本文分析了商務人士、遊客和所有在移動中的人的情況，以便他們隨時隨地與親戚、朋友、公司和客戶保持聯系。而那些居住在人煙稀少的偏遠地區的人也可以享受到這種現代化的通訊服務。
其中壹些系統是全球性的，而另壹些則覆蓋範圍很廣。所有這些系統的特點是投資巨大(數6543.8+0億美元)及其跨國性質。它涉及國際關系，包括衛星制造商、蜂窩服務提供商、電子設備制造商和通信建設管理部門。此外，衛星系統還提供除電話以外的其他通信服務。
近年來，手機發展迅速。1988年全球用戶400萬，1995年達到123萬。估計到2001會翻三倍。然而，衛星系統運營商估計，在世紀之交，40-60%的世界人口仍然生活在沒有蜂窩地面基站覆蓋的地方。
與此同時，對傳統通信服務的需求繼續增長，特別是在發展中國家。發達國家和發展中國家的電話線密度(每100人擁有的電話線數量)約為30條。1。據估計，世界上大約有30億人家裏沒有電話。這為衛星電話系統提供了巨大的市場。
到目前為止，大約有180顆商用地球同步衛星(GEO)圍繞地球運行。在赤道上空35800公裏處，他們提供包括電視廣播、轉播、網絡中繼、海上和地面移動通信，甚至長途電話幹線在內的各種服務。
壹顆GEO星可以覆蓋地球的1/3。三顆等間距的星星可以覆蓋整個世界。當然，除了北極和南極。然而，這種衛星未能傳輸足夠強大的功率，因此無法實現與地面小型手機的操作通信。
LEO離地面近，單個衛星波束覆蓋地面面積小，需要更多。
實現全球覆蓋的衛星數量。但是，獅子座單星體積小，重量輕，價格便宜。此外，還減少了GEO衛星遠距離傳輸帶來的信號延遲長的不愉快感。
LEO的典型高度為500-1500 km，MEO的典型高度為5000-12000 km。
對於不同軌道高度的衛星系統，設計目標是利用多顆衛星實現全球覆蓋，實現與世界任何地方的手持移動終端通信。據專家預測，目前正在規劃或實施的中低軌道移動衛星系統只能滿足全球市場的壹半。
以銥星公司為例，LLC銥星公司預測，到2002年，移動用戶數將達到4200萬，其中10%，即420萬是衛星業務，65438+5550萬是衛星和地面蜂窩業務，2230萬是城市間的蜂窩用戶。另壹家公司GlobalstarLP預計到2002年將獲得300萬客戶，到2006年將獲得3000萬客戶中的900到10萬。
全球衛星移動系統的投資相當驚人，壹般在25億-50億美元之間。區域系統接近6543.8+0億美元。手機通話因國家而異。這取決於市場需求和價格政策策略。當然，這也取決於當地的電話公司。政府政策也會影響電話費的水平。在不同的國家，在開始衛星服務之前，運營公司還必須獲得當地相關部門的批準。這包括海關豁免聲明、特殊頻率的批準、操作許可證和接入本地電話網絡的批準。要克服這些地方壁壘，運營公司需要下大力氣。
表1中所列的參與各種系統開發和建設的公司所在的國家就像是聯合國會員國的名單。直接參與者不僅來自北美和歐洲，還來自中東、非洲、遠東、南美、印度、中國和俄羅斯。全球系統以美國和英國為基礎。服務於東南亞、中亞、中東、印度和東歐的區域系統正在各地崛起。(表1)
