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铱系统(Iridium)技术介绍<1>

2/14/2005来源:卫星通信人气:10857

铱系统(Iridium)技术介绍<1>

1 系统概述

铱系统(Iridium)是美国摩托罗拉公司(Motorola)于1987年提出的低轨全球个 人卫星移动通信系统,它与现有通信网结合,可实现全球数字化个人通信。该系统原设计为77颗小 型卫星,分别围绕7个极地圆轨道运行,因卫星数与铱原子的电子数相同而得名。后来改为66颗卫 星围绕6个极地圆轨道运行,但仍用原名称。极地圆轨道高度约780km,每个轨道平面分布11颗在 轨运行卫星及1颗备用卫星,每颗卫星约重700kg。

铱系统卫星有星上处理器和星上交换,并且采用星际链路(星际键路是铱系统有别于 其它卫星移动通信系统的一大特点),因而系统的性能极为先进,但同时也增加了系统的复杂性, 提高了系统的投资费用。

铱系统市场主要定位于商务旅行者、海事用户、航空用户、紧急援助、边远地区。铱 系统设计的漫游方案除了解决卫星网与地面蜂窝网的漫游外,还解决地面蜂窝网间的跨协议漫游, 这是铱系统有别于其它卫星移动通信系统的又一特点。铱系统除了提供话音业务外,还提供传真、 数据、定位、寻呼等业务。

2 系统组成

铱系统主要由4部分组成:空间段、系统控制段(SCS)、用户段、关口站段 (GW)。空间段:由分布在6个极地圆轨道面的72颗星(6颗备用星)组成。铱系统星座设计能保 证全球任何地区在任何时间至少有一颗卫星覆盖。铱系统星座网提供手机到关口站的接入信令链 路、关口站到关口站的网路信令链路、关口站到系统控制段的管理链路。每个卫星天线可提供960 条话音信道,每个卫星最多能有两个天线指向一个关口站,因此每个卫星最多能提供1920条话音 信道。铱系统卫星可向地面投射48个点波束,以形成48个相同小区的网络,每个小区的直径为 689km,48个点波束组合起来,可以构成直径为4700km的覆盖区,铱系统用户可以看到一颗卫星的 时间约为10min。铱系统的卫星采用三轴稳定,寿命约5年,相邻平面上卫星按相反方向运行。每 个卫星有4条星际链路,一条为前向,一条为反向,另两条为交叉连接。星际链路速率高达 25Mbps,在L频段10.5MHz频带内按FDMA方式划分为12个频带,在此基础上再利用TDMA结构,其帧 长为90ms,每帧可支持4个50kbps用户连接。

系统控制段(SCS):SCS是铱系统的控制中心,它提供卫星星座的运行、支持和控 制,把卫星跟踪数据交付给关口站,利用寻呼终端控制器(MTC)进行终端控制。SCS包括三部 分:遥测跟踪控制(TTAC)、操作支持网(OSN)和控制设备(CF)。SCS有三方面功能:空间操 作、网络操作、寻呼终端控制。SCS有两个外部接口,一个接口到关口站,另一个接口到卫星。用 户段:该段指的是使用铱系统业务的用户终端设备,主要包括手持机(ISU)和寻呼机(MTD), 将来也可能包括航空终端、太阳能电话单元、边远地区电话接入单元等。ISU是铱系统移动电话 机,包括两个主要部件:SIM卡及无线电话机,它可向用户提供话音、数据(2.4kbps)、传真 (2.4kbps)。MTD类似于目前市场上的寻呼机,分两种:数字式和字符式。关口站段:关口站是 提供铱系统业务和支持铱系统网络的地面设施。它提供移动用户、漫游用户的支持和管理,通过 PSIN提供铱系统网络到其它电信网的连接。

一个或多个关口站提供每一个铱系统呼叫的建立、保持和拆除,支持寻呼信息的收集 和交付。关口站由以下分系统组成:交换分系统SSS(西门子D900交换机)。地球终端(ET)、地 球终端控制器(ETC)、消息发起控制器(MOC)、关口站管理分系统(GMS)。关口站有4个外部 接口:关口站到卫星,关口站到国际交换中心(ISC),关口站到铱系统商务支持系统(IBSS), 关口站到系统控制段(SC)。

