新一代多媒体移动卫星通信终端Inmarsat M4

新一代多媒体移动卫星通信终端Inmarsat M4（梅海青）
    近年来，移动卫星通信领域可谓热点新闻不断，在PCS个人通信业务理念的指引
下，世界上几大通信厂一商纷纷独立或联合推出了各种基于地球高轨道、中轨道或
低轨道的卫星移动通信系统，主要包括铱、ICO、全球星、AMPT、Ellipso、MAGSS－
14、Aries、Leo-Set、Goscom、Orbcom、Safir、Teledesic等。其中铱、全球星、
ICO等个人卫星移动通信系统已于1999年或即将在新干年推出它们的商业服务。
    在新一代移动卫星通信系统纷涌而出前，作为该领域先驱的国际移动卫星通信
组织（Inmarsat，Interna－tional MobileSatellite Organization，以后简称为
Inmarsat）于1997年推出了其便携式移动卫星电话一Inmarsat Mini M。该型卫色电
话自诞生之日起，就以轻巧的体积、强大的功能（话音、传真及数据）、低廉的价
格得到了世界各地客户的钟爱，并在各种场合得到广泛应用。在我国，自从北京船
舶通信导航公司北京海事卫星地面站于1998年初开始提供Mini M业务后，用户的发
展同样是非常迅速的，并且分布于新闻、国际商务、国际旅游、抢险救灾、政府、
军队、安全等各种领域。在1998年那场罕见的大洪水中，Mini M卫星电话在抢险救
灾的应急调度中发挥广重要的作用。
    近几年来，多媒体通信的概念带动了一批新的通信技术的产生。如何将多媒体
技术与移动卫星通信技术相结合同样成为不少厂商所热衷研究的对象。就连软件行
业的巨子一微软公司的比尔.盖茨也筹划在地球上空布置288颗低轨卫星（Teledesi
c），构造成一个宏大的卫星通信网络，为世界各地的用户提供移动卫星多媒体通
信。当然，从目前的实际情况来看，这个神奇计划的实现还需假以时日。面对各类
用户对于多媒体通信业务日益增长的需求，Inmarsat在成功地开发了Mini系统后，
又于1999年底推出了最新的移动卫星多媒体通信产品一Inmarsat M4（Inmarsat Mu
ltiMedia Mini M，由于其名称中有4个队所以称为M4），我们从其名称中就可以看
出，它是在Mini M的基础上，加上了多媒体业务的功能后推出的。它除了Mini M所
能提供的话音及低速数据业务外，还可以提供速率高达64Kb/s的基于ISDN的高速数
据业务。
        1Inmarsat M4移动卫星通信网络
    M4系统利用目前Inmarsat正在使用的卫星通信网络（还可以提供InTnarsat A
／B／C／D／M／Mini M等业务）进行工作，其主要由卫星、网络控制中心、网络协
调站、地面站等几部分组成。
    1.1卫星
    Inmarsat采用四颗同步轨道卫星重叠覆盖的方法覆盖地球。四个卫星覆盖区分
别是太平洋区（POR）、印度洋区（IOR）以及大西洋东区（AOR－E）和大西洋西区
（AOR－W）。目前使用的是Inmarsat第三代卫星，拥有48dbW的全问辐射功率，比
第二代卫星高出8倍，高于第一代卫星近20倍。每一颗三代星有一个全球波束转发器
和五个点波束转发器。由于点波束和双极化技术的引入，使得在第三代卫星上可以
动态地进行功率和频带分配，从而让频率的重复利用成为可能，大大提高了宝贵的
卫星信道资源的利用率。为了保证移动卫星终端可以得到更高的卫星EIRP，相应降
低了终端尺寸及发射电平，InmarsatM4系统通过卫星的点波束系统进行通信，几乎
可以覆盖全球所有的陆地区域（除南北纬75度以上的极区）。
    1.2网络控制中心
    网络控制中（NOC）设在伦敦国际移动卫星组织总部，负责监测、协调和控制
网络内所有卫星的操作运行。依靠计算机检查卫星工作是否正常，包括卫星相对于
地球和太阳的方间性，控制卫星姿态和燃料的消耗情况，各种表面和设备的温度，
卫星内哪些设备在工作以及哪儿设备处于备用状态等。同时网络控制中心上对各地
面站的运行情况进行监督，协助网络协调站对系统有关的运行事务进行协调。
    1.3网络协调站
