6.5.2  典型低軌道衛星移動通信系統
要使用體積小、功率低的手持終端直接通過衛星進行通信，就必須使用低軌道衛星，因為若是用靜止軌道衛星，則由于軌道高，傳輸路徑長，信號的傳輸衰減和延時都非常大，因此要求移動終端設備的天線直徑大，發射功率大，難以做到手持化。只有使用低軌衛星，才能使衛星的路徑衰減和信號延時減少，同時獲得最有效的頻率復用。盡管各低軌道衛星系統細節上各不相同，但目標則是一致的，即為用戶提供類似蜂窩型的電話業務，實現城市或鄉村的移動電話服務。本小節中介紹最典型的幾種低軌道衛星移動通信系統。
　　1．銥星系統
銥星系統是最早投入商用的低軌道系統，采用66顆低軌衛星以近極地軌道運行，軌道高度為780 km。銥星系統是一個由20家通信公司和工業公司組成的國際財團，名稱為銥LLC。銥星系統從1987年到1998年5月共發射了72顆衛星(其中6顆備用星)，并于1998年11月正式商業運營。銥系統實現了移動手機直接上星的通信，為用戶提供了話音、數據、尋呼以及傳真等業務。銥星系統具有星際電路，并具有星上處理和星上交換功能。這些特點使銥星系統的性能極為先進，但同時也增加了系統的復雜性，提高了系統的成本。銥星系統雖然在技術上具有先進性，但由于市場運營策略失誤，資費策略失誤(每部手機大約3000美元，國內通話每分鐘約1.27～2美元)等原因，導致銥星系統在正式運營16個月之后，即2002年5月，停止向用戶提供服務，銥星公司宣布破產。

