【正文】 研室 衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)（ SMCS） 衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)（ SatelliteMobileCommunicationSystem， SMCS）通過在空中的衛(wèi)星的通信轉(zhuǎn)發(fā)器來接收和放大陸、海、空用戶發(fā)來的信號（上行鏈路），并以其他頻率轉(zhuǎn)發(fā)出去，為陸、海、空用戶接收信號提供無線通路（下行鏈路），從而實(shí)現(xiàn)陸、海、空的固定和移動用戶間的通信。衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)有不受陸、海、空位置條件限制、受地物影響很小、頻率資源充足、通信容量大、覆蓋面廣的特點(diǎn)，適合洲際越洋、軍事、應(yīng)急、干線和多媒體通信。 第一章 概 述 電子信息工程系通信技術(shù)教研室 不同的衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)其地球軌道有可能不同。衛(wèi)星軌道可分為地球同步軌道（ GRO）和非地球同步軌道（ NGEO）兩類。個人通信系統(tǒng)趨向于使用非同步軌道，因?yàn)?NGEO軌道可以較好地實(shí)現(xiàn)全球覆蓋，時延較小，同時可以使用小口徑的天線減少波束的投射范圍，從而獲得更好的全球頻率再用系數(shù)。 第一章 概 述 電子信息工程系通信技術(shù)教研室 利用衛(wèi)星中繼在海上、空中和地形復(fù)雜而人口稀疏的地區(qū)實(shí)現(xiàn)移動衛(wèi)星通信具有獨(dú)特的優(yōu)越性，很早就引起人們的重視。1976年，國際海事衛(wèi)星組織（ IMARSAT）首先在太平洋、大西洋和印度洋上空發(fā)射了三顆同步衛(wèi)星，組成了 IMARSATA系統(tǒng)，為在這三個大洋上航行的船只提供服務(wù)。其后，又先后增加了IMARSATC、 IMARSATM、 IMARSATB和 IMARSAT機(jī)載等系統(tǒng)。與此同時，在 20世紀(jì) 80年代初，一些幅員廣大的國家開始探索把同步衛(wèi)星用于陸地移動通信的可能性，提出在衛(wèi)星上設(shè)置多波束天線，像蜂窩網(wǎng)中把小區(qū)分成區(qū)群那樣，把波束分成波束群，實(shí)現(xiàn)頻率再用，以提高系統(tǒng)的通信容量。美國 1993年的休斯頓 Spaceway計(jì)劃是一個雙星移動通信系統(tǒng)，其目標(biāo)是為北美地區(qū)提供語言、數(shù)據(jù)和圖像服務(wù)。 第一章 概 述 電子信息工程系通信技術(shù)教研室 眾所周知，接收信號電平是與通信傳輸距離的平方成反比的，利用同步衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)海上或陸地移動通信時，為了接收來自衛(wèi)星的微弱信號，用戶終端所用的天線必須具有足夠的增益，甚至使用伺服平臺，保證天線能不隨載體晃動而準(zhǔn)確地跟蹤衛(wèi)星。這種要求在船載終端或車載終端上可以實(shí)現(xiàn)，但在便攜終端和手持式終端上還難以做到。盡管如此，人們并沒有放棄利用靜止衛(wèi)星為手持終端提供語音和數(shù)據(jù)服務(wù)的想法，有關(guān)的試驗(yàn)和研究工作也在不斷進(jìn)行中。上面提到的國際海事衛(wèi)星組織已實(shí)現(xiàn)使用手機(jī)進(jìn)行衛(wèi)星移動通信的規(guī)劃，并把這一系統(tǒng)定名為 IMARSATP。此外，還有美國的 TRITIUM系統(tǒng)、 CELSAT系統(tǒng)，以及日本 MPT的COMETS等計(jì)劃。 第一章 概 述 電子信息工程系通信技術(shù)教研室 為了使地面用戶只借助手機(jī)即可實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星移動通信，許多研究都把注意力集中于中、低軌道衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)。這類衛(wèi)星不能與地球自轉(zhuǎn)保持同步，從表面上看，衛(wèi)星總是緩慢移動的，如果要求地面上任一地點(diǎn)的上空在任意時刻都有一顆衛(wèi)星出現(xiàn)，就必須設(shè)置多條衛(wèi)星軌道，每條軌道上均有多顆衛(wèi)星有順序地在地球上空運(yùn)行，在衛(wèi)星和衛(wèi)星之間通過星際鏈路互相連接，這樣就構(gòu)成了環(huán)繞地球上空不斷運(yùn)動但能覆蓋全球的衛(wèi)星中繼網(wǎng)絡(luò)。一般來說，衛(wèi)星軌道越高，所需的衛(wèi)星數(shù)目越少；衛(wèi)星軌道越低，所需的衛(wèi)星數(shù)目越多。