3 频率许可

铱系统馈线链路使用Ka频段,关口站到卫星上行链路使用29.1~29.3GHz,卫星到关 口站下行链路使用19.4~19.6GHz。铱系统星际链路使用23.18~23.38GHz。铱系统用户链路使用 L频段,用户终端到卫星上行链路使用1621.35~1626.5MHz,卫星到用户终端下行链路使用1616 ~1626.5MHz。

铱系统于1991年向国际电联申请了所需使用的频率,铱系统申请的频率符合WARC-92 会议精神。美国FCC也于1995年向铱系统颁发了频率使用许可证。中国国家无委已于1998年9月向 铱系统颁发了试验许可证。

4 互联互通技术要求

4.1 互网络结构

铱系统在中国只有一个关口站,设在北京。该关口站与 PSTN的国际局(ISC)相 连,通过PSTN与PLMN连接。

铱系统关口站采用国际信令网的14位信令点编码,在信令网中采用GT寻址。关口站作 为信令点SP与我国的国际局SP/STP相连。铱系统关口站应具有STP功能。

4.2 编号与拨号方式

(1)MSISDN号码

即用户号码,是铱用户作被叫时主叫用户所需拨的号码,长度为12位。

号码结构: CC+GE+SN

铱系统的虚拟国家码CC:8816及8817

地缘政治码GE:表示用户的归属国家I1I2I3。中国首先启用533。

用户号码SN:X1X2X3X4X5。其中 X1=1-6为语音、数据、传真业务,X1=7-9为寻 呼

业务, X1=0保留。

(2)拨号方式

铱用户拨叫固定用户或TACS用户:0086XYZPQRABCD

铱用户拨叫数字移动用户:008613SO H1H2H3ABCD

PSTN/PLMN用户拨叫铱用户:008816(或8817)I1I2I3X1X2X3X4X5

铱用户拨叫铱用户:008816(或8817)I1I2I3X1X2X3X4X5

铱用户拨叫特服业务:0086XYZ1XX

铱用户拨叫紧急呼叫:待定。

漫游到铱系统的GSM用户的拨号方式同铱系统用户。

漫游到GSM的铱系统用户的拨号方式同GSM用户。

(3)IMSI号码

号码结构:MCC+MNC+HLRID+X1X2X3X4X5X6X7

移动国家号码MCC:卫星移动系统的虚拟国家号码为901。

移动网号MNC:铱系统为03。

移动用户识别码MSIN:包括HLR ID和用户号码X1X2X3X4X5X6X7,唯一地识别国内铱 系统的用户。其中HLR ID与GE号码一致,X1= 1—4为 8816用户,X1=5为航空, X1=6-8为8817用户,X1=9保 留。

(4)MSRN号码

此号码在铱用户作被叫时选择路由用。中国铱用户的移动用户漫游号码MSRN为GE码 等于668的用户号码。即8816(或8817)668X1X2X3X4X5。

(5)接入码(AC)

每个铱系统用户有一个接入码,存于SIM卡中,支持接入过程。铱系统星体(SV)可 以根据接入码确定用户的归属关口站,归属关口站根据接入码将用户接入到拜访关口站。

入码的格式如下:

中国的CI为460。

AI为接人识别码,两位数字,确定用户的接入等级,由铱公司控制。AI= 01为8816用户;AI= 02为归属于 GSM的用户;AI= 03为归属于IS41的用户;AI=O4 为8817用户。其它值保留。

说明:如果SIM卡中无AC码,则视为归属于GSM的用户。

4.3 路由选择原则

国内非铱系统用户呼叫铱系统用户时,呼叫通过国际局接入铱系统中国关口站,由关 口站在铱系统内通过卫星键路进行路由查询和路由接续。

中国关口站服务区内的铱系统用户呼叫本服务区内的其它用户,通过国际局进入其它 相应的网络进行接续。

中国关口站服务区内的铱系统用户呼叫非本服务区国外其它用户,在铱系统中接续到 被叫所在国家服务区的铱关口站。

中国关口站服务区内的铱系统用户呼叫铱系统用户,通过铱系统关口站进行路由查询 和接续。

说明:中国关口站服务区包括中国内地、香港、澳门、蒙古。