基本介紹
- 中文名：中軌道衛星移動通信系統
- 外文名：middle earth orbit satellite mobile communicationsystem
- 英文縮寫：MEO
系統概述,系統組成,空間段,地面段,用戶終端段,工作頻率,最新進展,典型舉例,奧德賽系統,MAGSS-14系統,
系統概述
有代表性的中軌道(MEO)衛星移動系統主要有國際海事衛星組織的ICO(INMARSAT-P)、TRW空間技術集團公司的Odyssey(奧德賽)和歐洲宇航局開發的MAGSS-14等，ICO系統是一個典型的MEO衛星移動通信系統。
ICO系統最初有低、中、靜止軌道三種方案供論證，最終選擇了MEO方案，即所謂ICO(中圓軌道)方案。該系統的運行目的是利用衛星向全球用戶提供手機衛星移動通信，實現與地面公網相連通的數字語音、尋呼、傳真、數據、多元化電文信息以及定位等多種業務。
系統組成
ICO系統主要由3部分組成：空間段、地面段、用戶終端。ICO系統結構見圖1。
圖1 ICO系統網路結構圖
圖1 ICO系統網路結構圖空間段
空間段由12顆中軌道衛星(包括2顆備用星)、6個跟蹤和測控站(TT&C)、1個衛星操作控制中心(SCC)、1個衛星網路控制站(NCS)等組成。
這些衛星均勻分布在離地球表面10 355km高度的兩個正交中圓軌道平面上，每個軌道平面上有5顆衛星和1顆備用星，軌道面傾角為45°。ICO衛星的重量為2 000kg，壽命大約為12年，衛星採用新材料的太陽能陣列電池，能提供6kW以上的功率。每顆衛星有163個點波束，至少能支持4 500個語音信道，分布在大約750個載波上，採用TDMA多址技術。每顆衛星應能保證整個系統每年支持24億分鐘的通話量。
跟蹤和測控站通過跟蹤衛星的運動和調整衛星的軌道，維持星座分布，實現管理ICO衛星系統。該站還通過收集衛星的電源電壓、電流、溫度、穩定性和其他運行特性的數據，並把這些數據轉發到衛星操作控制中心進行處理和作出反應，從而監測衛星的全面狀況。而且該站還可在任何一顆衛星出現故障時，操縱衛星，重新調整衛星星座。
衛星網路控制站通過跟蹤和測控站與衛星接續樞紐站的工作，控制衛星上的饋線和業務天線間的轉發器連線。這一過程支配著饋線鏈路波束內的頻率的重新配置以及高、低業務量點波束間的最佳信道分配。
地面段
地面段包括關口站和衛星聯繫地面網ICONET網。ICONET網具有12個衛星接入節點(SAN，Satellite Access Node)，有規則地分布在世界各大洲，通過專用地面鏈路連線，具有相互備份及覆蓋全球的能力。SAN由多天線業務鏈路地球站、有路由定址功能的交換機、訪問位置暫存器(VLR)、移動管理資料庫、SAN互聯以及與關口站、公眾網和地面移動網互聯的鏈路和接口設備等組成。12個SAN共享存儲用戶註冊信息的用戶位置歸屬暫存器(HLR)。SAN通過關口站實現與公用電話網、分組交換數據網和公共陸地移動網的連線。關口站分設於各國或地區。關口站設備包括一系列智慧型交換機、提供增值業務的服務設備以及與ICO系統的接口(用於用戶登記、註冊、計算、網路維護、信息交流等功能)。
12座SAN站由投資者公開競標，中國競標1座。其他SAN站分別位於：澳大利亞、巴西、智利、德國、印度、馬來西亞、韓國、墨西哥、南非、阿聯和美國。
用戶終端段
ICO用戶終端包括手機、車載、航空、船舶等終端以及半固定和固定終端。手機為雙模手機，可自動選擇衛星或地面操作模式，也可由用戶根據現有的衛星和地面系統可利用的程度及用戶的意願進行選擇，其手機與當前地面蜂窩系統手機在體積、外觀和話音質量方面都非常相似。ICO雙模手機可提供GSM/ICO、CDMA/ICO、DAMPS/ICO、PDC/ICO業務，除語音外，還提供數據通道、電文、尋呼、傳真、定位。
工作頻率
ICO系統饋線鏈路使用C頻段，關口站到衛星上行鏈路使用5GHz，衛星到關口站下行鏈路的使用7GHz。
