又见官泄：截至2009年，我国非对地静止通信卫星6颗

民用的不可能
从中星10号卫星发射看我国卫星通信事业的发展
发布时间：2011-6-23 点击次数：56次

        这次成功发射意味着：在接替中星5B卫星后，中星10号卫星将成为继亚太2R、中星5A、亚太五号、亚太六号等卫星之后，加入中国卫星通信集团有限公司广播通信卫星“家族”的又一名新成员。
　　此外，今年还将有多颗由中国航天科技集团公司五院研制的通信卫星出厂并陆续完成发射。通信卫星如此高密集发射在我国是史无前例的。
　　另据媒体报道，截至2009年，我国已有在轨对地静止通信卫星17颗、非对地静止通信卫星6颗，共有179个卫星通信网在运行，形成了一定规模的满足各种业务需要的卫星通信网和较大规模的卫星广播电视传输网。在通信卫星研制步伐提速的今天，这一形势还将更为乐观。
　　那么，对中国来说，卫星通信的春天是否已经到来？

   卫星研制能力提高一大截
　　历史总是充满了巧合。13年前，长征三号乙运载火箭在西昌卫星发射中心点火起飞，将中星5B卫星送上太空；13年后，同样在西昌，“大力神”火箭“长三乙”再次点火起飞，将中星10号卫星送至预定轨道。
　　不过，这两次发射不可同日而语。这一次，中国航天人的底气更足了。中星10号卫星的总指挥、总设计师魏强说：“从‘中星5B’到‘中星10号’，我国卫星研制能力有了大幅提升。”
　　十年磨一剑。如今，13年过去了，与当时国际先进的中星5B卫星相比，中星10号卫星的实力大幅提升。据中国卫通市场部负责人汪鸿滨介绍，中星10号卫星是对我国东方红四号卫星平台充分“挖潜”的一颗卫星，不仅容量更大，覆盖范围和定点精度也要优于“中星5B”。这意味着，用户的地面天线设备可以更小、灵敏度更高、通信质量更好，而且价格更低。
　　过去的十几年里，我国卫星的整体研制水平都有了较大的提升，我国卫星自主研制能力正逐步增强。一方面，通信卫星在轨寿命提高，转发器通道数增多，功率增大，卫星平台的承载能力和可靠性增强；另一方面，通信卫星的数量也在不断增加，提供通信服务的能力在增强。
　　卫星研制能力的提高为卫星通信事业的发展提供了强有力的支撑，通信卫星运营服务也在国际上进一步打开了市场。
　　安全传输意义重大
　　作为卫星应用最早“落地开花”的领域之一，卫星通信从1972年美国总统尼克松访华时就进入了人们的视野，并曾在上世纪90年代辉煌一时。
　　由于具有覆盖广、不受距离限制、受地面环境影响小、建网速度快及一点对多点广播通信等特点，卫星通信在网络覆盖延伸、骨干网络备份、服务农村通信、保障应急通信等方面发挥着不可替代的作用。
　　近年来，我国自然灾害频发。每当重大灾害来临、地面通信设施受到破坏时，通信卫星都会发挥救灾减灾“生命线”的作用。汪鸿滨告诉记者，中星5B卫星在轨运行期间，几乎每遇一次大灾大难都会发挥不小的作用。汶川大地震发生后，第一个关于映秀镇现场灾情的视频就是通过中星5B卫星发送的。此外，地震发生后，与汶川映秀镇的第一次通话就是靠通信卫星实现的，而汶川灾后第一个移动通信基站的开通也依赖于卫星通信。
　　卫星移动通信系统因在应急通信中的出色表现一度被人们所看好，那么民用卫星移动通信的市场需求究竟有多大？中国卫通的调研队伍曾奔赴浙江、西藏、海南、四川、新疆等地，对国家海洋渔业和渔政、减灾、应急等方面的卫星移动通信需求进行了调研。
　　调研结果表明，未来10年内，卫星移动用户将达百万，对卫星移动通信链路的需求将达到近10000条。除了应急救灾外，渔业政务也将是一个巨大的、潜在的卫星移动客户市场。此外，随着“村村通”工程进一步推进，以及高清电视、立体电视等需求的不断增加，卫星固定通信和卫星宽带通信也表现出了广阔的发展前景。
　　如今，卫星通信系统正朝着宽带化、个体化、移动化和无缝隙覆盖的方向发展，卫星通信在信息化时代的优势更为明显。“种种迹象表明，目前我国的卫星通信正处在难得的机遇期。”中国通信企业协会副会长郝为民说。而如何抓住这一机遇，则是我国卫星通信业首先要考虑的问题。
　　寻找市场的突破口
　　机遇往往与挑战并存。尽管前景看上去一片大好，但我国卫星通信事业的发展现状却有些不尽如人意。
　　数字统计表明，在美国，卫星通信已占社会全部电信收入的百分之七，而我国只占万分之七。在卫星通信市场普遍看好的情况下，航天专家依然对卫星通信系统问题忧心忡忡，因为这一问题至今尚未得到解决。
　　目前，我国尚未建立卫星移动通信系统，提供的卫星移动通信和卫星宽带服务都是代理国外的系统，因此在卫星移动通信业务发展中没有主动权，更难以获得完备的通信安全机制。
　　而相比地面蜂窝通信系统，卫星移动通信在商业化运作方面的优势尚显不足。并且，随着地面通信技术的飞速发展，特别是在光纤、3G、微波通信等的冲击下，卫星通信的市场有所萎缩，在传输网中的作用和地位不断下降。
　　“卫星移动通信市场也许会比较大，但不会非常大。”一位该领域的老专家说：“卫星终端的体积要比手机大两到三倍，在通信费用上也不占优势。因此，卫星移动通信应充分发挥其与地面通信系统的互补作用，不应急于赢利。”
　　中国工程院院士张乃通表示，卫星通信如果要想在中国顺利发展，首先要明确自身的定位。也就是说，卫星通信要发展，必须要从自身独特的优势中寻找突破口。
　　面对卫星通信业发展面临的种种机遇和挑战，产业链上下游的企业已经行动起来。抓住国家建设应急通信系统的机遇，中国航天科技集团公司与国内最大的电信运营商中国移动、中国联通和中国电信签署了合作协议，将尽快启动相应通信卫星系统的建设，提供可供商业运营的具有自主知识产权的卫星通信系统。
　　此外，现在的通信卫星容量大了，功率高了，相应的地面接收设备小了，价格也低了。记者从五院了解到，通信卫星的研制步伐正在向大容量、高功率发展。中星10号卫星刚刚升空，与之能力相当的中星11号卫星就已在研制中。
　　国内最大的卫星运营商——中国卫通目前正致力于卫星运营这场没有国界的竞争，着力打造天地一体的通信网络，为用户提供包括主站运营以及各种外包服务等全方位的解决方案。或许，卫星通信的春天已经不远。



民用的不可能
从中星10号卫星发射看我国卫星通信事业的发展
发布时间：2011-6-23 点击次数：56次

        这次成功发射意味着：在接替中星5B卫星后，中星10号卫星将成为继亚太2R、中星5A、亚太五号、亚太六号等卫星之后，加入中国卫星通信集团有限公司广播通信卫星“家族”的又一名新成员。
　　此外，今年还将有多颗由中国航天科技集团公司五院研制的通信卫星出厂并陆续完成发射。通信卫星如此高密集发射在我国是史无前例的。
　　另据媒体报道，截至2009年，我国已有在轨对地静止通信卫星17颗、非对地静止通信卫星6颗，共有179个卫星通信网在运行，形成了一定规模的满足各种业务需要的卫星通信网和较大规模的卫星广播电视传输网。在通信卫星研制步伐提速的今天，这一形势还将更为乐观。
　　那么，对中国来说，卫星通信的春天是否已经到来？

