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1铱星通信系统介绍与思考2铱星通信系统介绍一、铱星系统－概述二、铱星系统－组成三、铱星系统－原理四、铱星系统－特点五、铱星系统－应用3一、铱星系统概述1、引言2、铱星系统的构想3、铱星提出的背景4、铱星系统的目标5、铱星公司的成立41、引言媒体热点铱星，时间2000年，“66颗卫星将魂归大海”，“铱星缘何陨落”。铱星概况在98年，铱星公司刚上市，股票从每股20元一路追捧到70元，当时谁能想到铱星公司运行不到一年，因为无法归还到期的债务而申请破产保护。在保护期虽然MOTOROLA公司奋力营救，无奈没有人愿意收购，只得宣布破产。52、铱星系统的构想◆构想设计者1987年，摩托罗拉的三位工程师(奥波德、皮特森和伯蒂格)提出一个构想。◆铱星构想用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。6铱星系统结构物理模型73、铱星提出的背景（1）移动通信缺点：在85年前后，模拟移动电话刚推出时间不长，由于缺乏统一的移动通信标准，无法实现不同地区的漫游。另外覆盖范围有限。漫游的重要性：手机的使用者仅仅在本地或一定的范围内使用，这对往来于不同城市、不同国家之间的人士带来很大的不便。83、铱星提出的背景（2）问题背景1985年，摩托罗拉公司工程师伯蒂格准备去一个加勒比岛屿度假，但他做房地产生意的太太担心在那么偏远的地方通讯联络大成问题，因此加勒比之旅始终未能成行。然而，伯蒂格的头脑中却产生了一个梦幻般的想法：“如果有一台在世界任何地方任何时候都能够通话的手机，该有多好！”94、铱星系统的目标通信范围凡是铱系统内的用户终端，在任何地方都可以通过铱星系统，进行包括南极和北极在内的全球范围内的电话、传真、寻呼和数据通信，成为全球的数字化的卫星个人通信系统。卫星定位能够同所有符合规定的其他卫星定位系统组合在一起，提供全球无线电卫星定位业务。105、铱星公司的成立铱星公司1990年6月25日，MOTOROLA公司正式向全世界宣布铱星计划。1991年摩托罗拉发起，由中国美国加拿大日本等14个国家的17个投资者参与，成立了铱星全球通信公司。铱星名称因卫星数与铱原子（Ir）的电子数相同而得名。业务计划于1998年2月正式向用户提供卫星全球移动个人通信服务。11二、铱星系统的组成1、铱星系统－示意图2、铱星系统－空间部分3、铱星系统－地面部分4、铱星系统－通话过程5、铱星系统－通话费用121、铱星系统示意图铱星系统的信号覆盖天上的铱星和地面的终端132、铱星系统－空间部分空中结构“铱”星系统是一个非常庞大的低轨道卫星网络，共计72颗通信卫星（66颗组网和6颗在轨备用），运行在780公里高的轨道上，构成了6个极地轨道面，每条轨道上有11颗星，卫星在轨道上绕地球运行的周期是100分钟又28秒。技术参数卫星689千克，1200W，设计寿命是5～7年。每颗卫星上有48个点波束覆盖地面。每颗卫星有信道3480个。14铱星移动通信系统示意图153、铱星系统－地面部分铱星地面系统关口站（整个系统有12个）网络控制中心（主中心、备用）测控站（三个测控中心）用户终端16铱星系统的关口站相似点有巨大的卫星天线、功放设备和与地面通信系统相连的程控交换机。不同点天线不是定点指向某一颗地球同步卫星，而是可以转动跟踪移动的铱星，计算机和机械伺服系统保证天线正确跟踪运转的铱星。17铱星网络控制中心（1）中心位置铱星系统的卫星网络控制中心，在华盛顿西北部45公里左右弗吉尼亚州的丘陵地带。中心任务控制66颗铱星在轨道的运行位置和星体状态，使每一颗星都保证飞行在自己应在的轨道和位置，每一颗星都保证是正确的姿态。从而保证星与星、星与地之间的正常通信联络。备用中心罗马设有一个备用的卫星网络控制中心。