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宽带中、低轨道卫星通信系统<1>
信息产业部无线电管理局 陈如明
摘 要
务传输起重要使用的宽带中、低轨道卫星通信系统，包括典型系统结构和特征参数。进而，论述窄
带和宽带中、低轨道卫星通信系统在此网络中的地位与作用。
关键词
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正在研制开发的LEO／MEO／GEO窄带卫星通信系统多半为低速率全球／区域卫星移动通信
系统。如上一讲所指出，即使借助未来MPEG-4技术的进展，亦难以直接支持宽带高质量多媒体业
务的传输，但是，瞄准这一目标的一些宽带卫星系统已初露头角，下面介绍一些典型的MEO／LEO
系统。
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LEO-Teledesic系统
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LEO系统的令人震惊的构想问世立即在华尔街日报等新闻界掀起了轩然大波，有些人甚至视其为
天方夜谭工的奇谈怪论；尔后，人们逐步开始对Teledesic系统的真实意图与可行性有所理解。其
实，Teledesic系统的基本目标即期望利用卫星通信的介质优越性，在未来信息高速公路中扮演一
个重要的角色。
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Washington），创始人为世界上最大的计算机软件公司美国微软公司（Microsoft
Corp.）总裁盖茨及世界上最大的无线通信公司美国麦考蜂窝通信公司（McCaw
Cellular Communications Inc.）总裁麦考。其主要业务目标即瞄准与地面宽带光纤网络无
缝隙兼容，使之以静止卫星系统无法比拟的小的时延，适应宽带业务的应用需要与数据通信协议规
程要求，并作为地面无线网络的补充手段，对窄带低速蜂窝系统进行宽频带覆盖，构成蜂窝区间互
联及长途电信连接的宽带骨干实施，以充分满足话音与高速实时数据宽频带综合传输进必需的低时
延要求。
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式圆形轨道，每一轨道平面上有40个卫星，加上10％在轨备份，共有924颗卫星在轨，以实现快速
故障修复及高备份度的优良全球覆盖。它具有低达40ms～120ms（平均80ms）的小时延性能，卫星
星座及卫星天线旋转波束的覆盖衔接设计，使所覆盖的地面蜂窝区相对卫星而言成为静止而非移
动，从而可视为一种固定卫星业务，因此亦消除了移动通信麻烦的越区转接要求。卫星发射质量约
795kg；卫星初期功率为11.595kW其寿命末期功率亦可为6.626kW，寿命约10年。
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交互式多媒体及广域网络信息等各种宽带综合业务。标准终端的连接速率为16kbit／s～
2Mbit／s，1Gbit／s线路的高容量枢纽终端连接速率高达155Mbit／s～1.2Gbit／s。其网络拓扑
为全网状分布式控制结构，每个卫星为一个交换节点，星间链路使每一卫星连接邻近8个节点，每
一节点执行与快速分组交换ATM类似的运行模式，实施自适应网络拓扑及拥塞路由寻址，从而以低
时延及机动灵活方式构成一个自愈型网络拓扑。每一波束形成9个小区，共有64个扫描波束使每一
卫星形成576个小区，每一小区面积为53km×53km，可携载1440个16kbit／s激活话音信道，从而
576个小区即可构成每一卫星巨大的容量能力，即576×1440=829440个话路。
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段，如上所述标称终端运行速率为16kbit／s～2Mbit／s，导致每一小区可支持23Mbit／s容量需
求。枢纽终端速率高达155Mbit／s～1.2Gbit／s，即STM-1至STM-8，每一卫星可连接16个枢纽终
端站，星际链路传输速率为1.2Gbit／s，每一卫星连接8条星际链路。由于利用了Ka频段，按国际
固定卫星业务频率分配可获得高达7GHz的有效带宽，从而可较好地解决低微波频段的频谱拥塞问
题，并使天线及终端设备小型化，相应引发的技术问题是Ka频段的大的雨衰及地面遮挡，这可由多
星座、高仰角及低轨道、低通路长度（700km～1020km）、自适应速率可变及自适应功率控制等技
术加以解决。系统多址连接拟采用FDMA／TDMA组合方式，调制方式为QPSK，链路误码率性能设计
为10-10，可用性指标期望达到99.9％。
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0.06美元，约为Iridium系统成本的1／111，约为Globalstar系统成本的1／46，约为GEO型
Spaceway系统成本的1／2.6。即使对高质量16kbit／s语音，其成本亦仅为每路0.96美元。
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可靠性与卫星发射处理问题还需进一步验证，实际投资需高达90亿
投资等也存在疑问：但是，由上述简要的系统描述已可理解其充当未来信息高速公路宽带多媒体业
务的无缝隙覆盖角色的技术可行性。