   卫星研制能力提高一大截
　　历史总是充满了巧合。13年前，长征三号乙运载火箭在西昌卫星发射中心点火起飞，将中星5B卫星送上太空；13年后，同样在西昌，“大力神”火箭“长三乙”再次点火起飞，将中星10号卫星送至预定轨道。
　　不过，这两次发射不可同日而语。这一次，中国航天人的底气更足了。中星10号卫星的总指挥、总设计师魏强说：“从‘中星5B’到‘中星10号’，我国卫星研制能力有了大幅提升。”
　　十年磨一剑。如今，13年过去了，与当时国际先进的中星5B卫星相比，中星10号卫星的实力大幅提升。据中国卫通市场部负责人汪鸿滨介绍，中星10号卫星是对我国东方红四号卫星平台充分“挖潜”的一颗卫星，不仅容量更大，覆盖范围和定点精度也要优于“中星5B”。这意味着，用户的地面天线设备可以更小、灵敏度更高、通信质量更好，而且价格更低。
　　过去的十几年里，我国卫星的整体研制水平都有了较大的提升，我国卫星自主研制能力正逐步增强。一方面，通信卫星在轨寿命提高，转发器通道数增多，功率增大，卫星平台的承载能力和可靠性增强；另一方面，通信卫星的数量也在不断增加，提供通信服务的能力在增强。
　　卫星研制能力的提高为卫星通信事业的发展提供了强有力的支撑，通信卫星运营服务也在国际上进一步打开了市场。
　　安全传输意义重大
　　作为卫星应用最早“落地开花”的领域之一，卫星通信从1972年美国总统尼克松访华时就进入了人们的视野，并曾在上世纪90年代辉煌一时。
　　由于具有覆盖广、不受距离限制、受地面环境影响小、建网速度快及一点对多点广播通信等特点，卫星通信在网络覆盖延伸、骨干网络备份、服务农村通信、保障应急通信等方面发挥着不可替代的作用。
　　近年来，我国自然灾害频发。每当重大灾害来临、地面通信设施受到破坏时，通信卫星都会发挥救灾减灾“生命线”的作用。汪鸿滨告诉记者，中星5B卫星在轨运行期间，几乎每遇一次大灾大难都会发挥不小的作用。汶川大地震发生后，第一个关于映秀镇现场灾情的视频就是通过中星5B卫星发送的。此外，地震发生后，与汶川映秀镇的第一次通话就是靠通信卫星实现的，而汶川灾后第一个移动通信基站的开通也依赖于卫星通信。
　　卫星移动通信系统因在应急通信中的出色表现一度被人们所看好，那么民用卫星移动通信的市场需求究竟有多大？中国卫通的调研队伍曾奔赴浙江、西藏、海南、四川、新疆等地，对国家海洋渔业和渔政、减灾、应急等方面的卫星移动通信需求进行了调研。
　　调研结果表明，未来10年内，卫星移动用户将达百万，对卫星移动通信链路的需求将达到近10000条。除了应急救灾外，渔业政务也将是一个巨大的、潜在的卫星移动客户市场。此外，随着“村村通”工程进一步推进，以及高清电视、立体电视等需求的不断增加，卫星固定通信和卫星宽带通信也表现出了广阔的发展前景。
　　如今，卫星通信系统正朝着宽带化、个体化、移动化和无缝隙覆盖的方向发展，卫星通信在信息化时代的优势更为明显。“种种迹象表明，目前我国的卫星通信正处在难得的机遇期。”中国通信企业协会副会长郝为民说。而如何抓住这一机遇，则是我国卫星通信业首先要考虑的问题。
　　寻找市场的突破口
　　机遇往往与挑战并存。尽管前景看上去一片大好，但我国卫星通信事业的发展现状却有些不尽如人意。
　　数字统计表明，在美国，卫星通信已占社会全部电信收入的百分之七，而我国只占万分之七。在卫星通信市场普遍看好的情况下，航天专家依然对卫星通信系统问题忧心忡忡，因为这一问题至今尚未得到解决。
　　目前，我国尚未建立卫星移动通信系统，提供的卫星移动通信和卫星宽带服务都是代理国外的系统，因此在卫星移动通信业务发展中没有主动权，更难以获得完备的通信安全机制。
　　而相比地面蜂窝通信系统，卫星移动通信在商业化运作方面的优势尚显不足。并且，随着地面通信技术的飞速发展，特别是在光纤、3G、微波通信等的冲击下，卫星通信的市场有所萎缩，在传输网中的作用和地位不断下降。
　　“卫星移动通信市场也许会比较大，但不会非常大。”一位该领域的老专家说：“卫星终端的体积要比手机大两到三倍，在通信费用上也不占优势。因此，卫星移动通信应充分发挥其与地面通信系统的互补作用，不应急于赢利。”
　　中国工程院院士张乃通表示，卫星通信如果要想在中国顺利发展，首先要明确自身的定位。也就是说，卫星通信要发展，必须要从自身独特的优势中寻找突破口。
　　面对卫星通信业发展面临的种种机遇和挑战，产业链上下游的企业已经行动起来。抓住国家建设应急通信系统的机遇，中国航天科技集团公司与国内最大的电信运营商中国移动、中国联通和中国电信签署了合作协议，将尽快启动相应通信卫星系统的建设，提供可供商业运营的具有自主知识产权的卫星通信系统。
　　此外，现在的通信卫星容量大了，功率高了，相应的地面接收设备小了，价格也低了。记者从五院了解到，通信卫星的研制步伐正在向大容量、高功率发展。中星10号卫星刚刚升空，与之能力相当的中星11号卫星就已在研制中。
　　国内最大的卫星运营商——中国卫通目前正致力于卫星运营这场没有国界的竞争，着力打造天地一体的通信网络，为用户提供包括主站运营以及各种外包服务等全方位的解决方案。或许，卫星通信的春天已经不远。

估计是军用的
《通信学报》 2001年09期 加入收藏 获取最新 一种新型中轨卫星移动通信系统设计简介周乐柱  李斗  项海格  陈芳允  
【摘要】：本文提出一种新型的中轨卫星移动通信系统设计方案 ,该系统的特点是采用特殊的中轨赤道轨道卫星星座 ,所需卫星数目少 ,成本低 ;采用波束相对地面静止的凝视天线 ,避免了由于卫星和地面终端移动造成的通信中断和由此而需的波束切换技术 ,可靠性强 ;采用国内技术能支持的通用小卫星平台 ,制造成本低 ,投资风险小。文中给出了系统结构、特性参量及工作原理的简单描述 ,讨论了所需的关键技术和存在的问题
【作者单位】： 北京大学电子学系!北京100871 北京大学电子学系!北京100871 北京大学电子学系!北京100871 北京大学电子学系!北京100871
【关键词】： 中轨卫星移动通信 卫星星座 卫星天线 卫星平台
【基金】：国家 8 6 3计划资助项目 (86 3- 317- 0 3- 0 6 - 99) 国防科工委卫星应用重点项目 (T97# 0 4 )
【分类号】：TN927.23

估计是军用的
《通信学报》 2001年09期 加入收藏 获取最新 一种新型中轨卫星移动通信系统设计简介周乐柱  李斗  项海格  陈芳允  
【摘要】：本文提出一种新型的中轨卫星移动通信系统设计方案 ,该系统的特点是采用特殊的中轨赤道轨道卫星星座 ,所需卫星数目少 ,成本低 ;采用波束相对地面静止的凝视天线 ,避免了由于卫星和地面终端移动造成的通信中断和由此而需的波束切换技术 ,可靠性强 ;采用国内技术能支持的通用小卫星平台 ,制造成本低 ,投资风险小。文中给出了系统结构、特性参量及工作原理的简单描述 ,讨论了所需的关键技术和存在的问题
【作者单位】： 北京大学电子学系!北京100871 北京大学电子学系!北京100871 北京大学电子学系!北京100871 北京大学电子学系!北京100871
【关键词】： 中轨卫星移动通信 卫星星座 卫星天线 卫星平台
【基金】：国家 8 6 3计划资助项目 (86 3- 317- 0 3- 0 6 - 99) 国防科工委卫星应用重点项目 (T97# 0 4 )
【分类号】：TN927.23

非对地静止通信卫星的公开报道，应该能很好的告慰陈芳允院士的在天之灵
陈芳允院士简介http://baike.baidu.com/view/57197.htm

从“双星”到“北斗”——一个不能忘记的人
已有 1124 次阅读 2007-3-9 08:19 |个人分类:每周评论 Review Weekly|系统分类:人物纪事|关键词:陈芳允 院士 “北斗”863计划

    昨天，谈到了“北斗”的军用和民用，意犹未尽。总装备部的大校女作家马京生在《天眼》（著名卫星测控专家陈芳允）中披露早在1983年，陈芳允院士就在国际上首次提出了“双星定位通信系统”的设想。

    起初，他的设想没有人意识到这个系统的优越性。两年后的1985年，在南京紫金山天文台召开的测地会议上，他再次提出了自己的设想，终于被总参测绘局接受。1986年开始项目预研。1987年6月，陈芳云和刘志逵、冯汝明、解志超等在《中国空间科学技术》杂志上发表了《发展我国的星基定位通信系统》的论文。1989年，“首次双星定位通信系统”的功能演示获得了成功。新华社发布了消息。1993年，“双星定位系统”正式立项研制。