18铱星网络控制中心（2）可靠性措施为保证控制系统正常工作，控制中心建有巨大的UPS系统，并建有一个1.2MW的2000马力柴油发电机组，并建造另一个备用发电机组，以防供电网发生意外，影响铱系统星群控制和通信故障。维护工作控制中心24小时全天候值守，约有200名工程师在这里轮流值班工作。随着运转走向正常，控制中心的人员将大大减少。19三个地面测控站测控站位置分别位于夏威夷、意大利、加拿大（扩大控制中心的视野）；测控站任务完成遥测、跟踪和控制的任务，它们直接与控制中心连接在一起，以调整卫星发射定位及后续轨道的位置。20铱星终端铱星手机摩托罗拉生产的双模式手机重量不到454g；京瓷公司的铱星手机400g，可用于卫星或地面无线通信。其外观与普通蜂窝手机相似，但是体积和重量较大，这种手机要插入一个与当地蜂窝网协议兼容的适配器才能接通地面蜂窝网。随着技术的不断提高手机体积减小。21铱星用户终端22铱星寻呼机寻呼机液晶显示屏可显示4行共80个字符，显示的文字包括简/繁体中文、英文、法文、德文、日文、朝鲜文、意大利文、葡萄牙文、西班牙文和泰文。京瓷寻呼机重118g，体积是77×72.3×22.5mm。234、铱星系统—通话费用通讯费用：各地不同2.45-8.00美元/分钟。中国：国内9.8元/分钟；国际27.4元/分钟支付方式：使用国际通用的信用卡或银行帐户直接支付给“铱”星公司。注释：本地电话网的费用则直接支付给本地向用户提供服务的公司。24三、铱星系统的原理1、系统的工作过程简述2、铱星系统—工作频段3、铱星系统—多址技术4、铱星系统－承载业务25相当于将移动电话系统搬至空中用户拨打电话，该区域上空的卫星会自动选择最便宜也是最近的路径。接入地面移动电话系统或直接由卫星层层转达到目的地。1、系统的工作过程简述261、系统工作过程简述过程1、主叫，确定自己的位置3、不在GSM范围，送到铱星4、通过星际链路，转到目标星5、被叫也不在GSM范围；6、被叫在GSM范围；2、GSM范围，则通过GSM网。27L段：1610～1626.5MHzKa：下18.8～20.2GHzKa：上27.5～30.0GHzKa：22.55～23.55GHz2、工作频段283、铱星系统－多址技术空分多址一颗卫星有48个点波束，分别覆盖地面上的一个区域，构成蜂窝体系。频分和时分多址在一个小区内采用“频分多址”和“时分多址”相结合的方法，充分利用有限的频段资源。294、铱星系统－承载业务数据业务数据传送速率是2400bps。可以提供传真业务。寻呼业务提供全球范围的寻呼机通信业务和航空服务。话音业务定位业务30四、铱星系统—主要特点1、铱星系统—传输速度2、铱星系统—星上交换3、铱星系统—无缝连接4、铱星系统—全球覆盖5、铱星手机—携带方便311、铱星系统－传输速度特点：采用低轨道卫星，780公里，传输速度快，信息损失小，减少卫星通信的时延，提高了通话的效果。（常规卫星，海事比较）322、铱星系统－星上交换特点1：铱星系统采用星上处理和星际链路技术，这使得铱系统用户可以不依赖地面网而直接通信。因而不受地面网络的影响。特点2：无需专门地面站，每部移动电话都可以直接卫星连接，即使在人迹罕见的不毛之地。333、铱星系统－无缝连接技术特点卫星网与地面蜂窝网之间的跨协议漫游。应用特点在GSM覆盖的区域内，首先借助GSM网络，充当GSM手机使用，可以节省费用；在GSM覆盖不到的地方，可以借助铱星来传递信息，实现全球无缝通信。344、铱星系统—全球覆盖全球覆盖由于采用多颗卫星进行项链式传输方式，使地球两极地区也被纳入它的覆盖范围，能为全球任何一个地方提供无缝的移动通信。（与高轨道卫星比较）355、铱星手机－携带方便铱星手机不足500克，与模拟蜂窝手机差不多。因此与VSAT、海事卫星相比，更加便捷、更加灵活。重要意义铱星系统的投入运行，标志着个人通讯进入了突破时间和空间限制的新纪元。