全球系統所需的衛星數量取決於衛星高度。最低高度的系統是66顆銥星加6顆備份衛星(LEO)。MEO系統需要10顆星，外加兩個備份(ICO系統)。低軌衛星的軌道壽命受到大氣牽引力和釩輻射帶產生的輻射的限制。典型值為5-8年。也就是說，低軌衛星比中軌衛星需要更頻繁的更換，後者的壽命約為12年。當然，小衛星在低軌道的發射成本比大衛星高軌道的MEO星低。壹般來說，服務於該區域的更重要的GEO衛星的建造和發射成本最高，但其設計壽命更長，約為12-15年。
大部分用戶會使用發射功率小於1/2w，全向天線的雙模手機。整個手機看起來像手機。當有地面蜂窩服務器時，用戶通過地面服務器打電話或接電話，而當沒有地面服務器時，他們通過衛星通信。
世界上有各種蜂窩電話標準，因此衛星移動電話必須適用於壹種以上的系統模式。其中包括在歐洲開發的日益流行的數字系統(GSM)和北美的高級移動電話模擬系統(AMPS)。手機廠商都在找巧牌。衛星用戶只要把這張卡插到手機裏，就可以適應當地的標準。例如，ICO全球通信公司(總部設在倫敦的MEO系統的開發商)和銥星系統(第壹個LEO系統)將配備外部數據端口和內部緩沖存儲器。這將支持數據通信、尋呼、傳真和插卡。到目前為止，還沒有壹款帶衛星系統的手機可以應用到另壹個衛星系統。(1)銥星系統
雖然每個衛星系統的細節不同，但目標是壹致的，那就是為用戶提供類似的蜂窩電話，實現城市或鄉村的移動電話服務。第壹個讓這個願望成真的是銥星系統。到去年年底，計劃中的72顆LEO衛星中的46顆已經進入軌道。其余的衛星將於今年上天。該系統將於今年秋天投入商業運營。銥星系統是由20家通信公司和工業公司組成的國際財團。官方名稱是銥星有限責任公司。
銥星系統的66顆恒星排列在6個均勻分布的近極軌道上(傾角86.4度)，距離地面780公裏。66星提供重疊的全球覆蓋，包括極地地區。軌道上剩下的六顆星是保留的。這些在軌恒星構成了太空蜂窩塔，實現了手機與衛星的直接通信。為用戶提供語音、數據、尋呼和傳真服務。
衛星結構為三角形，長邊為4.5米，另外兩邊分別為1米。這種結構適合壹箭多星發射。壹枚俄羅斯質子火箭可以同時發射7顆衛星:壹枚美國DeltaⅱII可以同時發射5顆星；中國制造的2C/SD火箭可以同時發射兩顆銥星。隨著發射任務越來越多，西方國家的移動通信衛星運營商和其他通信衛星公司越來越多地使用中國和俄羅斯的火箭進行發射。滿載時，銥重約690公斤。
進入太空後，衛星上裝有GaAs太陽能電池的機翼展開，姿態由三軸動量飛輪控制系統穩定。用砷化鎵來代替傳統的矽電池，是因為前者效率更高，在相同面積下多產生1/3的功率。
由三個相控陣天線組成的天線組指向地面，通過銥星衛星系統使用1.610-1.625 GHz頻段。每個衛星可以同時處理多達1100個雙工呼叫。
位於美國弗吉尼亞州Landsdowne的主控制中心將承擔衛星控制和網絡管理。其備份系統位於意大利羅馬。夏威夷和加拿大的跟蹤、遙測和指揮中心與主控制中心相連。它們幫助調整衛星位置，並監視衛星在發射和進入軌道時是否正常運行。截至1997年底，銥星系統已獲準在29個國家運營，已有60多家服務提供商註冊接入網絡。
以銥星系統為代表的低軌衛星通信業務持續增長，類似的衛星移動通信系統超過10個。作為衛星移動通信的領導者和第壹個LEO衛星移動通信系統，銥星可以為行人、車輛、飛機和船舶提供全球漫遊通信，被視為世界上最成熟的商用衛星網絡之壹。但銥星的發展也經歷了波折:該系統最早由美國摩托羅拉在1990年提出，1996年部署，總投資34億美元，設計使用壽命5年。1998+01年6月正式投入商業運營幾個月後，銥星公司出現嚴重虧損，於1999年8月申請破產保護，並於2000年3月終止所有業務。然而，2001年3月28日，新銥星公司宣布重啟衛星通信服務，它起死回生了。[1]
