新一代多媒體移動衛(wèi)星通信終端Inmarsat M4

新一代多媒體移動衛(wèi)星通信終端Inmarsat M4（梅海青）
    近年來，移動衛(wèi)星通信領(lǐng)域可謂熱點新聞不斷，在PCS個人通信業(yè)務(wù)理念的指引
下，世界上幾大通信廠一商紛紛獨立或聯(lián)合推出了各種基于地球高軌道、中軌道或
低軌道的衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)，主要包括銥、ICO、全球星、AMPT、Ellipso、MAGSS－
14、Aries、Leo-Set、Goscom、Orbcom、Safir、Teledesic等。其中銥、全球星、
ICO等個人衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)已于1999年或即將在新干年推出它們的商業(yè)服務(wù)。
    在新一代移動衛(wèi)星通信系統(tǒng)紛涌而出前，作為該領(lǐng)域先驅(qū)的國際移動衛(wèi)星通信
組織（Inmarsat，Interna－tional MobileSatellite Organization，以后簡稱為
Inmarsat）于1997年推出了其便攜式移動衛(wèi)星電話一Inmarsat Mini M。該型衛(wèi)色電
話自誕生之日起，就以輕巧的體積、強大的功能（話音、傳真及數(shù)據(jù)）、低廉的價
格得到了世界各地客戶的鐘愛，并在各種場合得到廣泛應(yīng)用。在我國，自從北京船
舶通信導(dǎo)航公司北京海事衛(wèi)星地面站于1998年初開始提供Mini M業(yè)務(wù)后，用戶的發(fā)
展同樣是非常迅速的，并且分布于新聞、國際商務(wù)、國際旅游、搶險救災(zāi)、政府、
軍隊、安全等各種領(lǐng)域。在1998年那場罕見的大洪水中，Mini M衛(wèi)星電話在搶險救
災(zāi)的應(yīng)急調(diào)度中發(fā)揮廣重要的作用。
    近幾年來，多媒體通信的概念帶動了一批新的通信技術(shù)的產(chǎn)生。如何將多媒體
技術(shù)與移動衛(wèi)星通信技術(shù)相結(jié)合同樣成為不少廠商所熱衷研究的對象。就連軟件行
業(yè)的巨子一微軟公司的比爾.蓋茨也籌劃在地球上空布置288顆低軌衛(wèi)星（Teledesi
c），構(gòu)造成一個宏大的衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)，為世界各地的用戶提供移動衛(wèi)星多媒體通
信。當(dāng)然，從目前的實際情況來看，這個神奇計劃的實現(xiàn)還需假以時日。面對各類
用戶對于多媒體通信業(yè)務(wù)日益增長的需求，Inmarsat在成功地開發(fā)了Mini系統(tǒng)后，
又于1999年底推出了最新的移動衛(wèi)星多媒體通信產(chǎn)品一Inmarsat M4（Inmarsat Mu
ltiMedia Mini M，由于其名稱中有4個隊所以稱為M4），我們從其名稱中就可以看
出，它是在Mini M的基礎(chǔ)上，加上了多媒體業(yè)務(wù)的功能后推出的。它除了Mini M所
能提供的話音及低速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)外，還可以提供速率高達64Kb/s的基于ISDN的高速數(shù)
據(jù)業(yè)務(wù)。
        1Inmarsat M4移動衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)
    M4系統(tǒng)利用目前Inmarsat正在使用的衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)（還可以提供InTnarsat A
／B／C／D／M／Mini M等業(yè)務(wù)）進行工作，其主要由衛(wèi)星、網(wǎng)絡(luò)控制中心、網(wǎng)絡(luò)協(xié)
調(diào)站、地面站等幾部分組成。
    1.1衛(wèi)星
    Inmarsat采用四顆同步軌道衛(wèi)星重疊覆蓋的方法覆蓋地球。四個衛(wèi)星覆蓋區(qū)分
別是太平洋區(qū)（POR）、印度洋區(qū)（IOR）以及大西洋東區(qū)（AOR－E）和大西洋西區(qū)
（AOR－W）。目前使用的是Inmarsat第三代衛(wèi)星，擁有48dbW的全問輻射功率，比
第二代衛(wèi)星高出8倍，高于第一代衛(wèi)星近20倍。每一顆三代星有一個全球波束轉(zhuǎn)發(fā)器
和五個點波束轉(zhuǎn)發(fā)器。由于點波束和雙極化技術(shù)的引入，使得在第三代衛(wèi)星上可以
動態(tài)地進行功率和頻帶分配，從而讓頻率的重復(fù)利用成為可能，大大提高了寶貴的
衛(wèi)星信道資源的利用率。為了保證移動衛(wèi)星終端可以得到更高的衛(wèi)星EIRP，相應(yīng)降
低了終端尺寸及發(fā)射電平，InmarsatM4系統(tǒng)通過衛(wèi)星的點波束系統(tǒng)進行通信，幾乎
可以覆蓋全球所有的陸地區(qū)域（除南北緯75度以上的極區(qū)）。
    1.2網(wǎng)絡(luò)控制中心
    網(wǎng)絡(luò)控制中（NOC）設(shè)在倫敦國際移動衛(wèi)星組織總部，負責(zé)監(jiān)測、協(xié)調(diào)和控制
網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有衛(wèi)星的操作運行。依靠計算機檢查衛(wèi)星工作是否正常，包括衛(wèi)星相對于
地球和太陽的方間性，控制衛(wèi)星姿態(tài)和燃料的消耗情況，各種表面和設(shè)備的溫度，
衛(wèi)星內(nèi)哪些設(shè)備在工作以及哪兒設(shè)備處于備用狀態(tài)等。同時網(wǎng)絡(luò)控制中心上對各地