36五、铱星主要应用1、铱星系统－运行情况2、铱星系统－通信能力3、铱星系统－应用领域4、铱星系统－应用情况5、铱星系统－应用现状6、铱星系统－失败原因7、铱星系统－失败教训371、铱星的全球试运行最初计划1996年开始发射，1998年2月正式运营。全球几十家公司参与，初期运筹、实施成功。首次运行1998年11月1日，“铱”星系统正式投入运行，开创了人类电讯史上的新篇章。第一个电话美国的副总统戈尔成为了“铱”星的第一位用户，他将第一个电话打给了美国地理学会主席（电话的发明人亚历山大贝尔的曾孙）并告知他这个振奋人心的好消息。382、铱星系统－通信能力应用价值每年可提供15亿分钟卫星通信容量，是一条能吸引400万用户使用的“空间信息快速公路”。实现了5个任何（5W）的通信手段。任何人（Whoever)任何地点（Wherever）任何时间（Whenever）与任何人(Whomever)任何方式（Whatever）应用1在非洲、南美等地面蜂窝网络覆盖遥遥无期的地区；3、铱星系统－应用领域3、铱星系统－应用领域应用2在建设地面网络十分困难的东南亚、南太平洋等岛屿众多的地区；3、铱星系统－应用领域应用3对野外勘探、科学考察、航空、远洋、紧急搜索、紧急救援、自然灾害现场；野外勘探南极探险424、铱星系统－应用情况我国应用中国银行贵州分行购买了几十部手机装备其运钞车。我国南极、北极科学考察队员的联系工具。土耳其应用(1999.8-11)在土耳其发生大地震后，为灾区送去25部铱星手机，在救援中发挥极大作用。台湾应用（1999.9.21）发生大地震时，当其他通信系统遭到毁灭性摧毁时，也是铱星电话发挥了神奇的作用。435、铱星系统－应用现状应用现状由于铱星公司在股市上的崩溃，2001年2月26日停止全球范围内提供商业应用，仅仅服务于美国国防部。未来发展设想2004年将重新对公众开放，通话费用将降低到1美元以下。但梦想未能成真。446、铱星系统失败的分析过程及结果公司成立——1991年发射卫星——1996年公司上市——1997年系统开通——1998年申请破产——1999年宣布失败——2000年456、铱星系统失败的分析一、投资数额巨大、入不敷出大量卫星的发射和超前的星际链接技术加大了系统的成本。◆系统投资全部投资高达57亿美元◆资金来源投资、股票融资、借债◆运营收入2000年3个月仅为15万美元◆偿还利息每个月高达4000多万美元◆维护系统每年要花费几亿美元◆经营亏损3个月高达5亿多美元466、铱星系统失败的分析二、项目论证失误预测的市场和实际情况相差甚远，无法保证资金的正常回收而正常运行。◆预计5年内用户达到3600-4200万◆要求65万用户可保证运行、盈利◆实际系统运行10个月用户仅2万人◆结果实际情况与预期值相差甚远476、铱星系统失败的分析三、服务质量不能满足用户的要求急功近利，仓促地投入使用，导致运营服务质量较差，不能令用户满意。◆仓促上马原因受投资方合约的限制◆较差使用效果室内不能使用、掉线◆导致严重后果用户的失望客户流失486、铱星系统失败的分析四、手机价格和服务费用较高铱星手机价格在5000美元以上；使用费用开始时收费3美元/分钟甚至更高。◆一次成本限制了多数普通用户◆使用成本令许多用户望而却步496、铱星系统失败的分析五、通信市场的变化此时地面移动通信快速发展，GSM数字移动系统对其产生了巨大的影响。◆价廉手机价格较低，使用费用不高◆物美手机功能较强，通话质量较好◆实用覆盖面积渐大，通常情况够用506、铱星系统失败的分析六、准备不足摩托罗拉和京瓷两家生产手机。后者技术不成熟通。◆供不上货因产量原因，供货不及时，导致客户的丧失。◆质量问题软件系统问题导致掉线率高达15%，改进后仍不低于8%。517、铱星系统失败的思考时机问题对于研发周期长的项目，若不能缩短商品市场化的进程，很可能会坐失市场良机。竞争对手随时有可能推出替代性产品，而消费者更倾向于