    网络协调站（NCS）是整个系统的一个重要组成部分。在每个洋区至少有一个
地回站兼作网络协调站，并由它来完成该洋区内卫星通信网络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）由各国Inmarsat签字着建设，并由它们
经营。它既是卫星系统与地回陆地电信网络的接口，又是一个控制和接入中心。它
的主要功能有：
      ＊为来自移动终端的呼叫分配和建立信道
      ＊信道状态（空闲、正在受理申请、占线等）的监视和排队的管理
      ＊移动终端识别码的编排与核对
      ＊登记呼叫，产生计资信息
      ＊卫星转发器频率偏差的补偿
      ＊对移动终端进行基本测试
      ＊对卫星终端用广提供各类技术支持。
    截止到1999年底，世界上已有一个地面站宣布提供M4商业服务，同时有7、8个
地面站正在建设或调试中。
    2 M4移动卫星通信终端
    2.1M4的基本特点
    N44移动对己终端作为在Mini M基础上所诞生的新一代多媒体移动卫星通信终
端，它在继承了Mini M具备的一切优点以外，还采用了一系列先进的通信技术来适
应多媒体通信业务的需要，具体来说它主要具备以下特点：
      ＊在业各信道上采用点波束技术（信今信道使用全球波束），使得终端G／T
值及EIRP值得到减小，从而保证了轻巧的终端体积和较低的切耗。不同厂家的M4终
端重量一般介于3.5到5公斤之间，其尺寸大约为300mm*200mm*60mm。
      ＊采用16QAM的调制技术，极大地降低了高速通信时所占卫星信道带宽，使
得通信费用可以得到显著下降
      ＊通信载波具备情音激活功能
      ＊终端具备休眠功能
      ＊具备前向和后向载波功率控制功能
      ＊具备SLM功能
      ＊具备邮箱功能
      ＊臭备RS－232数据接口及欧洲作准ETSI ISDN接口
      ＊70／小时待机时间、4小时通话时间
      ＊天线及主机问电缆可长达达90米
      ＊支持STU IIB的保密通信协议
    2.2 M4支持的通信业务
    ＊采用AMBE技术的的数字话音通信
    ＊低速数据通信
    ＊G3传真
    ＊G4传真（速率可达64kb／S
    ＊ISDN承载业务（64kb/s UDI、56kb/s Data、3.1kHz Audio，Speech）
    2.3 M4的应用前景
    数据通信是当今通信领域发展最快的业务。将移动卫星通信最新技术与多媒体
数据通信技术结合于一身而产生的M4移动卫星终端，由于可以往任何场合、任何时
间为用户提供高质量的话音及多媒体通信服务，必然会在各种领域得到广泛应用。
具体来说，在M4移动卫星终端所提供的基本传输平台上，笔者认为以下业务将会有
很好的应用前景。
      ＊E mall／Internet接续
      ＊Intranet／LAN／wAN接续
      ＊电子商务
      ＊电视会议
      ＊动态及静态图像传输
      ＊高质量产频广播
      ＊远程医疗
      ＊远程教育
          3结束语
    M4移动卫星终端的诞生，为那些需要经常在世界各地好波的商人、政府官员、旅
行者提供了一种全新的多媒体通信手段。同时它也使处于边远山区、矿山、钻井等地，
一般常现通信所无法满足的用户高速数据通信需求成为可能。这里让我们设想一下，
一个携带M4移动卫星终端的探险者在茫茫大漠或皑皑雪山上，通过M4终端连上Inter
net，随时随地的在其个人上由上，发布有关信息，让整个世界一齐来感受其胃险经
历所带来的新奇和刺激。这里我们是不是会应对如此先进的通信手段走入我们的生活
而发出“神女应均恙，当惊世界殊”的感慨呢？
    需要指出的是，现在投入使用的M4系统仍是传统的电路交换方式。目前Inmarsat
正在M4系统平台的基础上研制一套称为IPDS（Inmarsat Packet Data System）的新
系统，它将使用数据包交换协议，从而可使同信道被多用户分享，计费单位将为传输
的数据量而不是连接时间，从而为用户节省可观的通信费用。