全球星系統

全球星系統標識

系統概述

全球星系統是由美國勞拉公司（Loral Cor－poration）和高通公司（Qualcomm）倡導發起的衛星移動通信系統，全球星有限合夥公司除發起的兩家公司外還有：Airtouch、Alcatel、Alenia、China Telecom、Dacom、Daimler-Benz Aerospac－e、France Telecom。Hyundai、Vodafone、Elascom。全球星系統用48顆繞地球運行的低軌道衛星在全球範圍（不包括南北極）向用戶提供無縫隙覆蓋的、低價的衛星移動通信業務，業務包括話音、傳真、數據、簡訊息、定位等。用戶可使用雙模式手持機，雙模式手持機既可工作在地面蜂窩通信模式（即目前手持機的工作模式），也可工作在衛星通信模式（在地面蜂窩網覆蓋不到的地方）。這樣，用戶一機在手，可實現全球範圍內任何地點、任何個人在任何時間與任何人以任何方式通信，即所謂的全球個人通信。全球星系統採用低軌衛星通信技術和CD－MA技術，能確保良好的話音質量，增加通話的保密性和安全性，且用戶感覺不到時延。連貫的多重覆蓋和路徑分集接收使全球星系統在有可能產生信號遮擋的地區提供不間斷服務。全球星系統是一種非迂迴網路，它對當前現存系統的本地、長途、公用和專用電信網絡是一種延伸、補充和加強，而不是與它們競爭。全球星系統沒有星際鏈路，無需星上處理，從而大大降低了系統投資費用，而且避免了許多技術風險。當然，星體設計的簡單使得系統必須建很多關口站，在全球需建1O0至150座。

系統組成

全球星系統主要由三部分組成：空間段、地面段、用戶段。

空間段

由48顆衛星加8顆備份星組成。這些衛星分布在8個傾角為52度的圓形軌道平面上，每個軌道平面6顆衛星，另有1 顆備用星。軌道高度約為1414km，傳輸時延和處理時延小於300ms，因此，用戶感覺不到時延。整個系統的覆蓋區為南北緯70度以內的地區。各個服務區總是被2～4顆衛星覆蓋，用戶可隨時接入該系統。每顆衛星能夠與用戶保持17min的連通，然後通過軟切換轉到另一顆衛星，用戶感覺不到切換。衛星採用三軸穩定，軌道周期為114min，壽命為7.5年，星體重量約450kg。每顆衛星輸出功率約為1000W，有16個點波束，2800個雙工話音信道或數據信道，總共有268800信道。話音傳輸速率有2.4/4.8/9.6kbps三種，數據傳輸速率為7.2kbps（持續流量）。衛星採用碼分多址方式（CDMA），碼元頻寬為1.23MHZ。衛星定位精度最高可達300m。衛星製造商為美國勞拉公司。

地面段

該段包括全球星控制中心（NCC）和關口站（GW）。全球星系統的一主一備NCC自責管理全球星系統的地面接續，即管理關口站、數據網，並監視48顆衛星的運行情況。NCC包括地面操作控制中心（GOCC）、衛星操作控制中心（SOCC）和發射控制設施(TCF）。GOCC是管理全球星系統的地面單元，執行網路計畫，分配信道使用資源，管理用戶計費帳單。SOCC管理和控制衛星發射的工作以及通過無線電通信了解衛星在軌道上的工作情況，控制衛星的軌道操作。關口站（GW）是指設定在全球各地的地面站，每一個關口站可與3顆衛星通信，它承擔轉接全球星系統和地面公網（PSTN/PLMN）的任務。它把來自不同衛星或同一衛星的不同數據流信號組合在一起，以提供無縫隙的覆蓋。它把衛星網和地面公網連線起來，每一個用戶終端可通過一顆或幾顆衛星（利用CDMA的分集接收技術）和一個關口站實現與全球任何地區的通信。關口站包括射頻分系統、CDMA分系統、管理分系統、交換分系統（包括GSM MSC和IS41 MSC）、遙測控制單元（TCU，只有承擔衛星測控功能的4個預生產關口站才有此單元人全球星數據網（GDN）把GW、GOCC。SOCC連線起來。全球星關口站的起始跟蹤仰角為10度，其最大覆蓋半徑為2000km，在中國建三個關口站即可覆蓋全國。三個關口站的最佳建站地址為北京、廣州、蘭州。關口站的空中信道最少為80條，最大為1000條；用戶容量最小為1萬，最大為10萬，三個關口站最終可容納30萬用戶。全球星關口站的系統集成商為高通公司。

