的用户调查。下面介绍国内相关机构对我国卫星移动通信市场的预测结果,具体采用了分类 法、类比法和国外机构提供的模型法,最后对三种预测结果进行综合分析和加权取定。 3.1预测方法 (1)类比法预测 对世界范围卫星移动通信市场用户数的预测,一般取地面移动通信系统用户数总量的0.2%~ 1%。考虑到卫星移动通信系统在2000年前后刚投入使用,因此取2000年比例为0.2%~0.8%,随时 间推移,系统性能不断完善,用户对卫星移动通信需求不断提高,到2003年后,比例取为0.4%~ 1%。 (2)分类法预测 首先对市场用户进行分类,由使用目的相近的用户组成若干个子市场,分别对各子市场用户 进行预测,然后相加得出市场总量。确定该参数的因素为该类用户的职业特点、对资费承受能力 及卫星移动业务通信质量要求等,预测的假设条件(通话费、月租费、手机价格)详见表1。 卫星移动通信系统资费标准
业务种类
国际业务
(美元/分钟)
国内业务
(美元/分钟)
手机价格
(美元)
月租费
(美元)
入网费
(美元)
手机-手机
2.10
0.80
750
15
120
手机-固定
1.75
0.70
根据卫星移动通信系统业务的特点,结合我国不同部门用户的经济或公务活动情况,将卫星 移动通信系统市场划分为11个子市场,求出市场基本层用户数量和子市场用户平均利用率参数。