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全球个人通信系统——卫星移动通信的新目标(陆文福、贾玉涛)
随着世界经济的发展,各国之间互相渗透,人们之间的交流大大增加,而另一方面则
是世界上还有许多人烟稀少的山区、草原、沙漠和岛屿也需要发展和沟通信息,这就使近
十年来信息传递领域中卫星移动通信的需求量大增。在这段时期里,正值卫星技术、大规
模集成技术、通信技术和计算机技术等取得了前所未有的发展。于是人们就不满足可搬动
的小型卫星通信地面站或能便携的卫星通信用户机状态,希望能够用手持帆实现任何一个
人(Whoeve)在任何时间(Whenever)任何地点(Wherever)都能与世界上其他任何人
(Whomever)进行任何万式(Whatever)的通信,这就是所谓全球个人通信标志 (5W),
第五个W是指可以支持话音、数据和图像等多种业务通信。
地面移动蜂窝通信系统,它只能限于大中城市和主要的通道两旁,不可能覆盖全世界
每个角落,因为转播台的作用距离仅5~15Km,如果建立能覆盖全球每个地方的中继网,
无论是从经济上或从枝术上讲都是不可能的,本文研究的全球个人通信系统与地面移动通
信系统不同处在于系统的中继网建在空中,中继站就是卫星,由于卫星登高远望,通视范
围广,所以,利用卫星移动通信实现全球个人通信系统将优选于地面蜂窝移动通信。卫星
的轨道高度决定卫星数量的多少,无论是在同步轨道(GE)、大椭圆轨道(HEO)、中椭
圆轨道(MEO)和低椭圆轨道(LEO)上所要发射的卫星数量一般多是可以做到的。
卫星移动通信建设快、资源利用率高、投资少而能达到全球的范围,同时有很大的利
润,如全球星(Globalstar)公司的财务主管预测,公司每年可获利18亿美元。如此高额
的利润,必然会吸引全世界的投资者进入这一新兴产业,使成为当今的投资灼热点。无论
是发达国家,还是发展中国家,他们提出了许多方案、建议和计划,据1997年9月电联卫星
总表,向电联申报的1-3GHz频段的非静止轨道卫星网络已有181个,已见于公开资料的就有
20多个,这些卫星移动通信系统并不都是个人全球通信系统,因为有的系统的用户终端还
不能做到手持要求的大小,没能满足本文第一段的关于全球个人通信系统的概念,例如利
用同步轨道的卫星移动通信系统一般用户终端是一个小站,这是由于信号的传播路径很远,
损耗大的原因,这样的系统设计时并不要求考虑用户终端用手持机。在已见到报道的卫星
移动通信系统范围内有四个比较著名的系统,它们是ICO、Iridium、Globalstar和Odyssey
系统,它们都是属于全球个人通信系统。ICO的含意是中高度圆形轨道,它是Inmarsat新
成立的全球通信公司,专门负责Inmarsat-p(p-21)计划的实施:Iridium就是摩托罗拉
(Motorola)公司推出的一个全球低轨道个人通信系统.即是人们所说的合球通信系统:
Globalstar全球卫星系统是(Loral-OualComm)公司提出的一个全球低轨道个人通信系
统;Odyssey(奥迪赛)系统是美国TRW公司发展的一个全球中轨道个人通信系统。1997年
12月TRW公司宣布由于经济上原因放弃Odyssey计划,同时成为竞争对手ICO公司的一个股
东。因而现在只有三个著名系统了。
全球个人通信系统都应具有Iridium系统那样的功能,也就是研制成一种双模式电话,
这种电话具有全球范围的兼容性,而且用不着进开现有的通信系统,它首先寻找地面的蜂
窝信号,当不能获得地面服务时就切换到卫星星座上去,并允许所叫者选择他们喜欢的呼
叫线路。另外.这些系统还将与公共交换电电话网络(PSTN)连接,使得任何一个系统的
用户都可以和世界上任何一部电话通话,此外系统还有对用户的定位功能,定位精度在
1~2Km的范围内。
Iridium等三个系统分别与我国的航天、交通和信息等部门都有合作协议,换句话说
上述三个系统均有我国的股份,有的股份还很大,是国际上最大的投资者之一,例如ICO,
我国交通部所占股份为ICO总投资的7.2%,是ICO公司董事会董事,这三个全球个人通信
系统将来在我国的移动通信市场上会占到相当的份额。因此我们有兴趣予以注意,本文
对它们作些研究的原因主要也在这里。表1和表2是ICO、Iridium和Globalstar等的状况
比较表,以下我们分别从轨道、卫星通信体制和系统组成等方面予以浅析之:
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