固定卫星移动平台“动中通”通信系统应用分析

………………………。Ｍ　。　固定卫星移动平　厶“　口　动中通’’通信　系统应用分析　

柴勇　（中国卫通集团有限公司，北京１０００９４）　

摘要：固定卫星移动平台“动中通”卫星通信系统，利　用空间同步轨道卫星资源，通过地面中心站和移动　平台，构成面向特殊环境、特殊场合、特殊用户的通　信系统，给使用宽带卫星通信带了极大的方便。在移　动互联网时代，“动中通”依然具有一定优势，可通过　天地一体化集合卫星通信与地面网络相互补充，实　现车辆、船舶、飞机等移动体与移动互联的有效、可　靠、便捷的连接。　关键词：卫星移动通信，固定卫星移动平台，“动中　通”通信，机载卫星宽带通信，４Ｇ，卫星频率　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉ￣Ｓ　ｉｎ－ｍｏｔｉｏｎ　ｐｌａｔｆｏｒｍ　ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　ｓｙｓ－　ｔｅｒｎ　ｃａｎ　ｒｅａｌｉｚｅ　ｂｍａｄｂａｎｄ　ｓａｔｅｌｌｉｔｅ　ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　ｉｎ　ｓｐｅｃｉａｌ　ｃｉｒｃｕｍｓｔａｎｃｅｓ　ａｎｄ　ｓｃｅｎａｒｉｏｓ　ａｎｄ　ｆｏｒ　ｓｐｅｃｉＭ　ｕｓｅｒｓ，ｗｈｉｃｈ　ｉｓ　ｍａｄｅ　ｕｐ　ｏｆ　ｇｅｏｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ　ｓａｔｅｌｌｉｔｅｓ，　ｃｅｎ￣ａｌ　ｇｒｏｕｎｄ　ｓｔａｔｉｏｎｓ　ａｎｄ　ｍｏｂｉｌｅ　ｐｌａｔｆｏｒｍｓ．Ｉｎ　ｔｈｅ　ｍｏｂｉｌｅ　ｉｎｔｅｒｎｅｔ　ｅｒａ．ｔｈｅ“Ｉｎ—ｍｏｔｉｏｎ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ”　ｓｙｓｔｅｍ　ｃａｒｌ　ｂｅ　ｕｓｅｄ　ｏｎ　ｖｅｈｉｃｌｅｓ．ｓｈｉｐｐｉｎｇ　ａｎｄ　ａｉ卜　ｐｌａｎｅｓｔｏ　ｃａｒｒｙ　ｆｌｅｘｉｂｌｅ，ｒｅｌｉａｂｌｅ　ａｎｄ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ　ｍｏｂｉｌｅ　ｉｎｔｅｒｎｅｔ　ｃｏｎｎｅｃｔｉｖｉｔｙ．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＭＳＳ，ＦＳＳ　ｉｎ　ｍｏｔｉｏｎ　ｐｌａｔｆｏｒｍ，Ａｉｒｂｏｒｎｅ　Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ　Ｂｒｏａｄｂａｎｄ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ，４Ｇ，ｓａｔｅｌｌｉｔｅ　ｆｒｅ—　ｑｕｅｎｃｙ　ｂａｎｄ　

１引言　卫星通信以覆盖面积广、通信距离远、通信容量　大、使用费用成本与通信距离无直接关联、可支持多　业务种类、系统网络布局快速灵活等优点，在飞速发　展的信息化时代被广泛应用在国民经济建设和军事　等相关领域，成为国家信息基础设施不可缺少的重要　组成部分，更是地面通信网络不可替代的重要通信手　段。　通信卫星按其运行轨道离地面高度可分为低轨　卫星（ＬＥＯ）、中轨卫星（ＭＥＯ）、高轨或同步轨道卫星　（ＧＥＯ）。　通信卫星使用的频率主要有Ｌ、Ｓ、Ｃ、Ｋｕ和Ｋａ等　频段。卫星通信按照业务应用，可分为卫星固定通信　业务（ＦＳＳ）、卫星移动通信业务（ＭＳＳ）和卫星广播通　信业务（ＢＳＳ）；不同的业务应用可以采用不同频率。　高轨同步轨道卫星由于其对地覆盖面积大，卫星测控　和用户地球站跟踪卫星较为容易，卫星网络系统相对　较为简单，更多用于卫星固定通信业务和卫星移动通　