用戶段

該段指的是使用全球星系統業務的用戶終端設備，包括手持式、車載式和固定式。手持式終端有三種模式：全球星單模，全球星/GSM雙模、全球星/CDMA/AMPS三模。手持機包括兩個主要部件：SIM卡/SM卡及無線電話機；車載終端包括一個手持機和一個卡式適配器；固定終端包括射頻單元（RFU）、連線設備和電話機，它有住宅電話、付費電話和模擬中繼三種。用戶終端可提供話音、數據（7.2kbps）、三類傳真、定位、簡訊息等業務。用戶終端生產商包括美國的高通、瑞典的愛立信（Ericsson）、義大利的Telital。前者生產基於CDMA的產品，後兩者生產基於GSM的產品。手機尺寸略大於現有地面蜂窩手機，通話時間和待機時間與現有地面蜂窩手機相當。

頻率計畫

頻率計畫及衛星波束配置

全球星系統饋線鏈路使用C頻段，關口站到衛星上行鏈路使用5091～5250MHz，衛星到關口站下行鏈路使用6875～7055MHz。全球星系統用戶鏈路使用L、S頻段，用戶終端到衛星上行鏈路使用1610～1626.5MHZ，衛星到用戶終端下行鏈路使用2483.5～25OOMHz。衛星L頻段和S頻段天線均由16個波束組成。L頻段和S頻段的頻道間隔為1.23MHZ。

頻率許可

全球星系統於1991年向國際電聯申請了所需使用的頻率。在1992年世界無線電行政大會（WARC92）上將原分配給衛星無線電測定業務（RDSS）主用的頻率重新分配給衛星移動業務（MSS）主用，RDSS退為次用。國際電聯（ITU）分別在1994年11月8日和1997年6月10日的頻率周報上公布了全球星系統申請的業務鏈路頻率和饋線鏈路頻率。由於有3～4個以美國為首的MSS系統均使用1610～1626.45MHz，美國FCC對這16.5MHz的頻率作了如下劃分：採用CDMA體制的系統共享1610～1621.35MHZ，採用TDMA體制的系統（即銥系統）使用1621.35～1626.5MHz。中國國家無委在1998年9月給在中國運營全球星系統的運營商發了全球星系統試驗許可證。

網路結構

4.1.1、全球星網與PSTN/PLMN的連線：

為了覆蓋全國，全球星網在北京、廣州、蘭州分別設定三個關口站。每個關口站應包括GSM MSC、IS41 MSC，並具有支持GSM/MAP的HLR和支持IS41的HLR。全球星關口站通過PSTN的關口局與PSTN相連，通過PLMN的關口局與PLMN（包括GSM和CDMA）相連

4.1.2、信令網結構：

全球星關口站的GSM/MSC/VLR、IS41/MSC/VLR、 GSM/HLR、IS41/HLR等均為信令點（SP）。每個SP點分別連線到PLMN的兩個HSTP或LSTP。關口站應具有信令轉接（STP）功能。對於MSc/VLR，HLR在信令網中採用GT定址。SPC採用24bits編碼，遵循我國七號信令網的信令點統一編碼。

編號撥號

IMSISDN號碼

此號碼就是常說的“用戶號碼”，即全球星用戶作被叫時，主叫用戶所需撥的號碼。其號碼結構為：CC：國家碼，我國為86。NDC+ SN為國內有效移動用戶號碼，是11位數字的等長號碼（我國從1999年7月22日統一將數字移動用戶號碼升為11位）：N1N2N3N4H1H2H3ABCD, 其中網路號碼NDC（N1 N2 N3 N4)採用1349；HLR識別號H1H2H3，H1H2分配如下表所示，H3由關口站運營者自行分配