目前銥星正處於高增長期，用戶數量和營業收入都達到了歷史最高水平。其中，終端用戶數量增長迅速，超過30.9萬，2002-2008年復合年增長率為32%；收入快速增長，2002-2007年復合增長率為365，438+0%，2008年6-9月同比增長26%。經營利潤快速增長，2004年開始盈利，2008年6-9月同比增長55%。應用範圍迅速擴大，已涉及水運、航空、軍事、政府、物流服務、資產跟蹤等多個領域。[1]
(2)全球之星(Globalstar)
與銥星不同，Globalstar的設計者采用了簡單、低風險、因此更便宜的衛星。星上既沒有處理器，也沒有星際鏈路。相反，所有這些功能，包括處理和交換，都是在地面上完成的。這樣便於維護和以後升級。衛星重量小，約450公斤，所以平均發射成本更便宜。
整個系統幾乎覆蓋全球，共有48顆衛星，幾乎比銥星的數量少1/3。所有衛星均勻分布在八個圓形軌道上，高度為1414km。還有八顆衛星做備份。軌道與赤道成52度角。軌道相隔45度。傾斜軌道覆蓋了從北緯70度到南緯70度的全部範圍，但不包括極地。該系統用最少的衛星覆蓋了地球上最多的居民區。該系統預計今年將發射44顆衛星進入軌道。壹些商業運營計劃在今年年底開始。明年初，該系統將全面投入使用。Globalstar的產權歸5家通信服務提供商和7家通信設備和航天系統制造商所有(見圖1)。
Globalstar系統不通過衛星直接將呼叫轉移給被叫用戶。該系統通過饋電鏈路將衛星接收到的呼叫向下發送到入口網絡。信號在入口網絡處理後，通過地面基礎設施發送出去。然而，如果被叫用戶也是該系統的用戶，則該呼叫將從入口網絡或另壹個入口網絡上行到壹個星，然後被傳送到目的地。
太空中的衛星數量少，結構簡單，意味著地面上的入口網絡很多。這與銥星系統相比是顯而易見的。在系統建設的各個階段，Globalstar將在全球建立38個門戶網絡，在不久的將來還將增加40個。
Globalstar已經從本地服務提供商那裏獲得了超過100個特許經營權，覆蓋了全球超過88%的人口。截至1997年底，已獲得美國、俄羅斯聯邦、中國、巴西等19個國家的營業執照。
Globalstar有壹對六邊形相控陣天線。壹個用於上行鏈路接收，另壹個用於下行鏈路傳輸。天線面向地球，在地面形成16個獨立波束。為了解決用戶的頻率限制，Globalstar盡可能多的復用每個波束中16MHz的帶寬，以增加衛星容量。
Globalstar還采用多路分集接收方式，避免信號被障礙物阻擋時通信中斷。每個入口三個或四個5？6-6米的天線可以同時跟蹤視線內的幾顆衛星。交換系統向至少兩顆衛星發送相同的呼叫。然後，多通道接收器接收這些信號，並將它們組合成壹個單壹的、相幹的和更強的信號。Globalstar采用CDMA技術，使系統獨壹無二。如果使用TDMA，兩顆衛星的信號無法合並，只能選擇壹顆衛星的最佳信號。當我們有3-4顆衛星時，我們可以組合所有信號，並通過自適應功率控制將它們發送到最強的鏈路。這種高效的電源技術不僅提高了系統的容量，還大大提高了系統的待機性能，減少了通信中斷。提高了服務質量。
(3)中軌道衛星