目前，世界有不少國家提出了發(fā)展低軌道衛(wèi)星通信的計(jì)劃。各種實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星移動個人通信的系統(tǒng)以美國的中低軌道衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)最具代表性，如低軌道的“銥”系統(tǒng)、全球星系統(tǒng)和中軌道的奧德賽系統(tǒng)。表 19列出了低軌道移動衛(wèi)星通信系統(tǒng)的部分參數(shù)。 第一章 概 述 電子信息工程系通信技術(shù)教研室 表 19 低軌道移動衛(wèi)星通信系統(tǒng)的部分參數(shù) 系統(tǒng)名稱 A R I E S T E L E D E S I C E L L I P S O B O R E A L I S E L L I P S O C O N C O R D L A G L O B A L S T A R I R I D I U M 軌道高度／ km 101 8 700 520 ／ 7800 7800 138 9 780 傾角 90 186。 98. 2 186。 1 16 . 5 186。 0 186。 47 186。 52 186。 86. 4 186。 周期 1 05. 5 185。 98. 7 7 185。 180 185。 280 185。 113 . 53 185。 100 . 13 185。 軌道平面數(shù) 4 21 3 1 8 8 6 每平面衛(wèi)星數(shù) 12 40 5 9 3 6 11 總的衛(wèi)星數(shù) 48 840 15 9 24 48 66 用戶鏈路 L / S 頻段 Ka 頻段 L / S / C 頻段 上行 L 頻段 下行 S 頻段 L 頻段 頻 率 控制鏈路 C 頻段 Ka 頻段 L / S / C 頻段 C 頻段 Ka 頻段 話音 有 有 有（ 4. 8 ） 有 （ 2. 4/ 4. 8/ 9. 6 ） 有 ( 2. 4/ 4. 8) 業(yè) 務(wù) 數(shù)據(jù)( kb/ s ) 2. 4 16 ～ 2048 0 . 3 ～ 9. 6 9. 6 2. 4 多址方式 C D M A 上行 F D M A 下行 A T D M C D M A C D M A C D M A T D M A 第一章 概 述 電子信息工程系通信技術(shù)教研室 為滿足個人通信業(yè)務(wù)的需要，衛(wèi)星移動通信應(yīng)該具有區(qū)域覆蓋或全球覆蓋能力，支持綜合業(yè)務(wù)傳輸，并能與陸地公眾移動網(wǎng)互聯(lián)互通。非同步衛(wèi)星離地球近，主要以個人手持機(jī)為終端。若將手機(jī)設(shè)計(jì)成雙模式，在衛(wèi)星和地面移動網(wǎng)雙模運(yùn)行，就可以利用衛(wèi)星大范圍覆蓋的優(yōu)勢，使地面移動網(wǎng)覆蓋不到的環(huán)境復(fù)雜的遠(yuǎn)端地區(qū)也能解決通信問題。非同步低軌道分為小低軌道 (LittleLEO)和大低軌道 (BigLEO)。小低軌道工作在特高頻頻段，以傳輸非話業(yè)務(wù)為主；大低軌道工作于 L頻段，以傳輸手持機(jī)語音為主，還可以支持定位、尋呼、數(shù)據(jù)和傳真等。 第一章 概 述 電子信息工程系通信技術(shù)教研室 無線局域網(wǎng) (WLAN) 無線局域網(wǎng) (WirelessLocalAreaNetwork， WLAN)是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與無線通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，是“最后一百米”的固定無線接入解決方案，是實(shí)現(xiàn)移動計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)之一。從專業(yè)上講， WLAN利用無線多址信道的一種有效方法來支持計(jì)算機(jī)之間的通信，實(shí)現(xiàn)通信的移動化、個性化和多媒體應(yīng)用。通俗地說，WLAN就是在不采用傳統(tǒng)纜線的同時，提供以太網(wǎng)或者令牌網(wǎng)絡(luò)的功能。 WLAN的通信距離在室外環(huán)境最遠(yuǎn)為 300m，在室內(nèi)環(huán)境為 100m以內(nèi)。 WLAN的數(shù)據(jù)傳輸速率最高可達(dá) 54Mb/s。 WLAN的標(biāo)準(zhǔn)由 IEEE802標(biāo)準(zhǔn)化委員會的 定，部分標(biāo)準(zhǔn)見表 110。 