撥號

全球星用戶撥固定用戶或TACS用戶：OXYZPQRABCD 全球星用戶撥GSM用戶或CDMA用戶：13SOH1H2H3ABCD，S=0－3,5－9固定用戶或TACS用戶撥全球星用戶：01349H1H2H3ABCD GSM用戶或CDMA用戶撥全球星用戶：1349 H1H2H3ABCD，全球星用戶撥待服業務：OXYZ1XX

國際移動用戶識別碼

（IMSI）

為了在無線路徑和整個GSM移動通信網上正確地識別某個移動用戶，就必須給移動用戶分配一個特定的識別碼。這個識別碼稱為國際移動用戶識別碼（IMSI），用於GSM移動通信網所有信令中，存儲在客戶識別模組（SIM）。HLR、VLR中。IMSI號碼結構為：MCC一移動國際號碼，由3位數字組成，唯一地識別移動用戶所屬的國家。我國為460。MNC= 移動網號，由2位數字組成，用於識別移動用戶所屬的移動網。信息產業部給全球星分配的是04。MSIN= 移動用戶識別碼，由等長的10位數字組成。全球星為49 H1H2H3ABCDE

移動用戶漫遊號碼

（MSRN）

當移動用戶作被叫時，為了進行路由選擇，MSC/VLR臨時給移動用戶分配一個號碼，即移動用戶漫遊號碼MSRN它是NDC後第一位為0的用戶號碼，即13490M1M2M3ABC。M1M2M3為MSC號碼，M1M2 的分配同H1H2。的分配。

路由計畫

優先權單模用戶僅可接入全球星網

多模用戶既可接入全球星網又可接入地面移動通信網。採用多模移動終端時，用戶可以選擇自動接入方式或手動接入方式。在自動接入方式下，可優先接入地面網，當用戶所處地沒有地面網或地面網無信道可用時，可自動接入衛星網。在手動接入方式下，移動用戶可以自選優先接入地面網或全球星網。

路由選擇原則

固定用戶或PLMN用戶呼叫全球星用戶，接續到就近的全球星關口站查詢路由進行接續。全球星用戶呼叫固定用戶，就近進入固定網，由固定網進行接續。全球星用戶呼叫PLMN用戶，就近進入PLMN網，由PLMN網進行接續。

接續過程

全球星單模用戶的接續過程與全球星多模用戶沒有漫遊出全球星網的接續過程相同。全球星用戶漫遊到PLMN網中，作主叫的接續過程同PLMN用戶作主叫的接續過程。以下是接續過程舉例：

A、全球星用戶呼叫固定用戶或TACS用戶，撥OXYZPQRABCD：

如果全球星用戶位置更新在全球星網中，全球星關口站GS/GW將呼叫接續到 PSTN關口局，由PSTN關口局分析XYZ在PSTN網中接續。

B、固定用戶或TACS用戶呼叫全球星用戶，撥o1349H1H2H3ABCD：

Ls將呼叫通過PsTN關口局接續到就近的全球星關口站GS/GW1，關口站分析H1H2H3。號碼，到相應的HLR查詢移動用戶的路由清思，根據用戶的不問位置進行接續。

（1）如果被叫用戶位置更新在GS/GW1，直接尋呼該用戶完全相應的接續

（2）如果被叫用戶位置更新在GS/GW2，通過專用直達線路將呼叫接續到服務GS/GW2

（3）如果被叫用戶漫遊到PLMN網中，則將呼叫接續到PLMN關口局。

C、全球星用戶呼叫全球星用戶，撥1349H1H2H3ABCD：

始發GS/GW1在全球星網中查詢用戶的路由信息，根據用戶的不同位置進行接續：

（1）主被叫用戶在同一關口站，接續在該關口站完成

（2）主被叫用戶不在同一關口站，在全球星網中查詢路由，通過直達線路將呼叫接續到服務 GS/GW2；（3）若被叫用戶漫遊到PLMN網中，將呼叫接續到就近的PLMN關口局，在PLMN網中接續。