    遗憾的是：2000年4月29日，陈芳允院士病故于解放军总医院，没有看到半年后的第一颗“北斗”升空。

    从立项算起，“北斗”项目已经进展了14年之久了，这个系统在测绘、航天、航空、航海、矿山、运输、抢险救灾和国防建设中都已经显示了广泛的应用价值。

    值得一提的是，资深院士陈芳允还是“863计划”的发起人之一，这不是本博文的重点。而且，这里也没有提及陈芳允院士在“第一颗人造卫星发射成功”、“返回式卫星发射成功”和“同步静止轨道卫星发射成功”中的卓越贡献。

我说天链一号平时干什么用，主要为他进行全球手持机和数据通讯服务的啊
针对这些情况， 本文提出一种中轨卫星系统方案 ［!!］ ， 它采用 6 颗卫星， 利用已有的卫星通信技术， 无需星际联系就能经济地解决中国地区的通信问题； 如果加上星际链路技术， 就能解决全球范围内大多数国家和地区的通信问题。     一种新型中轨卫星移动通信系统设计简介

我说天链一号平时干什么用，主要为他进行全球手持机和数据通讯服务的啊
针对这些情况， 本文提出一种中轨卫星系统方案 ［!!］ ， 它采用 6 颗卫星， 利用已有的卫星通信技术， 无需星际联系就能经济地解决中国地区的通信问题； 如果加上星际链路技术， 就能解决全球范围内大多数国家和地区的通信问题。     一种新型中轨卫星移动通信系统设计简介

军用价值大于商业价值

卫星通讯与卫星观测还是要优先发展的.同时还要把应用水平跟上,才能真正体现它们的价值, 也才能拒敌与千里之外,保和平发展之大局.

非对地静止通信卫星？谁能介绍一下吗？

2001年,陈芳允

kanriku 发表于 2011-6-25 08:55
军用价值大于商业价值
乃居然敢用局长的头像、、、、莫非乃也擅长战略忽悠？？

非对地静止通信卫星？谁能介绍一下吗？
摩托罗拉著名的铱星系统就是

hswz 发表于 2011-6-25 19:50
摩托罗拉著名的铱星系统就是
哦，这个知道。那我国现在在天上的6颗是啥？该不会是能发短信的北斗吧

哦，这个知道。那我国现在在天上的6颗是啥？该不会是能发短信的北斗吧
全文我贴上来,我国航空航天工业能多有几位陈院士多好啊!

周乐柱，北京大学教授、博士生导师。中国电子学会会士，IEEE高级会员。
简历
1962 --- 1968 北京大学物理系六年制本科生
1968 --- 1978 内蒙林管局大兴安岭林区劳动锻炼
1978 --- 1981 北京大学电子学系硕士研究生，获硕士学位
1981 --- 现在 北京大学电子学系教员，1993年聘为教授
1991年9月--- 1993年3月，英国伦敦大学学院访问学者
1994年10月--- 1996年12月，英国曼彻斯特科技大学研究教授

现任职务
北京大学信息科学技术学院 教授、博士生导师、学位委员会委员、
电子工程研究所所长、电磁场与微波技术专业负责人
教育部“电子科学与技术”教学指导委员会委员
中国电子学会会士、微波分会委员
国际电子与电气工程师协会IEEE高级会员

教学经历及特点
        注意启发性，讲授、推导不看讲稿，引导学生一起思考问题、解决问题。
        注意学生的学习能力和科研思想的培养。
        注意经典力学原理与现代科技新成果以及实际有趣实例的联系，激发学生的求
知欲。
        对学生热情、耐心、友好，又严格要求，做到为人师表。
        教学效果好，教学评估得分高。
科研经历及业绩
        长期从事电磁场及微波理论与技术方面的科研和教学工作，已发表论文，专著和
教材等六十多篇本。近年来主要从事计算电磁学，特别是新型切向矢量有限元法及其混合
方法的理论和应用研究（散射、天线和微波器件）。这些研究是由英国工程与物理科学研
究协会、国家自然科学基金、教育部博士点基金及国防预研基金支持的。其论文主要发表
在电子学报中文及英文版，IEEE 微波理论与技术卷，磁学卷，IEEE 微波，天线与传播卷
，国际数值模拟杂志，美国 电磁学杂志等学术刊物上。被SCI， EI，英国“科学文摘”
（INSPECT）和 俄国“科学文摘”收录共30多篇次。
  近五年来，负责国家级科研项目7项，其中已完成4项：
1.        总装备部卫星应用95重点项目“基于通用卫星小平台的高中低轨卫星移动通信方案和
设计”，该项目已于2002/4通过专家组的验收。
2.        国家863计划“95”第二期研究课题 “卫星移动通信方案和设计”，该项目已于2001
/2通过国家863计划专家组的验收，评为“BA”。
3.        国防科技预研基金项目“含各向异性材料涂层的导体目标电磁散射的边棱元—快速多
极混合算法”，该项目已于2002/7通过验收，评为“优”。
4.        国家自然科学基金项目（2001.1—2003.12） “含各向异性材料的三维复杂目标电磁
散射的快速混合算法”， 该项目已顺利结题。
负责的在研科研项目有4项：
1.        教育部博士点基金项目（2002.1—2004.12） “应用于复杂目标电磁散射的边棱元—
快速多极混合算法”；
2.        国家自然科学基金项目（2003.1—2005.12） “新型回旋介质电磁晶体的模拟分析和
物理机理研究”；
3.        国防科技重点实验室基金项目“谐振区复杂目标的快速建模及典型隐身飞机的电磁散
射特性研究”（2003.5—2005.6）。
4.        与日本松下电气公司合作的横向项目“新型手机天线的分析和设计” （2004.4—200


周乐柱，北京大学教授、博士生导师。中国电子学会会士，IEEE高级会员。
简历
1962 --- 1968 北京大学物理系六年制本科生
1968 --- 1978 内蒙林管局大兴安岭林区劳动锻炼
1978 --- 1981 北京大学电子学系硕士研究生，获硕士学位
1981 --- 现在 北京大学电子学系教员，1993年聘为教授
1991年9月--- 1993年3月，英国伦敦大学学院访问学者
1994年10月--- 1996年12月，英国曼彻斯特科技大学研究教授

现任职务
北京大学信息科学技术学院 教授、博士生导师、学位委员会委员、
电子工程研究所所长、电磁场与微波技术专业负责人
教育部“电子科学与技术”教学指导委员会委员
中国电子学会会士、微波分会委员
国际电子与电气工程师协会IEEE高级会员

教学经历及特点
        注意启发性，讲授、推导不看讲稿，引导学生一起思考问题、解决问题。
        注意学生的学习能力和科研思想的培养。
        注意经典力学原理与现代科技新成果以及实际有趣实例的联系，激发学生的求
知欲。
        对学生热情、耐心、友好，又严格要求，做到为人师表。
        教学效果好，教学评估得分高。
科研经历及业绩
        长期从事电磁场及微波理论与技术方面的科研和教学工作，已发表论文，专著和
教材等六十多篇本。近年来主要从事计算电磁学，特别是新型切向矢量有限元法及其混合
方法的理论和应用研究（散射、天线和微波器件）。这些研究是由英国工程与物理科学研
究协会、国家自然科学基金、教育部博士点基金及国防预研基金支持的。其论文主要发表
在电子学报中文及英文版，IEEE 微波理论与技术卷，磁学卷，IEEE 微波，天线与传播卷
，国际数值模拟杂志，美国 电磁学杂志等学术刊物上。被SCI， EI，英国“科学文摘”
（INSPECT）和 俄国“科学文摘”收录共30多篇次。
  近五年来，负责国家级科研项目7项，其中已完成4项：
1.        总装备部卫星应用95重点项目“基于通用卫星小平台的高中低轨卫星移动通信方案和
设计”，该项目已于2002/4通过专家组的验收。
2.        国家863计划“95”第二期研究课题 “卫星移动通信方案和设计”，该项目已于2001
/2通过国家863计划专家组的验收，评为“BA”。
3.        国防科技预研基金项目“含各向异性材料涂层的导体目标电磁散射的边棱元—快速多
极混合算法”，该项目已于2002/7通过验收，评为“优”。
4.        国家自然科学基金项目（2001.1—2003.12） “含各向异性材料的三维复杂目标电磁
散射的快速混合算法”， 该项目已顺利结题。
负责的在研科研项目有4项：
1.        教育部博士点基金项目（2002.1—2004.12） “应用于复杂目标电磁散射的边棱元—
快速多极混合算法”；
2.        国家自然科学基金项目（2003.1—2005.12） “新型回旋介质电磁晶体的模拟分析和
物理机理研究”；
3.        国防科技重点实验室基金项目“谐振区复杂目标的快速建模及典型隐身飞机的电磁散
射特性研究”（2003.5—2005.6）。
4.        与日本松下电气公司合作的横向项目“新型手机天线的分析和设计” （2004.4—200

http://www.du8.com/readfree/09/02438/11.html
后来，陈芳允对国际上发展的移动通信卫星发生了浓厚的兴趣。有一段时间，他经常去中国卫星发射测控系统部，找那里的高级工程师们探讨移动通信卫星的事。正巧，系统部高级工程师王建蒙主编了一本厚书--《世界航天发射系统》，当年要参加科技成果评奖，负责评奖的单位发下来几张鉴定表，连书带鉴定表都在办公桌上堆着。陈芳允来了，王建蒙随手拿了一本《世界航天发射系统》的大书，在扉页写上"请陈老先生指教"的字样，送给了陈芳允。

他们都是老熟人了，陈芳允坐在桌子对面，看了看桌子上摆着的鉴定表，还没等王建蒙说什么，陈芳允首先郑重宣布："我可不给你的书写鉴定啊!"