第一章 概 述 電子信息工程系通信技術(shù)教研室 WLAN部分標(biāo)準(zhǔn) 8 02 .11 b 8 02 .11 g 8 02 .11 a H ip erL AN /2 工作頻段 2 .4 GHz 2 .4 GHz 5 GH z 以上 5 GH z 以上 傳輸速率 1 1M bit /s 2 2M bit /s 5 4M bit /s 5 4M bit /s 第一章 概 述 電子信息工程系通信技術(shù)教研室 無線個人域網(wǎng) (WPAN) 無線個人域網(wǎng) (WirelessPersonalAreaNetwork， WPAN)使消費(fèi)者的便攜式終端和通信設(shè)備之間可以進(jìn)行短距離 (10m內(nèi) )高速的特別連接，以獲得高速多媒體的應(yīng)用。這里所說的特別連接是指設(shè)備可控制和被控，可以方便地加入和離開網(wǎng)絡(luò)。藍(lán)牙 (Bluetooth)技術(shù)屬于 WPAN范疇。 第一章 概 述 電子信息工程系通信技術(shù)教研室 移動通信的主要技術(shù)及其發(fā)展趨勢 當(dāng)前移動通信研究中涉及的關(guān)鍵技術(shù)如下： （ 1）新型的調(diào)制解調(diào)技術(shù)研究； （ 2）新頻段下電波傳播特性的研究； （ 3）高性能信道編碼技術(shù)研究； （ 4）自適應(yīng)均衡技術(shù)； （ 5）信道分配與管理； （ 6） CDMA系統(tǒng)中功率控制、干擾抵消和多用戶檢測技術(shù)研究； （ 7）多載波技術(shù)與多媒體同步技術(shù)的研究； （ 8）切換、定位技術(shù)研究； （ 9）智能天線技術(shù)； （ 10）軟件無線電技術(shù)研究； （ 11）網(wǎng)絡(luò)體制、架構(gòu)、協(xié)議以及網(wǎng)絡(luò)安全等研究。 第一章 概 述 電子信息工程系通信技術(shù)教研室 移動通信發(fā)展單靠現(xiàn)有的技術(shù)和頻段很難滿足大量用戶的增長和多業(yè)務(wù)的需求，故向更高頻段發(fā)展、進(jìn)一步提高頻帶利用率以及采用各種新型的通信技術(shù)是移動通信發(fā)展的必然趨勢。信息化社會的到來以及 IP技術(shù)的興起，正深刻地改變著電信網(wǎng)絡(luò)的面貌以及未來技術(shù)發(fā)展的走向。所以，未來移動通信技術(shù)的發(fā)展趨勢是寬帶化、分組化、智能化、綜合化、個人化。主要特點(diǎn)體現(xiàn)在以下幾個方面： 第一章 概 述 電子信息工程系通信技術(shù)教研室 （ 1）寬帶化是通信信息技術(shù)發(fā)展的重要方向之一，隨著光纖傳輸技術(shù)以及高通透量網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的進(jìn)一步發(fā)展，有線網(wǎng)絡(luò)的寬帶化正在世界范圍內(nèi)全面展開，而移動通信技術(shù)也正朝著無線接入寬帶化的方向演進(jìn)，無線傳輸速率已從第二代系統(tǒng)的 渡，并進(jìn)一步向 20Mb/s甚至更高速率發(fā)展。 第一章 概 述 電子信息工程系通信技術(shù)教研室 （ 2）隨著網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量主導(dǎo)地位的形成，從傳統(tǒng)的電路交換技術(shù)逐步轉(zhuǎn)向以分組為基礎(chǔ)特別是以 IP為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)是發(fā)展的必然， IP協(xié)議將成為電信網(wǎng)的主導(dǎo)通信協(xié)議。隨著移動通信通用分組無線業(yè)務(wù) (GPRS)的引入，用戶將在端到端分組傳輸模式下發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，打破傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)接入模式。 GPRS骨干核心網(wǎng)也將廣泛采用路由器技術(shù)，以 IP為基礎(chǔ)組網(wǎng)，開始了移動骨干網(wǎng) IP應(yīng)用的實(shí)踐。 第一章 概 述 電子信息工程系通信技術(shù)教研室 （ 3）核心網(wǎng)絡(luò)綜合化，接入網(wǎng)絡(luò)多樣化。未來信息網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)模式將向核心網(wǎng) /接入網(wǎng)轉(zhuǎn)變，網(wǎng)絡(luò)的分組化和寬帶化使在同一核心網(wǎng)絡(luò)上綜合傳送多種業(yè)務(wù)信息成為可能，網(wǎng)絡(luò)的綜合化以及管制的逐步開放和市場競爭的需要將進(jìn)一步推動傳統(tǒng)的電信網(wǎng)絡(luò)與新興的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的融合。