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开启我国自主卫星移动通信系统应用的未来

日期:2017年11月6日 15:13

1. 引言

在卫星移动通信领域,我国长期以来依靠国外系统,如国际海事卫星系统(即INMARSAT系统)、欧星系统(即Thuraya系统)、铱星系统(即Iridium系统)、全球星系统(即Global Star系统)。使用费用高,安全性、可控性得不到保障。特别是2008年四川汶川地震救援工作中,救援队虽然携带了卫星移动通信终端(即卫星电话),但由于是国外系统的应用终端,受客观条件制约,十多个小时不能使用,无奈只能使用北斗终端。北斗终端虽然不能打电话,但是能够基于北斗卫星发短信,为当时的救灾提供了有利保障,发挥了重大作用。由此可见,发展自主卫星移动通信系统的必要性和重要性。

201686日我国在西昌卫星发射中心成功发射“天通一号”01星。这颗卫星的发射成功,开启了我国拥有自主卫星移动通信系统的时代,打破了国外在我国卫星移动通信领域和市场的垄断,逐步构建起天地一体无缝衔接的移动通信网络。

2. 天通一号系统介绍

“天通一号”系统于2011年立项,经过近七年的设计论证和系统研制建设艰难攻关,伴随着“天通一号”01星成功研制并发射,及相关地面系统研制建设,即将完成第一阶段建设任务,形成区域卫星移动通信系统能力,为领土、领海,南沙群岛等周边热点地区及一岛链以内海域几十万至上百万移动用户提供实时的中低速通信业务。系统远期计划再发射两颗地球同步轨道卫星,建设多座民用信关站,覆盖区域扩大至印度洋大部及太平洋中西部海域。

“天通一号”系统工程包括地球同步轨道移动通信卫星、运载系统、发射场、测控系统、应用系统和运控系统共六大系统。其中地球同步轨道移动通信卫星、应用系统和运控系统组成最终使用的地球同步轨道卫星移动通信系统。

“天通一号”01星是一颗大容量地球同步轨道移动通信卫星,可以为车辆、飞机、船舶和个人等用户提供语音、短信和数据等通信服务,终端可以小型化,做到便携或手持。

“天通一号”卫星的技术指标与能力水平达到国际第三代移动通信卫星水平。卫星引入了三维数字化设计,采用单机集成设计、混合集成电路等技术,集成多种信息处理功能。“天通一号”卫星的设计能力、平台技术、载荷技术、基础元器件、原材料和地面仿真实验验证技术达到了较高的水准。具有自主知识产权的天线技术以及元器件、原材料、设计验证方法等。

“天通一号”系统运控系统主要包括网络运行管理中心、信关站、运行监测系统等;应用系统主要包括芯片及终端、终端入网测试系统和相应的基础设施等。整个系统结构图如下:

1 天通一号系统结构图

“天通一号”系统主要业务种类包括:

l   语音:1.2/2.4/4.8Kbps(不同语音质量要求);

l   传真:2.4/4.8/9.6Kbps

l   数据业务:1.2Kbps~128Kbps分档可变;

l   视频回传:64Kbps~384Kbps分档可变;

l   短信:≤140字节/次。

3. 天通一号系统应用前景

“天通一号”系统利用我国自主研发建设的静止轨道卫星作为中继器,实现移动用户之间、移动用户与固定用户之间的相互通信,为用户提供大跨度、大范围、远距离漫游和机动灵活的移动话音、短信和数据通信业务,实现如海上通信、野外勘探、物资运输、公安与武警、军事通信、外交通信、应急救灾及新闻采集活动通信等,同时,还可为重要基础设施监控数据提供远程传输服务。

“天通一号”系统与地面移动通信系统相比,具有不受地形等因素影响,对于边远山区、沙漠戈壁、森林等地区实现通信全覆盖,特别对海上石油勘探开采、森林防护等通信能力提升有重要帮助。

“天通一号”系统的建设运营,将实现我国卫星移动通信系统应用自主可控,维护保障国家安全;全面增强海洋覆盖通信保障手段,提升国家应急通信保障力度;向消费类卫星手机拓展,提高边、远、散地区通信服务能力;全面满足用户在我国疆土无缝覆盖的移动话音、短信和数据通信的业务需求。初期支持1000路话音同时通信,可扩展支持4000路话音同时通信,数据业务容量≥300Mbps

据预计,我国卫星移动通信系统的终端用户十年内将超过300万,服务范围涵盖灾难救援、个人通信、海洋运输、远洋渔业、航空客运、南北极科考、国际维和等方方面面。

北京华力创通科技股份有限公司从2011年底开始投入研发“天通一号”系统应用终端基带处理芯片,2013年获得国家工信部03专项的支持。经过四年艰苦卓绝的努力,20159月推出了我国首款卫星通信导航一体化的基带处理芯片。随即,2015年底公司基于自主研发的终端基带处理通导一体化芯片,研制出系列模块,性能优越,达到了国内领先水平。2017年华力创通公司又推出了系列终端,包括手持单模卫星电话、手持天地多模智能卫星电话、便携式卫星移动通信热点(俗称“语音天通猫”)、船载卫星电话等,同时在海洋渔业、交通建设、森林防护、电力以及旅游等领域开展示范应用,并逐步拓展。

“十三五”期间,我国还将进一步提升卫星移动通信服务容量和覆盖区域,实现卫星移动通信的规模化应用与运营,为国家“一带一路”空间信息走廊建设与应用搭建重要的支撑平台。

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