王建蒙知道他的脾气，笑了笑说："陈老先生，我送你这本书，不用白纸黑字写什么，口头指教就行了。"

其实，对这本书，王大珩和几个航天界的老科学家看到后，都主动写来了自己的评价和推荐意见，希望此书能参加科技成果评奖。王建蒙对此早已心里有底。

但王建蒙万万没想到的是，第二天一上班，陈芳允就爬上办公楼的10层，专门来到他的办公室，手里拿着一张写的密密麻麻的纸，一脸极其严肃认真的表情，对他说："这本书很有用，我正在研究小卫星，你的书很有参考价值。这是我对这本书的评价。"说完把那张亲笔鉴定书郑重交在了王建蒙手上。

陈芳允就是这样一个人，他认为该怎么做，他自然会这样去做。他要求自己在科学的园地里耕耘培育新品种，同时对别人的成果也要认真研究一下到底是不是有科学价值，决不随大流唱赞歌。

陈芳允非常赞同江泽民同志关于："创新是一个民族的灵

魂"的观点，并经常在一些讲话中引用。他认为，科研是一种对 -未知规律的探索，其价值在于对原有认识进一步的开拓和创新。

从他的科研成果看：70年代的"微波统一测控系统"的提出，80年代的"双星定位通信系统"的问世，90年代的"遥感小卫星群对地观测系统"、"一箭多星"方案，到近年的"高中低轨通用小卫星平台，快速发展我国卫星通信事业"和"卫星通信系统军民两用"设想的提出，无一不是大胆的创新。他研究的成果有一个共同的特点，就是符合中国国情，做到"快、好、省"。

平时，他最不爱听的就是"中国不行"。有一次，他去商店买收音机里用的小电池，售货员向他推荐说："老先生，中国的电池一用电就完了，还是日本的电池好，我拿给你看看。"说着把日本1的电池放在柜台上。

陈芳允皱了皱眉头认真地反问道："你说说，为什么中国的电池就不好呢?" 7

售货员被问得哑口无言，脸涨得通红，一句话也说不出来。最后，陈芳允还是买了中国的电池。

老先生就是这么叫真，回去后还忘不掉这件事，对周围的同志说："什么东西都是外国的好，这是殖民地思想。这种思想势必影响到中国的发展，为什么中国货就不能比外国的好呢?我就不服这口气。"

这话陈芳允以后说过多次。他不仅是说电池的事，而且对技术上的有些问题也这样说。在他看来，中国经过长期的半封建半殖民地社会，"洋货"长期占领中国市场，人们不知不觉地遗留外国货比中国货好的思想。这和中国在科技上还有一定差距的看法是不同的，有差距中国才应该奋起直追，外国人能办到的事，中国人照样也能办到。

陈芳允认为，他之所以在科技上能取得一些成绩，就是因为他从来都不认为中国人不行。

这使人联想到诺贝尔物理学奖获得者杨振宁教授的话：我觉得我一生最重要的贡献，就是帮助中国人克服了自己觉得不如别人的心理。

两位科学家，一位在美国，一位在中国，竞有如此一致的认识。
实，最让陈芳允着急的还是震惊世界的1998年的中国大水患。这一年，中国经历了一个洪水汹涌的夏天，长江中下游流域和松花江、嫩江流域洪水卷走了人民的生命财产，灾情牵动着每一个中华儿女的心。

翻开中华民族有文字记载的历史，历朝历代从未有过1998年夏秋之际洪水南北夹击的危险局面。当然也从未有过如此众多的正规军集结兵力抗洪抢险。各大军区紧急出动兵力，空军、海军、二炮、武警部队以及解放军沿江沿湖的各大军事院校和10多个集团军，近百个师团、上百万雄兵和民兵预备役500万人投人到长江抗洪。

当生活在和平天空之下的国人正忙着抗洪救灾时，当我军百万雄兵纷纷向长江立体推进时，游荡在地球上空的西方国家的侦察卫星一刻也没有停止对中国军队的追寻。西方传媒正是通过游弋在太空的卫星跟踪中国军队的行踪

陈芳允是科学家，也是军人，他的心让洪水冲击得久久不能平静。他此时此刻多么希望他与几位地学和航天专家早就提出的"小卫星群遥感对地观测系统"能够成为现实，为监测自然灾害及减轻灾害做出贡献。早在1992年他就提出了这个方案，以后又发表了多篇文章。可惜的是并没有引起有关方面的重视。自然灾害没发生的时候，没有人意识到陈芳允提出的这个方案可以防患于未然，这个系统没有被列入国家计划。

洪灾之后，与陈芳允等科学家联系的人络绎不绝，有关部门也急切地希望能尽快将陈芳允提出的这一系统研制成功。

1998年11月2日，陈芳允在《人民日报》上发表了一篇题为《建立全球防灾减灾卫星系统》的文章。其实，早在1989年，他就提出了"自然灾害监测控制系统"，他一直在这方面进行探索研究，力图让空间科学对人类的生命财产保护有更直接、更有力的作用。

目前，国际上利用遥感卫星对地进行观测，可以进行天气预报、资源勘测、对自然灾害和环境进行监测等。遥感的含义是在远离目标的情况下，对目标进行观测和判定。如对台风和灾害性气候的预报；森林火灾的发现；较大自然灾害发生后对灾情的监视。 7

为此，陈芳允查阅了外国有关资料，美国农业以前因自然灾害每年约损失120亿美元。利用气象卫星进行3至5天的天气预报以及利用其它遥感卫星及航空遥感等对灾情进行监测，同时采取防灾减灾措施后，除可防止和减少人员伤亡外，还可使灾害造成的损失减少50亿美元(减少41．7％)，除去各种防灾费用外，每年净减少损失20亿美元。我国是个农业大国，又是个自然灾害频繁的国家，假如在火灾来临、洪水肆虐的时刻，遥感卫星能前期预报或"看"到精确的受灾方位、面积，将会对指挥救灾十分有利，可以大大减少经济损失：

陈芳允认为，搞高科技要重视效费比，对地观测的小卫星群有研制周期短、能快速投入发射使用、造价低等多种优点，以及时、迅速地监测自然灾害和环境的变化情况服务于人类。他指出："在信息时代，卫星遥感是一种重要信息源。它获得信息后，要传向地面，因此地面数据接收站是必不可少的。接收到数据以后，要快速地处理成像、显示，并据此分析灾情及提出措施方案供领导决策。""对于防灾减灾，除了信息源和信息利用系统建设以外，相应的信息传递系统--通信系统也十分重要。在严重灾害时，地面有线通信系统一般均会遭破坏或淹没而不能工作。这时，卫星移动通信系统是惟一的解决办法。"

作为电子学家陈芳允密切注视着国际上正兴起的全球卫星移动通信热。

1998年，美国铱星电话系统被评为世界科技十大成就之一。而且铱星系统是在当年的11月正式启动，一问世就获此殊荣。无论是在国际上还是在中国，千千万万的人都瞩目于这个具有突破性的思路和开创。

1987年，摩托罗拉的3位科学家提出用77颗卫星，在7个极地圆轨道上运行，把整个地球覆盖起来，让世界上任何人在任何地方、任何时间与任何人都能相互沟通。这是一个多么美妙的构想，人们在为这个构想折服的同时，一个对未来通信的信念和对卫星通信的信心正在形成和塑造。

1998年铱星的构想变成了现实，天才般地开启了人们的思路，把人类对通信的理解提升到了最高的境界。

然而，陈芳允对此却有不同的看法。1999年盛夏，最热的一天，正逢周末。陈芳允给我打来电话："马秘书有时间吗?"(他总是这样客气地称呼我，因为我曾经给一位女中将当过秘书。)"陈先生，有事吗?"我问。

"我想请你到我家来。"

