L波段衛(wèi)星移動通信業(yè)務(wù)

通信衛(wèi)星的工作波段-L波段衛(wèi)星移動通信業(yè)務(wù)L波段衛(wèi)星移動通信業(yè)務(wù)L波段的衛(wèi)星通信和廣播業(yè)務(wù)主要為：利用GEO（地球同步軌道）衛(wèi)星向車載、船載、機載和便攜式終端提供移動電話和數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)、利用GEO衛(wèi)星或LEO（低軌）衛(wèi)星星座向手持終端提供移動電話和數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)，以及利用GEO衛(wèi)星向便攜式和車載終端提供聲音和數(shù)據(jù)廣播業(yè)務(wù)。由于可用帶寬窄，加上車載、便攜式和手持終端的天線波束寬，L波段衛(wèi)星通信的頻率資源和軌位資源極為緊缺。因此，相應(yīng)的業(yè)務(wù)范圍局限于向常規(guī)的衛(wèi)星通信、移動通信、以及有線通信服務(wù)區(qū)外的用戶，提供話音和低速數(shù)據(jù)通信。盡管L波段衛(wèi)星通信終端的售價通常比較低廉，但是，L波段衛(wèi)星通信系統(tǒng)的建設(shè)成本高，其通信費用也遠高于常規(guī)的衛(wèi)星通信手段。系統(tǒng)設(shè)備與資源靜止衛(wèi)星靜止通信衛(wèi)星工作在距離地球表面大約3萬6千公里的同步軌道上，一顆衛(wèi)星可以覆蓋大約1/3的地球表面。靜止衛(wèi)星與地面終端的距離遠，無線電信號的單跳時延，即從一個地面終端經(jīng)衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)至另一個地面終端的傳輸時延長達1/4秒上下，電波的傳輸損耗也高達180dB以上。為了限制通話延時，移動終端之間的通話線路應(yīng)避免采用雙跳或多跳連接，需要在衛(wèi)星上引入復雜而昂貴的星上交換設(shè)備。為了能向天線增益和射頻功率都很低的手持式地面終端提供服務(wù)，衛(wèi)星天線需要采用大口徑、高增益設(shè)計。由于發(fā)射火箭的尺寸限制，大口徑天線還得采用折疊展開式設(shè)計。為了提高頻率資源的利用率，衛(wèi)星天線多采用密集點波束設(shè)計，以便通過波束隔離的手段，重復使用L波段的可用帶寬。由此可見，可以向手持或便攜式終端提供服務(wù)的靜止通信衛(wèi)星的結(jié)構(gòu)復雜，發(fā)射和展開過程的風險高，造價通常為常規(guī)通信衛(wèi)星的3到5倍。低軌衛(wèi)星星座低軌衛(wèi)星的覆蓋范圍隨軌道高度而變。多顆低軌衛(wèi)星組成的星座有可能動態(tài)覆蓋整個地球表面。衛(wèi)星星座通常由等間隔分布在赤道環(huán)上的多個傾斜衛(wèi)星軌道、以及均勻分布在每個傾斜軌道上的多顆衛(wèi)星所構(gòu)成。星座中的衛(wèi)星數(shù)量取決于衛(wèi)星的軌道高度，星座的覆蓋范圍取決于衛(wèi)星高度和軌道傾角?？紤]到低軌衛(wèi)星星座的衛(wèi)星數(shù)量為數(shù)十至數(shù)百個，低軌衛(wèi)星的工作壽命又因大氣阻力的影響而遠低于靜止衛(wèi)星，衛(wèi)星星座的建設(shè)和維護費用數(shù)十倍于常規(guī)靜止軌道通信衛(wèi)星。地面終端天線L波段地面移動終端的天線增益很低，方向性也極差。例如，錐形螺旋天線的標稱增益約為3dB,方向圖為半球狀；微帶天線的標稱增益為2dB,方向圖為寬環(huán)形；下垂式交叉偶極子天線的標稱增益為5dB,方向圖為環(huán)形；圓柱形隙縫天線的標稱增益為2dB，方向圖為環(huán)形。由于L波段地面終端天線對本系統(tǒng)衛(wèi)星和鄰星的鑒別力有限，靜止軌道環(huán)上可以容納的L波段衛(wèi)星數(shù)量遠少于C波段和Ku波段衛(wèi)星。相鄰的L波段衛(wèi)星之間只能通過協(xié)調(diào)，分享有限的帶寬資源。工作波段國際電聯(lián)在《無線電規(guī)則》中，為衛(wèi)星通信分配的L波段資源如表1所示。