面站的運行情況進行監(jiān)督，協(xié)助網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)站對系統(tǒng)有關(guān)的運行事務(wù)進行協(xié)調(diào)。
    1.3網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)站
    網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)站（NCS）是整個系統(tǒng)的一個重要組成部分。在每個洋區(qū)至少有一個
地回站兼作網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)站，并由它來完成該洋區(qū)內(nèi)衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)必要的信道控制和分
配工作。
    1.4 M4地面站
    M4地面站（LES，Land EarthStation）由各國Inmarsat簽字著建設(shè)，并由它們
經(jīng)營。它既是衛(wèi)星系統(tǒng)與地回陸地電信網(wǎng)絡(luò)的接口，又是一個控制和接入中心。它
的主要功能有：
      ＊為來自移動終端的呼叫分配和建立信道
      ＊信道狀態(tài)（空閑、正在受理申請、占線等）的監(jiān)視和排隊的管理
      ＊移動終端識別碼的編排與核對
      ＊登記呼叫，產(chǎn)生計資信息
      ＊衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器頻率偏差的補償
      ＊對移動終端進行基本測試
      ＊對衛(wèi)星終端用廣提供各類技術(shù)支持。
    截止到1999年底，世界上已有一個地面站宣布提供M4商業(yè)服務(wù)，同時有7、8個
地面站正在建設(shè)或調(diào)試中。
    2 M4移動衛(wèi)星通信終端
    2.1M4的基本特點
    N44移動對己終端作為在Mini M基礎(chǔ)上所誕生的新一代多媒體移動衛(wèi)星通信終
端，它在繼承了Mini M具備的一切優(yōu)點以外，還采用了一系列先進的通信技術(shù)來適
應(yīng)多媒體通信業(yè)務(wù)的需要，具體來說它主要具備以下特點：
      ＊在業(yè)各信道上采用點波束技術(shù)（信今信道使用全球波束），使得終端G／T
值及EIRP值得到減小，從而保證了輕巧的終端體積和較低的切耗。不同廠家的M4終
端重量一般介于3.5到5公斤之間，其尺寸大約為300mm*200mm*60mm。
      ＊采用16QAM的調(diào)制技術(shù)，極大地降低了高速通信時所占衛(wèi)星信道帶寬，使
得通信費用可以得到顯著下降
      ＊通信載波具備情音激活功能
      ＊終端具備休眠功能
      ＊具備前向和后向載波功率控制功能
      ＊具備SLM功能
      ＊具備郵箱功能
      ＊臭備RS－232數(shù)據(jù)接口及歐洲作準(zhǔn)ETSI ISDN接口
      ＊70／小時待機時間、4小時通話時間
      ＊天線及主機問電纜可長達達90米
      ＊支持STU IIB的保密通信協(xié)議
    2.2 M4支持的通信業(yè)務(wù)
    ＊采用AMBE技術(shù)的的數(shù)字話音通信
    ＊低速數(shù)據(jù)通信
    ＊G3傳真
    ＊G4傳真（速率可達64kb／S
    ＊ISDN承載業(yè)務(wù)（64kb/s UDI、56kb/s Data、3.1kHz Audio，Speech）
    2.3 M4的應(yīng)用前景
    數(shù)據(jù)通信是當(dāng)今通信領(lǐng)域發(fā)展最快的業(yè)務(wù)。將移動衛(wèi)星通信最新技術(shù)與多媒體
數(shù)據(jù)通信技術(shù)結(jié)合于一身而產(chǎn)生的M4移動衛(wèi)星終端，由于可以往任何場合、任何時
間為用戶提供高質(zhì)量的話音及多媒體通信服務(wù)，必然會在各種領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
具體來說，在M4移動衛(wèi)星終端所提供的基本傳輸平臺上，筆者認為以下業(yè)務(wù)將會有
很好的應(yīng)用前景。
      ＊E mall／Internet接續(xù)
      ＊Intranet／LAN／wAN接續(xù)
      ＊電子商務(wù)
      ＊電視會議
      ＊動態(tài)及靜態(tài)圖像傳輸
      ＊高質(zhì)量產(chǎn)頻廣播
      ＊遠程醫(yī)療
      ＊遠程教育
          3結(jié)束語
    M4移動衛(wèi)星終端的誕生，為那些需要經(jīng)常在世界各地好波的商人、政府官員、旅
行者提供了一種全新的多媒體通信手段。同時它也使處于邊遠山區(qū)、礦山、鉆井等地，
一般常現(xiàn)通信所無法滿足的用戶高速數(shù)據(jù)通信需求成為可能。這里讓我們設(shè)想一下，
一個攜帶M4移動衛(wèi)星終端的探險者在茫茫大漠或皚皚雪山上，通過M4終端連上Inter
net，隨時隨地的在其個人上由上，發(fā)布有關(guān)信息，讓整個世界一齊來感受其胃險經(jīng)
歷所帶來的新奇和刺激。這里我們是不是會應(yīng)對如此先進的通信手段走入我們的生活
而發(fā)出“神女應(yīng)均恙，當(dāng)驚世界殊”的感慨呢？
    需要指出的是，現(xiàn)在投入使用的M4系統(tǒng)仍是傳統(tǒng)的電路交換方式。目前Inmarsat
正在M4系統(tǒng)平臺的基礎(chǔ)上研制一套稱為IPDS（Inmarsat Packet Data System）的新
系統(tǒng)，它將使用數(shù)據(jù)包交換協(xié)議，從而可使同信道被多用戶分享，計費單位將為傳輸
的數(shù)據(jù)量而不是連接時間，從而為用戶節(jié)省可觀的通信費用。