接入網(wǎng)是通信信息網(wǎng)絡(luò)中最具開發(fā)潛力的部分，未來網(wǎng)絡(luò)可通過固定接入、移動蜂窩接入、無線本地環(huán)路接入等不同的接入設(shè)備接入核心網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)用戶所需的各種業(yè)務(wù)，在技術(shù)上實(shí)現(xiàn)固定和移動通信等不同業(yè)務(wù)的相互融合。 第一章 概 述 電子信息工程系通信技術(shù)教研室 （ 4）信息個人化是 21世紀(jì)初信息業(yè)進(jìn)一步發(fā)展的主要驅(qū)動力之一，而移動 IP技術(shù)正是實(shí)現(xiàn)未來信息個人化的重要技術(shù)手段，在手機(jī)上實(shí)現(xiàn)各種 IP應(yīng)用以及移動 IP技術(shù)正逐步成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)之一。移動智能網(wǎng)技術(shù)與 IP技術(shù)的組合將進(jìn)一步推動全球個人通信的發(fā)展。 （ 5）網(wǎng)絡(luò)將從以技術(shù)為中心轉(zhuǎn)向以應(yīng)用為中心。在信息通信領(lǐng)域，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備只是一個平臺，所有的信息業(yè)務(wù)需要運(yùn)營者根據(jù)市場的實(shí)際需要提出，再經(jīng)過后臺的軟硬件集成“生產(chǎn)”出新的業(yè)務(wù)產(chǎn)品。因此未來市場的競爭焦點(diǎn)不在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)本身，而是應(yīng)用的開發(fā)。 第一章 概 述 電子信息工程系通信技術(shù)教研室 （ 6）移動通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)正在經(jīng)歷一場深刻的變革，現(xiàn)有電路交換網(wǎng)絡(luò)向 IP網(wǎng)絡(luò)過渡的趨勢已不可阻擋， IP技術(shù)將成為未來網(wǎng)絡(luò)的核心關(guān)鍵技術(shù)。在業(yè)務(wù)控制分離的基礎(chǔ)上，網(wǎng)絡(luò)呼叫控制和核心交換傳送網(wǎng)的進(jìn)一步分離，使網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)趨于分為業(yè)務(wù)應(yīng)用層、控制層以及由核心網(wǎng)和接入網(wǎng)組成的網(wǎng)絡(luò)層。 第一章 概 述 電子信息工程系通信技術(shù)教研室 蜂窩、無繩、集群、無線局域網(wǎng)等各種移動通信系統(tǒng)將在第三代中以全球通用、系統(tǒng)綜合作為基本出發(fā)點(diǎn)，并逐步融合，力圖建立一個全球性移動綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)，各種低、中、高軌道衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)紛紛推出，借以解決全球覆蓋、三維空間的個人移動通信問題。中、低軌道衛(wèi)星移動通信的全球通等系統(tǒng)和中軌道衛(wèi)星移動 ELLPSO系統(tǒng)、 CCI系統(tǒng)均將陸續(xù)投入運(yùn)行，全球衛(wèi)星移動個人通信（ GPCS）成為 ITU的熱門話題。移動通信網(wǎng)絡(luò)作為一種理想的智能接入網(wǎng)，未來必然要與固定通信網(wǎng)綜合成全球一網(wǎng)，為達(dá)到個人化通信的理想奠定基礎(chǔ)。 經(jīng)過長時間的飛速發(fā)展，傳統(tǒng)的電路交換網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)形成相當(dāng)?shù)囊?guī)模，新興 IP網(wǎng)主導(dǎo)地位的真正形成尚需時日，而 IP網(wǎng)取代傳統(tǒng)電路交換網(wǎng)是一個長時間的過程，在一定時期內(nèi)兩個網(wǎng)絡(luò)仍將共同發(fā)展，互為補(bǔ)充，并逐步實(shí)現(xiàn)從傳統(tǒng)電路型網(wǎng)絡(luò)向新型網(wǎng)絡(luò) 第一章 概 述 電子信息工程系通信技術(shù)教研室 圖 13 未來網(wǎng)絡(luò)的物理模型 第一章 概 述 電子信息工程系通信技術(shù)教研室 個人通信是人類希望實(shí)現(xiàn)的理想的通信方式。它是在寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)的基礎(chǔ)上，以無線移動通信網(wǎng)為主要接入手段，以智能網(wǎng)為核心的最高層次的通信網(wǎng)，它將一步步演進(jìn)成為所