"天太热"我欲言又止，因为天太热，大家在家里都穿得少。

"没关系，我家有空调。"陈芳允穿着长袖衬衣，系着领带在客厅等我。他总是这样，着装和他的工作都是认认真真、一丝不苟，给人严谨的感觉。不知为啥，老先生在那最炎热的夏日(天气预报当天的北京最高温度是40℃)，要跟我谈热门话题：铱星电话系统。

在陈先生面前，我是一个喜欢关注科学的文学研究生，而且还是一个"小字辈"。不过研究领域的不同和年龄的悬殊，并不影响我们的谈话和聊天。因为科学和文学都需要想象力和创新精神，这就是我们的共同点。

1945年，一位作家第一次在他的小说中提出了通讯卫星的构想。半个世纪后，通讯卫星的使用已将全球通讯变为现实。当然，作家的创作是源于生活的启迪。1837年莫尔斯发明电报，人类便走进了电通信的时代。1898年马可尼的第一次无线电通话，才真正开始了通信的新纪元。作家正是在科技的发展中展开了想象的翅膀，于是构想出通讯卫星。

陈先生那天把我叫去，正是想谈谈卫星通讯问题，中心议题，就是美国的铱星系统。

铱星系统由66颗低地轨道卫星组成，耗资57亿美元。从它的诞生，到开通运营，到它的股价狂升至70美元，很火爆了一阵儿。可是陈先生当时却没为它唱赞歌。

陈芳允说："这样的贵族星怎么能适用于中国呢?铱星的手机价格每部高达3000美元，加之高昂的通话费用，国内打1分钟电话要花费3美元，打国际电话每分钟7美元。这种电话谁打得起呢?现在中国广大的农村、牧区和山区，连电话都打不通，怎么可能用那样贵的移动通信?事实上在中国铱星手机的用户不到400个。如果发生了严重的自然灾害，靠什么来传递信息呢?"

我知道老先生当时正在研究小卫星系统，是具有中国特色，物美价廉的卫星应用系统。我读过陈芳允1998年11月2日发表在《人民日报》上的《建立全球防灾减灾卫星系统》一文，他根据我国国情提出了新的应用系统，并在理论与实践上着手做了大量的准备工作。

他对我说："千万不要以为美国的就好，中国的就不行。我 就不相信铱星电话能适用于中国。我们必需发展适合于中国国情的应用卫星系统。"于是，我明白了，像铱星这样的伟大创意，仍然需要广大市场的支撑，需要广大的用户来接受它。

在那个炎热的夏日，陈芳允对美国铱星的一番看法，让我对铱星也多了一些冷静的思考。我突然萌发了一个奇怪的想法，他对铱星的思考，如果是说给比我更重要的人物，如：中国某些部门对铱星系统的投资人，或者是手中有权的人，科技管理者们如果能倾听一下科学家的看法该多好!

半年以后，当我从报上看到铱星系统即将关闭的消息，从2000年3月18日铱星电话就不能再使用了，我心里觉得非常难过和遗憾。这个不幸的结果让陈芳允早在半年前就给言中了。如今，天上的66颗铱星已被弃置，铱星们飘离轨道，变成"太空垃圾"。"铱星陨落"却给人们留下许多思考。

这颗高科技明星--铱星，论技术水平处于当今世界领先地位的移动电话系统，因过于"超前"投入运营后，要实现盈利至少需要65万个用户，而它由于费用昂贵，只有2万多个用户，不足以维持系统最低需求的十分之一，而不得不宣告破产倒闭。在和铱星说再见的时候，陈芳允已经住进解放军总医院，我去看他的时候，他正在吸氧。我们没有再谈论这个话题，我知道他虽然已经早料到会有今天的结果，但他仍会为这颗颓然陨落的科技明星遗憾。毕竟铱星已经在世界通信发展史中留下了自己的足迹。

陈芳允认为：高技术是花钱买不来的。发展中国的高技术是他倡议"863计划"的初衷。他越来越感到，邓小平同志提出的"发展高技术，实现产业化"的指示是多么重要。高技术虽然是预先研究，但由于它的目标就是针对应用，因而一旦成功，就具有产业化、争取市场的可能。

在陈芳允看来，要想创新，就得自己逼着自己往前走。他时刻关注的是，我们这项技术是不是到此为止了?后面该怎么发展?国际上说我们落后，那么我们能不能比他们先进?一个人是不是有创新能力，首先看他有没有一种为人类做出贡献的精神状态。在他研究和试验的时候，他想到的并不是我要做个什么家，能得多少奖金，而是他的研究有可能给全人类带来福音和巨大的进步。

作为中国的科学家，陈芳允没有去想靠知识使自己致富，但是，他时时刻刻都在想进入知识经济的时代，他的科研成果应该让祖国和人民受益。面对现在生产与科研脱节的现状，他的科技成果需要转化，他觉得这一步是非常难的。老先生最难解决的就是：技术以外的事情。于是，他有了一句口头禅："我研究的小卫星系统和防灾减灾卫星系统，这辈子不知还能不能看到它们实现。不管怎么说，我是不会放弃努力的。"

2001年9月                             通  信  学  报                             V  22No9
第22卷 第9娟                 JOURNALOFCHINA INSTITUTEOFCOMMUNICATIONS

  {研究简报 ；

               一  种新型中轨卫星移动通信系统设计简介

                       基金项目：国家863计划资助项  (863—317—03—06—99)；国防科工委卫星应用重点项 目【四7#o4)

怍者简介 ：间乐柱(1944年 一J．男 ．贵州剑河人 ．北京大学教授 博  生导师 ．IEEE高级会员．已发表论文 、专著

和救材等5O多篇 、本 ．主要  事计葬 电磁学及其应用和卫星通信方面的研究工作 ；李斗(1967年 一j，女 ．山东济

南人，北京大学电子学系讲师，在职攻读博士学位．参加了VSAT卫星通信系统的研制、第三带移动通信系统

方案 |平估 基于通用小卫星平台的高中低轨道通信卫星系统的研究、 及国家863计蝴卫星移动通信方案和

设计等项 目：项海格(1941年 一)、男 ．安徽太平^．北京大学教授 ．博 上生导师 ，电子学系主任 ．中国电子学会高

级会员 ．中国通信学会会员，主要研究领域是数字通信理论和系统．近年来致力于把扩展频谱码分多址用于卫

星通信和陆地移动通信；陈芳允l(1916年一2000年)．男．浙江黄岩人．已故中国科学院资深院士．“863计划发

起人之一 ．北京大学电子学系兼职救授 。

  

I 引言

     近几十年 ，卫星通信发展迅速 ．已经历丁第一代和第二代 ，现进人 r第三代。其特点是：I)