　　2．全球星系統
全球星系統(簡稱GS系統)也是低軌道系統，但與銥星系統不同，全球星系統的設計者采用了簡單的、低風險的，因而更便宜的衛星。星上既沒有星際電路，也沒有星上處理和星上交換，所有這些功能，包括處理和交換均在地面上完成。全球星系統設計簡單，僅僅作為地面蜂窩系統的延伸，從而擴大了移動通信系統的覆蓋，因此降低了系統投資，而且也減少了技術風險。全球星系統由48顆衛星組成，均勻分布在8個軌道面上。軌道高度為1414 km。
全球星系統的主要特點有：由于軌道高度僅為1414 km，因此，用戶幾乎感受不到話音時延；通信信道編碼為CDMA方式，抗干擾能力強，通話效果好。全球星系統可提供的業務種類包括話音、數據(傳輸速率可達9.6 kb/s)、短信息、傳真、定位等。
2000年5月全球星系統在中國正式運營。用戶使用全球星雙模式手機，可實現在全球范圍內任何地點任何個人在任何時間與任何人以任何方式的通信，即所謂的全球個人通信。
(1) 衛星子系統。衛星子系統由48顆衛星加8顆備用星組成。這些衛星分布在8個傾角為52°的圓形軌道平面上，每個軌道平面6顆衛星，另還有1顆備用星。軌道高度約為1414 km，傳輸時延和處理時延小于300 ms，因此，用戶幾乎感覺不到時延。每顆衛星輸出功率約為1000 W，有16個點波束，2800個雙工話音信道或數據信道，總共有268 800個信道。話音傳輸速率有2.4 kb/s、4.8 kb/s、9.6 kb/s三種，數據傳輸速率為7.2 kb/s(持續流量)。每個業務區總有2～4顆衛星加以覆蓋，每顆衛星能與其用戶保持17min的連接，然后通過軟切換轉移到另一衛星上。衛星采用CDMA制式，帶寬為1.23MHz，基本采用IS-95標準。其優點是可以與地面系統CDMA One兼容，帶來技術上的方便。
(2) 地面子系統。地面子系統由控制中心(NCC)和關口(GW)組成。NCC配有備用設備，由地面操作控制中心(GOCC)、衛星操作控制中心(SOCC)和發射控制操作設施(TCF)組成，負責管理GS系統的地面接續，如 GW和數據網的操作，同時監視8顆衛星的運行。GOCC管理GS的地面設施，執行網絡計劃，分配信道，計費管理等。SOCC管理和控制衛星發射工作，并經常檢測衛星在軌道上的運行，予以監控。GW是地面站，每一個站可同時與3顆衛星通信。GW承擔轉接全球星系統和地面公網(PSTN/PLMN)的任務。
它把來自不同衛星或同一衛星的不同數據流信號組合在一起，以提供無縫隙的覆蓋。它把衛星網和地面公網連接起來，每一個用戶終端可通過一顆或幾顆衛星(利用CDMA的分集接收技術)和一個關口站實現與全球任何地區的通信。關口站包括射頻分系統、CDMA分系統、管理分系統、交換分系統和遙測控制單元等。
全球星關口站的最大覆蓋半徑為2000 km，在中國建三個關口站即可覆蓋全國。三個關口站的最佳建站地址為北京、廣州、蘭州。關口站的空中信道最少為80條，最大為1000條；用戶容量最小為1萬個，最大為10萬個，三個關口站最終可容納30萬個用戶。
(3) 用戶終端。使用全球星系統業務的用戶終端設備，包括手持式、車載式和固定式。手持式終端有三種模式：全球星單模、全球星/GSM雙模、全球星/CDMA/AMPS三模。手持機包括兩個主要部件：SIM卡、SM卡及無線電話機；車載終端包括一個手持機和一個卡式適配器；固定終端包括射頻單元(RFU)、連接設備和電話機，它有住宅電話、付費電話和模擬中繼三種。
2) 頻率計劃及多址方式
全球星系統關口站和衛星之間的饋線鏈路使用C頻段，關口站到衛星的上行鏈路使用5091～5250 MHz，衛星到關口站的下行鏈路使用6875～7055 MHz。
全球星系統用戶終端和衛星之間的用戶鏈路使用L、S頻段，用戶終端到衛星上行鏈路使用1610～1626.5 MHz，衛星到用戶終端下行鏈路使用2483.5～2500 MHz。
全球星系統的多址方式采用FDMA+CDMA方式。首先將16.5 MHz的上行帶寬和下行帶寬分成13個1.25 MHz的無線信道；再在每個無線信道上進行碼分多址，用以區分各個用戶。
3) 呼叫建立過程
衛星移動通信中，也需要對用戶的位置進行登記。在全球星系統中是由歸屬關口站和本地服務關口站來完成的，這類似于地面蜂窩網HLR、VLR的作用，這里我們仍將歸屬關口站稱為HLR。全球星系統的號碼結構為：網號1349，號碼共11位，為1349H1H2H3ABCD，其中H1H2H3為歸屬關口站識別號。
下面給出接續的例子。
(1) 當固定用戶或地面公用移動網的用戶呼叫全球星用戶時，通過關口局接續到就近的全球星關口站GW1查詢路由進行接續，關口站分析H1H2H3號碼，到相應的HLR查詢移動用戶的路由信息，根據用戶的不同位置進行接續，下面給出固定用戶呼叫全球星用戶時的例子：
① 若被叫用戶當前位置在GW1，則直接尋呼該用戶完成相應的接續，如圖6.21所示。

② 若被叫用戶當前位置在另一關口站GW2， 則通過專用直達線路將呼叫接續到GW2，如圖6.22所示。

③ 如果被叫用戶漫游到PLMN網中，則將呼叫接續到PLMN關口局，在PLMN網中接續，如圖6.23所示。

(2) 全球星用戶呼叫固定用戶或地面公用移動網的用戶時，就近進入固定網或地面公用移動網的關口局，由固定網或地面公用移動網進行接續，后續接續過程同固定網或公用移動網內的接續。
(3) 全球星用戶呼叫全球星用戶，始發關口站GW1在全球星網中查詢用戶的路由信息。根據用戶的不同位置進行接續，具體接續過程同(1)。

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