ICO系統用戶鏈路使用S頻段，用戶終端到衛星上行鏈路使用1 980～2 010MHz，衛星到用戶終端下行鏈路使用2 170～2 200MHz。
最新進展
1997年，TRW公司放棄Odyssey系統的發展，加盟ICO公司。1999年8月，ICO公司幾次融資失敗，申請破產保護。1999年11月，世界電信界兩大富豪—美國Teledesic公司董事長Craig O.McCaw先生和印度Subhash Chandra先生向ICO公司投資12億美元。ICO公司於2000年5月宣布走出破產保護，更名為新ICO公司(New ICO)，與McCaw先生的Teledesic公司合併為ICO-Teledesic控股公司，新ICO公司和Teledesic公司均為其子公司。
新ICO公司基本採用原ICO系統設計思想，系統結構沒有重大改變，只是地面段部分由原來12座地面站(SAN站)增加到13座，新增加的一座在俄羅斯。
2001年，ICO-Teledesic公司又與採用中橢圓軌道衛星的Ellipso公司達成合作協定，在衛星傳輸語音、數據業務領域進行合作，這項合作協定將使兩家公司結成戰略聯盟並有可能最終進行全面合併。
典型舉例
典型的中軌道衛星移動通信系統有：Inmarsat-P，Odyssey，MAGSS-14等。其中，國際海事衛星組織的Inmarsat-P，採用4顆同步軌道衛星和12顆高度為10 000 km中軌道衛星相結合的方案。TRW空間技術集團公司的 Odyssey系統是由分布在高度為10 000 km的3個傾角為55°軌道上的12顆衛星組成。歐洲宇航局的MAGSS-14系統是由分布在高度為10 354 krn的7個傾角為56°軌道上的14顆衛星組成。
奧德賽系統
Odyssey（奧德賽）系統由TRW空間技術集團公司推出。它由12顆高度約為10000KM的衛星分布在傾角55°的3個軌道平面上構成的，使用L/S/Ka頻段，每顆衛星具有19個波束，總容量為2800個話路，系統可以為100個用戶提供一條電路，12顆衛星可在全球範圍內為280萬用戶提供服務。系統建設費用約為27億美元，衛星設計壽命為12～15年，當時預計1997年投入使用。Inmarsat-P系統（第三代國際海事衛星）是國際海事衛星組織制定的稱為“Project_21”計畫，當時準備九十年代後期耗資10億美元建造一個全新結構的21世紀全球個人衛星移動通信系統。第一、第二代海事衛星只使用靜止軌道衛星，只能覆蓋地球緯度70°以上的區域。第三代海事衛星採用同步和中軌道衛星結合的方案，它採用的4顆同步衛星，有超過10米的大天線，並有星上處理功能，可以實現手持機之間的通信。中軌道部分由12顆高度約為10000KM的衛星構成，也有星上處理功能。系統服務目標是在服務區的各種環境條件下，90%的情況下能看到衛星，此時利用0.25～0.4W發射功率的手持機，通信可靠度為95%，手持機尺寸為 ，重約為300克，零售價約為1500美元，系統總投資約為25億。Inmarsat-P的合作夥伴有Comsat、Hughes、Matra、Marcom、Nokia、Ericssion、NEC等等，當時預計1998～2000年收入使用，壽命為11年，電話費每分鐘為2美元，
MAGSS-14系統
MAGSS-14系統是歐洲宇航局開發的中軌道全球衛星移動通信系統。它由14顆衛星組成，衛星高度為10354公里，分布在7個軌道平面上，軌道傾角為28.5°。在這個高度上，衛星沿軌道旋轉一周的時間為四分之一個恆星日（23小時56分）。這個諧率使得衛星的地面軌道每天重複，為動態星座（DSC）提供了一些有用的網路覆蓋特性。當用戶仰角為28.5°的時候，最大傾斜路徑為12500KM，由此可以推算出來的衛星覆蓋區半徑為4650KM。衛星運動使得一個地球站與一顆星的平均可見時間長達100min。每顆星有37個波束，可以覆蓋全球。下面，我們將向您介紹幾種典型的中軌道衛星系統，鑒於Inmarsat-P系統在前面已經有介紹，所以在這裡我們重點介紹Odyssey（奧德賽）系統。