空间段除采用传统的同步轨道卫星外，普遍采用由现代小卫星组成的处于中、低轨非同步轨道

的卫星星座系统 ；2)地面段支持包括手持机在 内的所有移动通信终端 ；3)除传统的话音编码

服务外 ．还能提供高数据率的移动通信服务和Internet多媒体通信服务；4)工作频率向Ku波段

和毫米波方向发展 ，以取得更宽的频带和更小的天馈线设备¨“J。目前已有不少移动卫星通信

系统投人使用或正在研制 中，有的已经进人中国市场。面对国际移动卫星通信技术的迅速发

展，授国有必要尽快建立 自己的移动卫星通信系统” J。

    在已有的或正在研制的卫星移动通信系统中，非同步轨道卫星星座方案一般是由若干个

倾角为40。～9oo的轨道面组成，而每个轨道面又分布多颗卫星。例如，美国摩托罗拉公司的铱

(1rldium1系统就由处于 6个轨道面的66颗低轨卫星(轨道高度785km，倾角86．4。)组成；美国

Loral／QualcoI]1公司的全球星(Globalstar)系统，由处于8个轨道面的48颗低轨卫星(倾角52。，轨

道高度 1401km)组成；欧洲航天局的MAGSS一14系统由处于 7个轨道面的l4颗中轨卫星(倾角

为56。，轨道高度 10355km)组成。这些方案的优点在于可以覆盖两极地区，但是需要的卫星数

目太多．特别是当服务区域不包括两极地区时，必然会造成卫星资源及发射 、维护费用的浪费，

降低了系统的竞争力 铱系统的失败就说明了这一点。为 r减少卫星数 目，美 国学者提出_r一

个中轨卫星通信系统¨ ．其 中涉及到 中轨赤道卫星星座，它由位于赤道面的至少两个子星座

共六颗卫星组成 ，每个子星座包括三颗卫星．均匀分布在赤道轨道上 ；两个子星座空间交叉，组

成六角星形 ，子星座内部和子星座之间均有星际链路，从而实现全球通信

    针对这些情况 ，本文提出一种中轨卫星系统方案 。，它采用 5颗卫星，利用已有的卫星通

信技术，无需星际联系就能经济地解决中国地 区的通信问题 ；如果加上星际链路技术，就能解

决全球范围内大多数国家和地区的通信问题一

2 系统的基本特点

     本文提 出的中轨卫星移动通信系统的特点是：

     (¨采用特殊的中轨赤道轨道星座 ．所需卫星数 目少，便于卫星的发射和控制 ，发射成本

低 ；

     (2)采用波束相埘地面静止的凝视天线 ，避 免 r由于卫星和地面终端移动造成的通信 中

断和由此而来的波束切换技术，可靠性强；

     (3)采用国内技术能支持的通用小卫星平台，制造成本低 ，投资风险小 ．便于更换；

     (4)军用民用结合 ，在满足国防建设需要的 同时，也适用于广大 的农村及边远地 区的通

信，促进国民经济的发展 ；

     (51系统的发展综合考虑通信和定位问题，便于进一步发展 自己的导航定位系统。

3 系统功能、组成和主要技术性能

3．1 系统功能

     该系统可为中国全境 (包括海域)及周边部分区域提供全天24小时不问断移动通信和定

位导航服务。

     通信服务的重点在我国边远地区、山区、边防线和海防线 ，提供速率为4kbit／s～8kbit／s的

话音业务和速率高达 144kbit／s的数据和多媒体业务 ，用于便携式及手机终端。

    利用本系统空间段和另一颗同步卫星提供广域差分信号，可进一步实现卫星定位和导

航。

3．2 系统组成

     该系统由空间段 、地面段和用户段组成。空间段为中轨赤道卫星星座。地面段 由卫 星控制

子系统、卫星通信阿络管理地球站和若干信关站组成。用户段包括车载式移动终端 、便携式移

动通信终端及手持式移动通信终端

3．3 系统主要技术性能

    该系统卫星星座为五颗星组成的中轨赤道星座，五颗星均匀分布在赤道上方，轨道高度

为 13930km(轨道周期为 1／3恒星 日)。图1给出了运行周期为8h的中轨赤道卫星五星星座及

其覆盖区域的示意图。随着时间的推移 ，卫星星下点 以每小时 30。，即每分钟 18km的速度从西

向东匀速移动 因此 ，卫星完全可  不间断地覆盖我国及周边地区；而这些地区的每个固定点，

在任一时 9都可以见到一颗或两颗卫星

                       0     60    l20   180   240   300

                                          —           G-

                                    辫、r
                        ，、               ／一＼             一
                             !                    一

                                                     6一

                           睡 I ·l_轨赤道 h星  唪的覆盖K域

卫星采用与高、低轨卫星结构基本相同的现代通信小卫星平台，其主要技术指标包括

    ◇ 卫星重量         400kg～500kg

     <> 电源功率         1．0kW ～I2kW

     ◇ 频     段      卫星 ·信关站        C波段  上行 79GHz～8．025GHz

                                            下行 725GHz～7．375GHz

                    卫星 一 用户站       L波段      上行 1626．5MHz～ 1641．5MHz

                                   S渡段      下行 2】20MHz～2160MHz

     ◇    星上天线      15点波束多波束凝视天线 ，增益35．2dB，仰角 17．0。～841。，总波束张

                    角 16。

     本系统拟采用能 自动词节方 向、使波束覆盖相对地面静 止的所谓 “凝视天线 (staring

anten衄)”，卫星每 3小时切换 一次，如图2所示 ．．采用这种天线的优  是所有卫星用户都在同

一  卫星的覆盖下，无论是卫星还是用户的移动都不会影响通信：

     地面段和用户段的主要技术参数见表 1



4 通信体制

多址方式 ：CDMA／FI)MA

     每个点波束内按 FDMA将整个带宽 15MHz分成 12个RF子带(物理信道)，每个RF子带再

按 CDMA方式形成 32个正交码分信道 (用户信道)

     调制方式 ：QPSK

     信道编码：差分 ／卷积 ／交织。

     信息速率：话音业务速率为4kbit／s～8kbit／s．数据和多媒体业务速率高达 144kbit／s。

     误码率 ：话音 10 ，数据 10～。

     系统拓扑结构 ：星状结构 ，即两个中轨卫星用户需经过信关站转接才能通信。

5 通信 系统配置和通信原理

     本系统地面段及用户段包括一个网管中心、多个信关站和各类用户终端。

     网管中心具有网络管理功能，主要作用是记录管理所有网络信息，确认主、被叫用户身

份 。按实际通信量分配通信信道

     信关站的主要作用是连接奉系统内两个用户之 间的通信及本系统用户与地面公用网用

户的通信 。信关站的数 目决定丁通信量的多少，也为了就近进人地面网．其数 目与波束总数相

当。

     本系统内两用 问的通信过程如下：

     主叫用户开机后首先通过信令信道进行注册和呼叫申请，卫星转发器将其信号转发给网

管 中心，网管中心确认身份后，开始呼叫处理。若可 以接受呼叫，就分配通信信道 ，并将有关信

息(如上下点波束号等信息)通过卫星或地面专用信道传给有关信关站，建立通信信道 拨号

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                             通   信  学   报                              2呻】年

成功，两用户间即可进行通信。通信结束后 ，用户终端向网管中心发出挂机信息，网管中心收 回

分配的资源 ，并 向主叫用户终端和信关站发出确认信息，进行计费：

     由于本系统采用了凝视天线技术，通信过程 中不会因为卫星和用户的移动发生通信 中断

问题。至于两相邻卫星的切换过程，网管中心会将所有有关信息提前备份给后续卫星，并使之

在前一卫星结束工作前就开始工作 因此用户也感觉不到卫星的切换。该过程可以用 图3(a)

所示的流程表示 ：“中轨卫星用户 H 中轨卫星 H 中轨信关站H 中轨卫星 H 中轨卫星用户”，

其中，通过网管中心进行注册呼叫的过程已略去，下同。

     中轨 卫星用户可以与任何地点的地面公用网用户通信一由于车系统在全国设有 15个信关

站．因此卫星用户可以通过与地面公用网用户最近的卫星信关站转接 以实现通信。通信流程

为：“中轨卫星用户 H 中轨卫星 H 中轨信关站 H 地面公用网用户”，如图3中(b)所示。
                                                  ===*謇嘲                   0
    该系统也可发展为全球通信系统，在这种情形下 ，两用户可能不在 同一卫星下。这时可通

过不同卫星下的两个信关站或卫星间星际联系实现通信。通信流程为：“中轨卫星用户 1H 中

轨卫星 1H 中轨信关站 1H 中轨信关站2H 中轨卫星2H 中轨卫星用户2”，如图3中(c)所示 ，

或 “中轨卫譬用户 1¨中轨卫星 1¨星际联系 ¨中轨卫星2H 中轨信关站2¨中轨卫星2¨中

轨卫星用户 2”，如图3中(d)所示。

                   中轨                    中轨卫星 l rl_轨 lJ罩2

                                                  喂 ‘
                    黯                                6}婪

                                                        }
                                                    ．

               囤             国 国                        囊

                                            信戈站    信关站

                                         中轨 1J   i．i轨 l  !

                                                ．

                                                          ＼

               国

                     信关站
                 ．

                           罔3 中轨卫  通信系统的通信规程

     表2给出r通信链路计算的结果 计算 中考虑了 下因素：1)手持机到卫星的上行链路 、

   及卫星到手持机的下行链路是影响结果的关l键，我们以此为出发点，给出T9rib的信噪 比；

2)码分多址引起的干扰决定于邻站干扰的等效信噪比，我们取典型值 8dB；计算结果表明是满

足性能要求的。

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第7期                   周乐柱等 ：一种新型中轨卫星移动通信系统设计简介                               ．127

地球站等效垒向辐射功率 EtRP                   72dBW                     0dBW

传精损耗
                                    156dB                     l56dB
        IOIg(4=d)．d=13930km

大气吸收 极化吸收                                                    15dB

雨衰                                                           0dB

卫星输^通量流密度 ／路

卫星转发器增益

_1J星转发器等救全 向辐射功卓 EtRP

地球站等救生问辐射功率 EmP                                              0dBW

   行拘耗                                                        l8l5dB

太气啦收 、极化吸收                                                   l5dB

雨衰                                                           0dB

  lJ 接收品质  索 (G／T、
                                   m
                         w                      姐
卫革输 ^戴嘬 比 C／