D、全球星用戶呼叫PLMN用戶，撥13SOH1H2H3ABCD：

全球星關口站GS/GW將呼叫接續到就近的PLMN關口局，PLMN關口局在移動網中查詢被叫用戶的路由信息，在PLMN網中選擇路由，將呼叫接續到服務MSC。

E、PLMN用戶呼叫全球星用戶，撥1349H1H2H3ABCD：

PLMN/MSC將呼叫接續到就近的全球星關口站GS/GW1，關口站分析H1H2H3號碼，到相應的HLR查詢移動用戶的路由信息，根據用戶的不同位置進行接續。

（1）如果被叫用戶位置更新在GS/GWI，直接尋呼該用戶完成相應的接續

（2）如果被叫用戶位置更新在GS/GW2，通過直達線路將呼叫接續到GS/GW2

（3）如果被叫用戶漫遊到PLMN網2中，將呼叫接續到就近的PLMN2的關口局。

進展及計畫

全球星系統進展基本順利，一主一備的GOCC和5OCC運轉正常，全球關口站建設也比較順利，手機生產也按照商業計畫進行，雖然衛星發射受到一定影響，但今年多次成功發射已為今年三季度末開通初始業務提供了保障。5.1衛星發射全球星系統計畫由美國、烏克蘭、俄羅斯的火箭發射衛星。全球星在1998年2月和4月利用美國Delta 2火箭成功地進行了兩次發射，但在1998年9月用烏克蘭Zenit火箭發射12顆星失敗，全球星對發射計畫作了全面調整。調整後計畫在1999年進行11次發射，發射44顆星，2000年～季度再發射4顆星。今年已成功地進行了三次發射，現有20顆星在軌作測試運行。全球星計畫在1999年第三季度末業務開通時將有至少32顆衛星在軌。5．2關口站建設全球星系統首批4個帶遙測控制單元（TCU）的預生產關口站已全部安裝調測完畢，與衛星進行的各種測試都合格。全球星公司已向Qualcomm公司訂購了38個關口站，其中北京關口站是第一個正式生產的關口站。全球星公司計畫在1999年第三季度未完成包括中國在內的9個國家關口站的驗收並提供初始業務，到1999年底有16個國家的關口站運行，向世界45%的人口提供業務。計畫在中國建造的3個關口站，北京關口站建設進展順利，今年6月進行全網調測。廣州關口站、蘭州關口站正加緊建設，預計分別在今年3季度和2000年初具備裝機條件。5．3業務開通1989年9月，全球星在巴黎利用在軌的8顆衛星打通了全球星系統的第一個電話，話音質量優於現有地面蜂窩網。到目前為止，全球星已與125個國家簽署了服務供應商協定，已在32個國家取得全球星衛星業務許可。2000年5月開始在中國地區提供服務。

基本參數

多址方式： 碼分多址CDMA 軌道周期：114分鐘

衛星數量： 48+8 衛星壽命：>7.5年

軌道高度： 1414公里衛星重量： 450公斤

軌道平面：　8個 功率：1100瓦

衛星/軌道 　6顆用戶同時可視衛星數： 2～4顆

平面傾角：52度 衛星供應商：美國勞拉公司

誤幀率： <1% 比特誤碼率BER：優於1×10-6

單向時延： 150毫秒接續時延： <4秒

GLOBALSTAR系統全球信號覆蓋範圍

北京關口站信號覆蓋範圍：中國部分地區（黑龍江、吉林、遼寧、內蒙古、北京、河北、河南、山東、山西、湖北、安徽、青海、甘肅、陝西、寧夏、新疆部分、西藏拉薩、四川部分、福建北部、浙江），中國渤海海域、黃海海域、東海海域。