全球通信系统

一般移动无线电通信只能覆盖较小的范围，利用高频进行移动通信又有可靠性不高的缺点，而利用卫星作为中继站进行移动通信，有明显的优点。例如，利用一颗静止卫星就能覆盖整个大西洋区域，进行可靠的移动通信，

从航空和航海的安全角度考虑，它也有很大的应用价值。

用卫星进行移动通信，虽然 60 年代就已开始试验，但由于通信设备

在重量和体积上的种种限制，直到 70 年代后期，海事移动卫星通信才正式投入运行。空中和陆地的移动卫星通信，目前正处于发展阶段，随着通信卫星技术的发展，新一代卫星的投入运行，专家们估计，90 年代移动卫星不仅在海上，而且在空中和陆地，都将取得较大发展。

移动卫星通信目前最吸引人的一个成果是低轨道移动卫星通信。这是 80 年代后期提出的一种新的构想，其基本思路是利用数十颗低轨道卫星构成星座，覆盖全球，使人们可以在地球上的任何地方使用不太贵的手机进行全球范围的通信。

关心我国“长征”系列运载火箭的人一定还记得，中国与美国之间曾有一个利用中国的长征系列运载火箭将美国摩托罗拉公司“铱”计划中的数十颗低轨道卫星送上太空的意向。那什么是“铱”计划呢？“铱” 计划为什么会导致这么多的卫星上天呢？

1988 年，摩托罗拉公司的几位工程师在茶余饭后聊天时提出了用多颗低轨道卫星来覆盖全球以提供移动通信的想法。这一想法很快得到了公司总部的支持，并成立了卫星通信部，组织人员研究出一个可以实现的系统方案，并向美国联邦通信委员会提出建造和经营这一系统的申请。这就是世界上第一个提议的低轨道卫星通信系统，后来根据其星座结构取名为“铱”系统。铱系统由 77 颗卫星构成，投资约 34 亿美元。 “铱”系统与我们前面所说的地球同步卫星通信的不同在于：地球

同步卫星通信的主体是位于距地球 3.6 万公里高空的地球同步通信卫星，因为同步卫星站得高，所以看得远，只要三颗同步卫星就可以覆盖地球。但是，由于它距地球太遥远了，所以无论是卫星发射技术，还是接收、发送信号设备的制作，难度都很大。而且，同步卫星本身也较大，制造成本也很高，一般一颗的成本就要数亿美元。而“铱”系统通信的主体是 77 颗距地球 765 公里的小型卫星，这种卫星很小，一般为 2.3 米

×1.2 米大小，重量也轻，可以用很便宜的运载工具发射上天。而且，卫星的设计也尽可能的删繁就简，发射和接收信号的设备也可以做得相对简单。由于距地球近，所以，要达到使信号覆盖全球的目的，仅 3 颗卫星就远远不够了，必须用多颗卫星来覆盖全球。在“铱”系统中一共用了 77 颗这种低轨道卫星通过微波互连构成网络。由于这 77 颗卫星在天空的分布与金属元素“铱”的原子结构十分相似，故而命名为“铱”系统。

由于“铱”系统是属于移动通信的范畴，所以，每个用户必须随时将自己所处的位置通知离他最近的地面站。当一个用户设备开机后，它便自动向其归属的地面站发送一登录信息，通知该站，本用户单元已开机，处于通信状态。如果该用户设备移动到了一个较远的地方，也自动

向此地面站发送一位置更新信息。建立一个呼叫的过程大致如下：

用户打开手机，拨被叫号码，这时，一个包含主叫用户注册号码及被叫用户终端号码的请求服务信息，将被送到视线内距离最近的一颗卫星中，随后被转送到本地区的地面站，以便准备建立呼叫。
本地区的地面站将核对该主叫用户是否有权使用此项服务。
本地区的地面站同时向被叫地区的地面站询问被叫是否有权使用此项服务，同时获得被叫位置的有关信息。
如果经核对，主叫与被叫用户都有权使用此项服务，则系统将给主叫被叫之间分配一条卫星链路，并同时向被叫振铃。
当通信的一方处于移动中时，地面站将对用户的位置进行跟踪，以保持双方进行正常的通信。

下面举一个例子来说明此通信过程是如何实现的。

假设北京的李先生在北京地区地面站登录他的通信终端（如手机等），北京地面站就是李先生的归属地面站；现在李先生将在西藏停留一天，西藏地区地面站在这一天当中将是他的本地服务地面站；陈先生住在武汉，他在武汉地区地面站登录他的通信终端（如手机等），武汉地区地面站是陈先生的归属地面站；而现在陈先生正在巴黎进行业务活动，巴黎地区地面站在这段时间内将是陈先生的本地服务地面站。现在，李先生想要呼叫陈先生，而他们彼此都不知道对方的位置。

此时，李先生与陈先生的手机一开机，其位置信息就分别通过卫星登记在各自的本地服务地面站内（此处是西藏和巴黎地面站），然后，各本地服务地面站将与两人的归属地面站联系，确认二人是否有权使用服务，并将二人最新位置信息告诉归属地面站。

主叫（李先生），此时便可拨陈先生的电话号码，并经卫星送至西藏地面站。西藏地面站通过检测李先生拨的电话号码，知道陈先生的归属地面站是武汉站，于是就向武汉站发出请求，武汉地面站将对陈先生登录的数据进行核查，并将陈先生的位置通知西藏地面站，同时通过卫星电路对陈先生的手机振铃。这样一个呼叫即被接通。

“铱”系统是用来连续提供全球性的电信服务的，它能覆盖地球上除了北极和南极的所有地区。可以提供多种通信服务，其中基本的通信服务有如下 5 种。

数字式话音通信。可以在手机与手机之间或手机与公用网的电话用户之间提供双向、高质量的数字式话音通信。
全球寻呼联网。将来的数字式寻呼机大小和性能与现在的寻呼机相似，可以在全球任何地方通过卫星进行寻呼业务。
传真。卫星移动传真设备有两种，一种是单独的移动传真设备，另一种是与移动电话配合使用的传真设备。
数据通信。用于移动卫星通信的 2400 比特/秒的调制解调器已研制出来了，用户可以利用它通过低轨道卫星系统来传送数据。
地理定位业务，移动通信终端，如手机等可通过此项业务自动报告所处的位置。

“铱”系统主要应用于地广人稀，地形复杂，不便于进行陆地通信的区域，或应用于灾害及紧急情况下的通信。按“铱”系统的开发计划，

到 1997 年，“铱”系统就可全面投入运行，那时，人们将又多了一种联系手段。