信息速率 l4800bit／sJ

  j行链蚌 信嘬比(巩／Nu)                                              90dB

卫星转发器等救生Ij辐射功率 EIRP                2I6dBW                    2l6dBW

  交调噪声功率谱密度                         一 60dBW／Hz

信息速率 (4800bit／s)                   368dB                     448dB

  交调信噪比(￡／％)I                       44 8dB                    164dB

卫星转发器等效  向辐射功率 EIRP                2l6dBW

  下{r损耗                             183 8dB                   194 5dB

上气吸嘘、槛化吸收                          2dlq                      2dH

   衰

地球站接收机品质因索lG／)                     — I86dB／K                 24 5dB／K

地球站栽噪 比 c／                                                   — l504dB

信息速卒(4800bit／s)                    368dB                     36 8dB

  上{l链路信噪 比(Eb， )                                             414dB

邻站 F扰的等效信噪 比(E／N。J．                8dlj                      8dB

  对其 已 扰的信噪比(E N J                   I4 7dB                    l4 7dB

箍终信噤比 E‘      J                    5OdB

6 结论和讨论

     本文提出了一种中轨1星移动通信系统，粗略给 出r它的组成 、结构、功能和工作原理 。



下面就其关键技术和有待解决的问题做一简单的讨论 。

     本系统的关键之一是采用通用小卫星平台，依靠国内技术是可能实现的 它包括 ：卫星平

台集成化技术 ；高效率 、重量轻 、体积小的电源系统 (如采用高效率砷化镓太 阳能电池与体积

小、共用压力的氢镍电池)及有效载荷采用数字信号处理(DSP}芯片技术等。

     本系统的另一关键是星上采用自动控制 的、覆盖 区域相对地面静止的多波束天线 ，即凝

视天线 在具体设计时，应考虑到下列 因素：由于卫星处于赤道上方，要能均匀覆盖 中国，天线

指向必须偏向北方 ；北面的点波束应小于南面的点波束，使它们具有大致相同的增益 另外 当

卫星在覆盖区域上方移动时，波束相对地面静止，而卫星姿态不变，要求天线具有 自动连续改

变指向即扫描的功能。利用直接辐射相控阵多波束天线 J，可以解决上述的问题。这种类型天

线的设计 尚未见到详细的报道，是值得深人研究的课题。

     此外，研制高救率 、重量轻 、体积小的地面移动终端也是本系统的关键问题

     致谢：作者衷0感谢航无I业总套司小卫星论证组林来兴研究员、总装备部系统所陆镇

膊研究员、航无I业总心司501所周同灏高级I程师多次有益的讨论和建议。

2001年9月                             通  信  学  报                             V  22No9
第22卷 第9娟                 JOURNALOFCHINA INSTITUTEOFCOMMUNICATIONS

  {研究简报 ；

               一  种新型中轨卫星移动通信系统设计简介

                       基金项目：国家863计划资助项  (863—317—03—06—99)；国防科工委卫星应用重点项 目【四7#o4)

怍者简介 ：间乐柱(1944年 一J．男 ．贵州剑河人 ．北京大学教授 博  生导师 ．IEEE高级会员．已发表论文 、专著

和救材等5O多篇 、本 ．主要  事计葬 电磁学及其应用和卫星通信方面的研究工作 ；李斗(1967年 一j，女 ．山东济

南人，北京大学电子学系讲师，在职攻读博士学位．参加了VSAT卫星通信系统的研制、第三带移动通信系统

方案 |平估 基于通用小卫星平台的高中低轨道通信卫星系统的研究、 及国家863计蝴卫星移动通信方案和

设计等项 目：项海格(1941年 一)、男 ．安徽太平^．北京大学教授 ．博 上生导师 ，电子学系主任 ．中国电子学会高

级会员 ．中国通信学会会员，主要研究领域是数字通信理论和系统．近年来致力于把扩展频谱码分多址用于卫

星通信和陆地移动通信；陈芳允l(1916年一2000年)．男．浙江黄岩人．已故中国科学院资深院士．“863计划发

起人之一 ．北京大学电子学系兼职救授 。

  

I 引言

     近几十年 ，卫星通信发展迅速 ．已经历丁第一代和第二代 ，现进人 r第三代。其特点是：I)

空间段除采用传统的同步轨道卫星外，普遍采用由现代小卫星组成的处于中、低轨非同步轨道

的卫星星座系统 ；2)地面段支持包括手持机在 内的所有移动通信终端 ；3)除传统的话音编码

服务外 ．还能提供高数据率的移动通信服务和Internet多媒体通信服务；4)工作频率向Ku波段

和毫米波方向发展 ，以取得更宽的频带和更小的天馈线设备¨“J。目前已有不少移动卫星通信

系统投人使用或正在研制 中，有的已经进人中国市场。面对国际移动卫星通信技术的迅速发

展，授国有必要尽快建立 自己的移动卫星通信系统” J。

    在已有的或正在研制的卫星移动通信系统中，非同步轨道卫星星座方案一般是由若干个

倾角为40。～9oo的轨道面组成，而每个轨道面又分布多颗卫星。例如，美国摩托罗拉公司的铱

(1rldium1系统就由处于 6个轨道面的66颗低轨卫星(轨道高度785km，倾角86．4。)组成；美国

Loral／QualcoI]1公司的全球星(Globalstar)系统，由处于8个轨道面的48颗低轨卫星(倾角52。，轨

道高度 1401km)组成；欧洲航天局的MAGSS一14系统由处于 7个轨道面的l4颗中轨卫星(倾角

为56。，轨道高度 10355km)组成。这些方案的优点在于可以覆盖两极地区，但是需要的卫星数

目太多．特别是当服务区域不包括两极地区时，必然会造成卫星资源及发射 、维护费用的浪费，

降低了系统的竞争力 铱系统的失败就说明了这一点。为 r减少卫星数 目，美 国学者提出_r一

个中轨卫星通信系统¨ ．其 中涉及到 中轨赤道卫星星座，它由位于赤道面的至少两个子星座

共六颗卫星组成 ，每个子星座包括三颗卫星．均匀分布在赤道轨道上 ；两个子星座空间交叉，组

成六角星形 ，子星座内部和子星座之间均有星际链路，从而实现全球通信

    针对这些情况 ，本文提出一种中轨卫星系统方案 。，它采用 5颗卫星，利用已有的卫星通

信技术，无需星际联系就能经济地解决中国地 区的通信问题 ；如果加上星际链路技术，就能解

决全球范围内大多数国家和地区的通信问题一

2 系统的基本特点

     本文提 出的中轨卫星移动通信系统的特点是：

     (¨采用特殊的中轨赤道轨道星座 ．所需卫星数 目少，便于卫星的发射和控制 ，发射成本

低 ；

     (2)采用波束相埘地面静止的凝视天线 ，避 免 r由于卫星和地面终端移动造成的通信 中

断和由此而来的波束切换技术，可靠性强；

     (3)采用国内技术能支持的通用小卫星平台，制造成本低 ，投资风险小 ．便于更换；

     (4)军用民用结合 ，在满足国防建设需要的 同时，也适用于广大 的农村及边远地 区的通

信，促进国民经济的发展 ；

     (51系统的发展综合考虑通信和定位问题，便于进一步发展 自己的导航定位系统。

3 系统功能、组成和主要技术性能

3．1 系统功能

     该系统可为中国全境 (包括海域)及周边部分区域提供全天24小时不问断移动通信和定

位导航服务。

     通信服务的重点在我国边远地区、山区、边防线和海防线 ，提供速率为4kbit／s～8kbit／s的

话音业务和速率高达 144kbit／s的数据和多媒体业务 ，用于便携式及手机终端。

    利用本系统空间段和另一颗同步卫星提供广域差分信号，可进一步实现卫星定位和导

航。

3．2 系统组成

     该系统由空间段 、地面段和用户段组成。空间段为中轨赤道卫星星座。地面段 由卫 星控制

子系统、卫星通信阿络管理地球站和若干信关站组成。用户段包括车载式移动终端 、便携式移

动通信终端及手持式移动通信终端

3．3 系统主要技术性能

    该系统卫星星座为五颗星组成的中轨赤道星座，五颗星均匀分布在赤道上方，轨道高度

为 13930km(轨道周期为 1／3恒星 日)。图1给出了运行周期为8h的中轨赤道卫星五星星座及

其覆盖区域的示意图。随着时间的推移 ，卫星星下点 以每小时 30。，即每分钟 18km的速度从西

向东匀速移动 因此 ，卫星完全可  不间断地覆盖我国及周边地区；而这些地区的每个固定点，

在任一时 9都可以见到一颗或两颗卫星

                       0     60    l20   180   240   300

                                          —           G-

                                    辫、r
                        ，、               ／一＼             一
                             !                    一