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信业务。随着卫星通信的普及发展和应用需求的推　动，卫星固定通信业务（ＦＳＳ）又演化为用于固定的地　球站进行卫星通信和以汽车、火车、轮船、飞机等移　动平台为载体的“动中通”卫星固定通信业务。　实际上，“动中通”就是移动的卫星地面站通信　系统，通过架设在车辆、轮船、飞机等移动载体上的　卫星通信系统在运动过程中可实时跟踪卫星等平　台，不间断地传递语音、数据、图像等多媒体信息，满　足在军民应用中实现快速、方便、高效、可靠、低成本　的应急通信、新闻采集、移动条件数据传输的需求。　目前“动中通”使用的频率主要有Ｃ、Ｋｕ和Ｋａ频段，　主要用于传输大带宽、高速率宽带信息。“动中通”不　同于传统意义上的卫星移动通信业务即ＭＳＳ。ＭＳＳ　使用的频率主要是Ｌ、ｓ频段，用于传输小带宽、低速　率，可移动终端窄带信息通信。　２“动中通＂在国内外的使用情况　２．１国际应用情况　目前在国际上，通过使用“动中通”系统，可以较　好地解决车辆、轮船甚至飞机等移动载体在运动中　通过地球同步卫星，可以实时动态不断地传输语音、　数据、视频图像等信息。这是在应用需求的推动下，　卫星通信为了适应具体业务应用而催生的以产品系　统技术满足应用的突破，是卫星通信应用领域需求　旺盛、发展迅速的体现。近些年来，多种品牌和型号　的“动中通”系统设备在市场中得到推广应用，例如　美国的Ｖｉａｓａｔ、Ｓｅａｔｅｌ、Ｒａｙｓａｔ、Ｋｕｓｔｒｅａｍ、Ａｅｒｏｓａｔ等公　司的产品；此外，还包括以色列的Ｇｉｌａｔ、Ｓｔａｒｌｉｎｋ、　Ｏｒｂｉｔ、ＲＲＳＡＴ，韩国的ＫＮＳ和Ｉｎｔｅｌｉｎ等。　国际上的卫星运营商普遍支持卫星“动中通”系　统业务在卫星固定通信系统中的推广使用。国际电　联（ＩＴＵ）也针对该业务应用及其使用设备特点制定　了相关制度规范。　具体来讲，在陆地应用领域，车载“动中通”系统　ＩＩ：Ｉｌ　！　！　：！：！　：　…２０…１４…一　…一…………………　可满足在移动条件下各种民用、商业和军用的应急　通信及多媒体传输需要。利用卫星通信可实现快速、　及时建立广播与通信传输；将地面传输与卫星通信　传输相结合，可有效解决临时、短期的各种业务应用　传输需求。　在海洋环境应用领域，“动中通”系统可以安装　在渔船、游艇、商船、钻井平台等移动载体平台上，通　过快速捕获并稳定跟踪卫星信号，实现各种船体在　运动中的即时通讯，保障实时不间断地接收和发送　数据、语音、视频图像等信息。目前，据国际上几家主　要设备商的数据显示，有超过万台／套以上的船载　“动中通”系统设备，广泛用于全球各类从事海上作　业与航行的移动平台上，年销售额超过ｌ０亿美元。　对于民航客舱机载应用领域，机载固定卫星通　信移动平台“动中通”在国外已经有了较大的发展，　许多航空公司的航班上开始采用固定卫星通信解决　方案，实现了民航客舱机载通信和互联网宽带接入　服务。近几年，以美国为主的几家系统运营商，已经　完成了对近１　０００架民航客机的设备安改装，并在　美国和欧洲的地区开展试运行；未来３至５年，将有　５　０００架装有使用固定卫星移动平台的机载卫星通　信系统在民航客机投入使用，据估计可以带动超过　１０亿美元的市场开发前景。　伴随着互联网经济的不断发展需要，未来移动　互联网发展应用将对开拓新型态卫星通信提出相应　的要求，而其中之一就是以各种移动平台为载体的　移动互联网接入系统，将是确保移动互联网通信的　畅通的重要环节。　