ICO倫敦全球通信公司選擇的模式是用10顆衛星覆蓋全球。這10顆星和兩顆備份星均勻分布在兩個高度為10355 km的正交平面上。它們與赤道的傾角分別為45度和135度。每顆恒星都與壹個地面網絡相連。地面網絡稱為ICO-Net，擁有12個衛星接入點。接入點構成地面站，有多個天線、交換設備和數據庫，按照戰略要求分布在世界各地。像Globalstar的門戶網絡壹樣，這些網站將來自衛星的呼叫傳輸到本地公共交換電話網絡或地面移動網絡。當壹顆衛星從視線中消失時，他們還控制著從壹顆衛星到另壹顆衛星的通話轉移。
明年，壹旦天空中有五顆衛星，倫敦公司計劃開始壹些操作。整個系統的開放要等到2000年剩下的7顆衛星進入軌道。
ICO系統支持4500個TDMA的同時電話呼叫。10顆衛星可以支持45000次通話，足夠1000萬個家庭使用。該呼叫通過衛星的163波束傳遞給移動用戶。鏈路最小功率增益超過8db，平均增益在10db以上。由於衛星的高度較高，信號被地面障礙物遮擋的機會很少。此外，衛星在視線範圍內運行的時間比LEO長，這降低了呼叫從壹個衛星轉移到另壹個衛星的頻率，從而減少了鏈路中斷的機會。
ICOGlobal通信公司成立於1995。它最初是由80個國家組成的Inmarsat國際聯盟的附屬成員。在壹代人的時間內，Inmarsat集團為航運業提供了移動衛星通信，最近還為地面移動用戶提供服務。截至去年年底，該集團的57名股東包括20家世界頂級通信公司。最大的股東是Inmarsat、北京海事通信導航公司、新加坡通信公司、希臘通信公司、印度VSNL和德國電信的移動通信子公司。壹半的ICO擁有者來自發展中國家，其服務範圍約占全球蜂窩電話市場的25%。他們提供了總投資45億美元中的20億美元。
(4)橢圓系統-後來者
經過幾年的拖延，華盛頓特區的MCHI去年夏天贏得了聯邦通信委員會(FCC)的壹份合同，建造壹個LEO移動衛星服務系統。這個系統被稱為橢圓系統。技術上是LEO系統，但運行在MEO高度，以獲得更高的仰角。它共有17顆衛星，分布在三個軌道平面，幾乎覆蓋全球。
該系統有三個軌道平面。七顆星均勻分布在赤道上空8060公裏的赤道面上，覆蓋南緯55度至北緯25度的區域。剩下的10顆恒星平均位於兩條軌道上，每條軌道傾斜116度。衛星在北半球的遠地點是7846公裏，而在南半球的近地點是520公裏。這樣，Ellipso的衛星對於需求最大的地區來說看起來非常高。在商業最繁忙的時期，橢圓軌道覆蓋了人口最密集的區域。
包括LockheedMartin和Harris在內的四家公司作為合同投資公司加入了Ellipso。包括澳大利亞和南非在內的至少三家其它服務提供商已作為投資公司加入了該計劃。
三軸穩定衛星攜帶壹個簡單的肘形轉發器，通過壹對固定天線傳輸信號。天線在衛星覆蓋的地面上產生61波束。數字處理是在地面進行的。每顆星星都有同時接收3000個電話的能力。按照計劃，Ellipso要到2001才能全面投產。在眾多競爭對手之後，主管Ellipso的官員並沒有失去信心。他們認為銥星和Globalstar將首先占領市場，但Ellipso憑借其高仰角帶來的優質低價政策將非常具有競爭力。
(5)亞洲的全球環境展望