表1L波段的衛(wèi)星通信頻率資源頻率（MHz）業(yè)務(wù)分配現(xiàn)行衛(wèi)星系統(tǒng)1452-1492固定、移動、廣播、衛(wèi)星廣播AsiaStar1525-1535空間操作/下行、固定、衛(wèi)星移動/下行等Inmarsat,Thuraya1535-1559衛(wèi)星移動/下行Inmarsat,OptusB3,Thuraya1610-1610.6衛(wèi)星移動/上行、航天導航、（衛(wèi)星定位/上行）GlobalStar1610.6-1613.8衛(wèi)星移動/上行、無線電天文、航天導航、（衛(wèi)星定位/上行）GlobalStar1613.8-1626.5衛(wèi)星移動/上行、航天導航、（衛(wèi)星移動/下行、衛(wèi)星定位/上行）GlobalStar,Iridium1626.5-1660衛(wèi)星移動/上行Inmarsat,Thuraya1660-1660.5衛(wèi)星移動/上行、無線電天文Thuraya表1中的數(shù)據(jù)表明，分配給衛(wèi)星廣播的總帶寬為40MHz，分配給衛(wèi)星移動通信（星對地）的總帶寬為34MHz，分配給衛(wèi)星移動通信（地對星）的總帶寬為50.5MHz?，F(xiàn)有和將來的所用衛(wèi)星移動通信業(yè)務(wù)所能使用的L波段資源僅為84.5MHz。這些頻率資源中的大部分還要通過協(xié)調(diào)，與其他的無線業(yè)務(wù)分享使用。表2亞太地區(qū)的L波」段通信廣扌番衛(wèi)星INMARSATOPTUS-BTURAYAACeSAsiaStar北斗IridiumGlobalStar類型GEOGEOGEOGEOGEOGEOLEO星座LEO星座軌位(degE)64/108.5/178/179160雙144IM)12310580/110.5/14066星6軌面48星8軌面轉(zhuǎn)發(fā)器類型透明信道透明信道星上交換透明信道星上交換透明信道電話信道50013750110001100到38402000 到3000L波段天線（m）12.251221天線增益（dBi）1826.92點波束數(shù)250 到3001404816移動業(yè)務(wù)類型電話/數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)/電話電話電話聲音廣播定位/數(shù)據(jù)電話電話地面設(shè)備類型船載/車載/便攜車載/便攜手持手持便攜/車載便攜手持手持天線增益（dBi）21/14/12/6/01212.6射頻功率（W）0.450.5

終端價格(USD)3000(便攜式)<10001500到3000250 到750話 費(USD/min)2.70.35到10.3到3.00.3至1」1.5上行波段LLLSL/右旋L/雙圓起始頻率(MHz)1626.51626.51610.01610.0終止頻率(MHz)1649.5或1660.51660.51626.51626.5帶寬(MHz)23或343416.516.5下行波段LLLLLLL/左旋S/雙圓起始頻率(MHz)1530.0或1525.01535.01525.01452.01610.02483.5終止頻率(MHz)1548.0或1559.01559.01559.01492.01626.52500.0帶寬(MHz)18或34344016.516.5饋線鏈路波段CKuCCCCKaC上行帶寬(MHz)18或2922520057.5下行帶寬(MHz)23或2930040057.5亞太地區(qū)的L波段衛(wèi)星通信系統(tǒng)舉例靜止衛(wèi)星系統(tǒng)以海事衛(wèi)星和ACeS等區(qū)域性衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)為代表，低軌衛(wèi)星星座系統(tǒng)以銥系統(tǒng)和全球星系統(tǒng)為代表，聲音廣播衛(wèi)星系統(tǒng)以AsiaStar為代表。國際海事衛(wèi)星組織(INMARSAT)國際電聯(lián)于1971年將1535-1542.5MHz和1636.5-1644MHz波段分配給海事衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)。該波段主要供國際海事衛(wèi)星組織(INMARSAT)使用。INMARSAT以GEO衛(wèi)星提供衛(wèi)星移動業(yè)務(wù)，其服務(wù)對象主要為海上、陸上和空中的移動用戶。INMARSAT在亞太地區(qū)的主要衛(wèi)星軌位為64E、108.5E、178E和179E。早期的海事衛(wèi)星主要提供船舶與岸站之間的話音和數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)。岸站通常工作在C擴展波段，船載站和車載站則工作在L波段。新一代的Mini-M系統(tǒng)也工作在L波段，其便攜式終端形如筆記本電腦，重約2公斤，售價約為3000美元，每分鐘的國際電話、傳真和數(shù)據(jù)的收費約為2.7美元。區(qū)域性移動通信衛(wèi)星靜止通信衛(wèi)星與地面通信設(shè)備之間的L波段上下行自由空間損耗均接近于190dB。