２。２国内应用情况　虽然我国的“动中通”卫星通信应用起步较晚，　但是随着近几年国家经济和文化的迅速发展及军事　应用的需求推动，卫星“动中通”技术和产品得到飞　速发展，基本实现车载“动中通”系统集成和主要天　线设备研制的自主化，并且广泛应用在应急通信保　…………………Ｍ　Ｎｏ　ＹｏＦ础０ＭＭｕ　障、新闻采集和广播等方面。　鉴于国家积极发展海洋经济和维护我国海上权　益的迫切需要，我国船载“动中通”系统的应用已经　开始起步，主要使用对象是运输货船、工程作业船及　近海和远海渔船等。据估算，潜在船用终端数量超过　１０万台以上。业务应用范围包括有电子商务、信息　发布、应急通信和广播电视服务等内容。　我国航空客运人次２０１３年已达到３．８亿，民航　客机保有量已达２　５００多架；按照民航局的发展规　划，在“十二五”末，我国航空客运人次将达到４．５亿　人次，民航客机保有量将突破３　０００架。我国的客运　人次和飞机数量规模都在以每年８％一１５％的速度递　增。民航客舱机载通信和互联网宽带接人服务，主要　提供的业务内容包括有飞行实时数据、机上互联网　接入、电子商务、实时电视多媒体和广告播放等其他　增值业务。通过采用基于固定卫星移动平台通信“动　中通”解决方案，实现飞机客舱与地面通信网络的联　通，解决了目前存在的航空信息“孤岛”问题。航空机　载卫星宽带通信业务具有良好市场前景，符合提升　我国民航信息化管理和民航运营服务水平战略发展　规划方向，可以对新卫星技术与制造，以及卫星通信　应用技术领域起到引领作用，对新卫星覆盖资源、新　频段选用（Ｋａ）以及卫星应用产业和新技术应用发　展起到推动作用。　另外，除直接的航空机载卫星通信运营服务外，　业务发展和系统设备的推广应用还将推动设备研发　与制造。尤其是随着业务发展对新卫星资源需求的　激增，还将产生其他新的效应，如推动卫星空间资源　建设和技术更新发展。机载高精度跟踪卫星天线系　统设备研发生产为终端设备研发制造提供巨大市场　需求空间和动力，也将对卫星地面站建设及其技术　发展、系统运行管理、卫星通信传输基带系统技术及　制造工程、卫星通信系统运行管理软件、网管技术、　监控系统软件，以及资讯和多媒体内容编辑提供等　需求起到促进作用，对促进航空运输量增长和通信　信息服务业务增长将更加显著，推动并带动国内相　关产业发展和技术创新进步。据预测，项目规模化应　用将创造并带动超过百亿元规模的上下游产业链形　成和发展。　

３固定卫星移动平台“动中通＂通　信系统的技术特征　

固定卫星移动平台“动中通”卫星通信系统由空　间同步轨道卫星、地面中心站和移动平台“动中通”　端站构成。系统的网络拓扑结构主要是星状网，也可　以采用网状网拓扑结构，地面中心站为固定地面站。　移动平台“动中通”用户站可以根据移动载体的使用　要求，采用船载站、车载站（列车、汽车）、机载站等，　通过移动平台“动中通”用户端站实现与中心站之间　的双向数据、话音、视频传输。　

３．１“动中通”所用频段　固定卫星移动平台“动中通”卫星通信系统使用　频率主要是ｃ、Ｋｕ和Ｋａ频段。具体使用频率范围如　表１所示。　

表１固定卫星移动平台“动中通”卫星通信系统使用频率　频段　上行　下行　轨道类型　Ｃ　５　８５０－６　６５０　ＭＨｚ　３　４００－４　２００　ＭＨｚ　ＧＥＱ／ＦＳＳ　Ｃ　６　７２５—７　０２５　ＭＨｚ　４　５００－４　８００　ＭＨｚ　ＧＥ０／ＦＳＳ　１０．９５—１１．２　ＧＨｚ　Ｋｕ　１３．７５—１４．５　ＧＨｚ　１１．４５－ｉ１．７　ＧＨｚ　ＧＥ０／ＦＳＳ　１２．２—１２．７５　ＧＨｚ　

１Ｏ．７一ｌ０．９５　ＧＨｚ　Ｋｕ　１　２．７５－１　３．２５　ＧＨｚ　ＧＥＱ，ＦＳＳ　１１Ｉ２

—１１．４５　ＧＨｚ　

Ｋａ　２７—３１　ＧＨｚ　１　７．３－２Ｉ．２　ＧＨｚ　ＧＥＯ／ＦＳＳ　

３．２网络与设备　空间卫星资源通常选用在轨稳定运行的高功率　

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