GEO衛星作為區域系統的後盾，在為廣大地區提供移動電話服務方面也非常成功。目前，有六個這樣的區域系統處於不同的設計和實施階段。這裏只值得介紹兩個系統。Aces是亞洲蜂窩衛星系統，總部設在印度尼西亞雅加達，覆蓋東南亞22個國家，包括日本、中國、印度和巴基斯坦。該系統是由印度尼西亞、泰國和菲律賓的三家公司組成的國際財團開發的(圖2)。該系統的目標區域有30億人口，其中大多數人尚未建立通信聯系。第壹顆衛星哥魯達-1原定於今年9月由俄羅斯質子號火箭發射。目前看來，可能會推遲到明年年初。壹旦軌道試驗完成，該系統就可以投入運行。
ACeS將提供壹系列服務。不僅有手機業務，還有其他移動和固定終端業務。除了語音、傳真、數據和尋呼，該系統還提供壹系列GSM蜂窩電話功能，如呼叫轉移、呼叫等待和電話會議。ACeS衛星將位於赤道上空118？加裏曼丹(婆羅洲)上空。
車載12m天線比之前的任何商用GEO定點通信服務都要大。天線上的可展開反射器為遠至40，000公裏的手機通信提供了足夠的增益。這個距離已經達到了衛星覆蓋區域的外邊緣。兩個獨立且相同的拋物面反射器安裝在衛星兩側的支架上，分別用於發射和接收。壹旦衛星進入軌道，鍍金的鉬網反射器就會慢慢打開。分開設置發射和接收反射面有助於減少互調分量。
ACeS用戶將通過哥魯達-1直接聯系。ACeS用戶與地面公網用戶之間的通信是通過衛星下行到地面門戶網實現的。ACeS在雅加達、馬尼拉和曼谷都有接入網絡。印度尼西亞巴登島上有壹個網絡控制中心和壹個衛星監測站(見圖2)。設計壽命為12年。
(6)西亞地區——蘇拉亞體系
另壹個區域衛星系統Thuraya為中東和周邊地區提供移動通信服務。Thuraya以昴宿星(金牛座的七顆星)的阿拉伯語命名，覆蓋58個國家的6543.8+08億人口，包括中東、北非、印度次大陸、中亞、土耳其和東歐。Thuraya系統的衛星將於2000年5月發射進入軌道，計劃於當年9月投入運行。蘇拉亞將位於印度洋上空，赤道以東44度，索馬裏海岸以東。
整個項目由Thuraya衛星通信公司運營。該公司總部位於阿聯酋首都阿布紮比。該公司是壹個國際財團，有14個股東，包括阿拉伯國家的郵電部門。股東之壹是阿拉伯衛星公司，它是阿拉伯國家聯盟的成員，位於沙特阿拉伯的利雅得。該公司早在20世紀80年代初就向該地區提供衛星通信服務。
Thuraya系統采用TDMA系統。整個區域被256個可成形的聚光燈光束覆蓋。該衛星預計支持13750個語音頻道。設計人員認為，就帶寬和功率而言，TDMA是最經濟、技術效率最高的方案。市場競爭不是技術，而是時間和成本的競爭。
Thuraya確定了四種人作為它的潛在用戶，包括國家和地區流浪者。用戶從伊斯坦布爾開車到土耳其安卡拉。在這個漫長的旅程中，他們希望在任何地方都能獲得通信服務。另壹個目標用戶是沒有移動電話或固定電話服務的地區。許多生活在這些偏遠地區的人沒有被現有的蜂窩系統覆蓋。開發地面蜂窩系統既費時又費錢。衛星移動系統正好可以在這些地方發揮作用。
Thuraya認識到，全球衛星移動系統和其他區域系統可能會對其構成挑戰。衛星成本、壽命、運行復雜程度、儲備資金等多種因素都有影響。決定性因素是收費價格。Thuraya認為他們的價格很有吸引力。該公司計劃的未來機票價格為每分鐘0.50美元。[3]
SATPROIP80D 0.8mKu頻段船載“移動通信”系統是專為近海船載衛星通信而設計的，可使船舶在我國大部分近海水域保持寬帶通信，在惡劣環境下實現無損通信連接。