                                                     6一

                           睡 I ·l_轨赤道 h星  唪的覆盖K域

卫星采用与高、低轨卫星结构基本相同的现代通信小卫星平台，其主要技术指标包括

    ◇ 卫星重量         400kg～500kg

     <> 电源功率         1．0kW ～I2kW

     ◇ 频     段      卫星 ·信关站        C波段  上行 79GHz～8．025GHz

                                            下行 725GHz～7．375GHz

                    卫星 一 用户站       L波段      上行 1626．5MHz～ 1641．5MHz

                                   S渡段      下行 2】20MHz～2160MHz

     ◇    星上天线      15点波束多波束凝视天线 ，增益35．2dB，仰角 17．0。～841。，总波束张

                    角 16。

     本系统拟采用能 自动词节方 向、使波束覆盖相对地面静 止的所谓 “凝视天线 (staring

anten衄)”，卫星每 3小时切换 一次，如图2所示 ．．采用这种天线的优  是所有卫星用户都在同

一  卫星的覆盖下，无论是卫星还是用户的移动都不会影响通信：

     地面段和用户段的主要技术参数见表 1



4 通信体制

多址方式 ：CDMA／FI)MA

     每个点波束内按 FDMA将整个带宽 15MHz分成 12个RF子带(物理信道)，每个RF子带再

按 CDMA方式形成 32个正交码分信道 (用户信道)

     调制方式 ：QPSK

     信道编码：差分 ／卷积 ／交织。

     信息速率：话音业务速率为4kbit／s～8kbit／s．数据和多媒体业务速率高达 144kbit／s。

     误码率 ：话音 10 ，数据 10～。

     系统拓扑结构 ：星状结构 ，即两个中轨卫星用户需经过信关站转接才能通信。

5 通信 系统配置和通信原理

     本系统地面段及用户段包括一个网管中心、多个信关站和各类用户终端。

     网管中心具有网络管理功能，主要作用是记录管理所有网络信息，确认主、被叫用户身

份 。按实际通信量分配通信信道

     信关站的主要作用是连接奉系统内两个用户之 间的通信及本系统用户与地面公用网用

户的通信 。信关站的数 目决定丁通信量的多少，也为了就近进人地面网．其数 目与波束总数相

当。

     本系统内两用 问的通信过程如下：

     主叫用户开机后首先通过信令信道进行注册和呼叫申请，卫星转发器将其信号转发给网

管 中心，网管中心确认身份后，开始呼叫处理。若可 以接受呼叫，就分配通信信道 ，并将有关信

息(如上下点波束号等信息)通过卫星或地面专用信道传给有关信关站，建立通信信道 拨号

----------------------- Page 5-----------------------

                             通   信  学   报                              2呻】年

成功，两用户间即可进行通信。通信结束后 ，用户终端向网管中心发出挂机信息，网管中心收 回

分配的资源 ，并 向主叫用户终端和信关站发出确认信息，进行计费：

     由于本系统采用了凝视天线技术，通信过程 中不会因为卫星和用户的移动发生通信 中断

问题。至于两相邻卫星的切换过程，网管中心会将所有有关信息提前备份给后续卫星，并使之

在前一卫星结束工作前就开始工作 因此用户也感觉不到卫星的切换。该过程可以用 图3(a)

所示的流程表示 ：“中轨卫星用户 H 中轨卫星 H 中轨信关站H 中轨卫星 H 中轨卫星用户”，

其中，通过网管中心进行注册呼叫的过程已略去，下同。

     中轨 卫星用户可以与任何地点的地面公用网用户通信一由于车系统在全国设有 15个信关

站．因此卫星用户可以通过与地面公用网用户最近的卫星信关站转接 以实现通信。通信流程

为：“中轨卫星用户 H 中轨卫星 H 中轨信关站 H 地面公用网用户”，如图3中(b)所示。
                                                  ===*謇嘲                   0
    该系统也可发展为全球通信系统，在这种情形下 ，两用户可能不在 同一卫星下。这时可通

过不同卫星下的两个信关站或卫星间星际联系实现通信。通信流程为：“中轨卫星用户 1H 中

轨卫星 1H 中轨信关站 1H 中轨信关站2H 中轨卫星2H 中轨卫星用户2”，如图3中(c)所示 ，

或 “中轨卫譬用户 1¨中轨卫星 1¨星际联系 ¨中轨卫星2H 中轨信关站2¨中轨卫星2¨中

轨卫星用户 2”，如图3中(d)所示。

                   中轨                    中轨卫星 l rl_轨 lJ罩2

                                                  喂 ‘
                    黯                                6}婪

                                                        }
                                                    ．

               囤             国 国                        囊

                                            信戈站    信关站

                                         中轨 1J   i．i轨 l  !

                                                ．

                                                          ＼

               国

                     信关站
                 ．

                           罔3 中轨卫  通信系统的通信规程

     表2给出r通信链路计算的结果 计算 中考虑了 下因素：1)手持机到卫星的上行链路 、

   及卫星到手持机的下行链路是影响结果的关l键，我们以此为出发点，给出T9rib的信噪 比；

2)码分多址引起的干扰决定于邻站干扰的等效信噪比，我们取典型值 8dB；计算结果表明是满

足性能要求的。

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第7期                   周乐柱等 ：一种新型中轨卫星移动通信系统设计简介                               ．127

地球站等效垒向辐射功率 EtRP                   72dBW                     0dBW

传精损耗
                                    156dB                     l56dB
        IOIg(4=d)．d=13930km

大气吸收 极化吸收                                                    15dB

雨衰                                                           0dB

卫星输^通量流密度 ／路

卫星转发器增益

_1J星转发器等救全 向辐射功卓 EtRP

地球站等救生问辐射功率 EmP                                              0dBW

   行拘耗                                                        l8l5dB

太气啦收 、极化吸收                                                   l5dB

雨衰                                                           0dB

  lJ 接收品质  索 (G／T、
                                   m
                         w                      姐
卫革输 ^戴嘬 比 C／

信息速率 l4800bit／sJ

  j行链蚌 信嘬比(巩／Nu)                                              90dB

卫星转发器等救生Ij辐射功率 EIRP                2I6dBW                    2l6dBW

  交调噪声功率谱密度                         一 60dBW／Hz

信息速率 (4800bit／s)                   368dB                     448dB

  交调信噪比(￡／％)I                       44 8dB                    164dB

卫星转发器等效  向辐射功率 EIRP                2l6dBW

  下{r损耗                             183 8dB                   194 5dB

上气吸嘘、槛化吸收                          2dlq                      2dH

   衰

地球站接收机品质因索lG／)                     — I86dB／K                 24 5dB／K

地球站栽噪 比 c／                                                   — l504dB

信息速卒(4800bit／s)                    368dB                     36 8dB

  上{l链路信噪 比(Eb， )                                             414dB

邻站 F扰的等效信噪 比(E／N。J．                8dlj                      8dB

  对其 已 扰的信噪比(E N J                   I4 7dB                    l4 7dB

箍终信噤比 E‘      J                    5OdB

6 结论和讨论

     本文提出了一种中轨1星移动通信系统，粗略给 出r它的组成 、结构、功能和工作原理 。



下面就其关键技术和有待解决的问题做一简单的讨论 。

     本系统的关键之一是采用通用小卫星平台，依靠国内技术是可能实现的 它包括 ：卫星平

台集成化技术 ；高效率 、重量轻 、体积小的电源系统 (如采用高效率砷化镓太 阳能电池与体积

小、共用压力的氢镍电池)及有效载荷采用数字信号处理(DSP}芯片技术等。

     本系统的另一关键是星上采用自动控制 的、覆盖 区域相对地面静止的多波束天线 ，即凝

视天线 在具体设计时，应考虑到下列 因素：由于卫星处于赤道上方，要能均匀覆盖 中国，天线

指向必须偏向北方 ；北面的点波束应小于南面的点波束，使它们具有大致相同的增益 另外 当

卫星在覆盖区域上方移动时，波束相对地面静止，而卫星姿态不变，要求天线具有 自动连续改

变指向即扫描的功能。利用直接辐射相控阵多波束天线 J，可以解决上述的问题。这种类型天

线的设计 尚未见到详细的报道，是值得深人研究的课题。

     此外，研制高救率 、重量轻 、体积小的地面移动终端也是本系统的关键问题

     致谢：作者衷0感谢航无I业总套司小卫星论证组林来兴研究员、总装备部系统所陆镇

膊研究员、航无I业总心司501所周同灏高级I程师多次有益的讨论和建议。

论文太长，看的不明白。能不能总结一下？

这个到底有什么价值和作用啊

北斗不应该算通信卫星吧,

这个覆盖范围是多大？国内还是全球？

zjl625 发表于 2011-6-25 14:38
非对地静止通信卫星？谁能介绍一下吗？
同求科普！！！！！！！！！！！！！