為了滿足天線增益分別僅約3dB和10dB的手持及便攜式終端的收發(fā)效果和功耗限制，衛(wèi)星上應(yīng)該裝備超高增益的收發(fā)天線。因為運載火箭整流罩的尺寸限制，發(fā)射過程中處于折疊狀態(tài)的大口徑高增益天線，需在衛(wèi)星定軌后經(jīng)歷極為復雜的天線展開和指向調(diào)整過程，才能投入運作。為了提高頻率資源的使用效率，通常采用百余個饋源，在同一個大口徑反射面上產(chǎn)生密集點波束。為了節(jié)省頻率資源和縮短通話延時，通常采用星上交換技術(shù)。目前，國內(nèi)的衛(wèi)星制造商尚未掌握相應(yīng)技術(shù)。因為禁運政策的限制，幾年前還發(fā)生過美國衛(wèi)星制造商因未能執(zhí)行向中外合資公司交付區(qū)域性移動通信衛(wèi)星，而不得不違約賠款的事件。手持終端的天線幾乎沒有方向鑒別能力。因此，如果在可見天空共存兩個以上的同波段衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)，就無法保證系統(tǒng)之間的相互干擾。在亞太地區(qū)上空，現(xiàn)有位于東經(jīng)44度的Thuraya、位于東經(jīng)123度的ACeS、以及位于東經(jīng)156度的Opotus-B3等3個靜止衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)。前述遭受禁運的公司的計劃衛(wèi)星軌位為東經(jīng)98.5度。實際上，98.5度與123度、以及123度與156度軌位之間，都可能存在鄰星干擾。相關(guān)衛(wèi)星的操作者應(yīng)該經(jīng)過協(xié)調(diào)，劃分各自可以使用的頻率資源。也就是說，20度或者30度的軌位間隔，仍不足以保證L波段手持終端移動衛(wèi)星通信系統(tǒng)的共存條件。亞太地區(qū)的區(qū)域性衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)主要為阿拉伯的Thuraya和印尼的ACeS，它們都能直接為手持式電話終端提供話音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。這些衛(wèi)星的L波段上行頻率為1626.5-1660.5MHz，下行頻率為1525.0-1559.0MHz。靜止衛(wèi)星與地面終端的通信距離長，電波的自由空間損耗高，為了使低功率、小尺寸的手持終端能與衛(wèi)星正常通信，星上多采用大口徑高增益天線。ACeS衛(wèi)星的兩面折疊式天線的直徑為12米，可以140個點波束覆蓋中國、韓日、印巴、及東南亞各國。衛(wèi)星采用星上交換技術(shù)，可以同時為1萬1千個用戶提供服務(wù)。澳大利亞的Opotus-B3也提供移動業(yè)務(wù)，其L波段下行頻率為1535.0-559.0MHz。低軌衛(wèi)星星座系統(tǒng)銥系統(tǒng)由66顆分別運行在6個軌道平面上的低軌衛(wèi)星所組成。衛(wèi)星軌道的高度為780公里。因為軌道傾角較高，服務(wù)區(qū)可以覆蓋全球。銥系統(tǒng)手持終端的工作波段為1613.8-1626.5MHz。全球星系統(tǒng)由48顆分別運行在8個軌道平面上的低軌衛(wèi)星所組成。衛(wèi)星軌道的高度為1389公里。因為軌道傾角不夠高，高緯度地區(qū)仍在其服務(wù)區(qū)外。全球星系統(tǒng)手持終端的L波段上行頻率為1613.8-1626.5MHz,S波段下行頻率為2483.5-2500.0MHz。上述兩個現(xiàn)存低軌衛(wèi)星星座系統(tǒng)都虧損累累。不但運營移動通信系統(tǒng)的公司先后宣布破產(chǎn)，連全球星公司的大股東SS/Loral公司也遭拖累而進入破產(chǎn)保護程序，需要出售仍有盈利的6顆北美靜止通信衛(wèi)星以償還債務(wù)。L波段和S波段的軌道空間已容不下任何新系統(tǒng)。頻率資源的使用牽涉到國家利益，前幾年的頻率資源爭奪主要在使用Ku波段的SkyBridge和使用Ka波段的Teledesic。聲音廣播衛(wèi)星AsiaStar為覆蓋亞太地區(qū)的GEO聲音廣播衛(wèi)星。接收機類型為便攜式或車載式。下行廣播信號的工作波段為1452-1492MHz。系統(tǒng)比較表2收列了亞太地區(qū)上空的主要L波段通信廣播衛(wèi)星。從鄰星干擾協(xié)調(diào)的角度看，如果東經(jīng)64度、108.5度和178度的3顆INMARSAT衛(wèi)星在上、下行L波段