国际海事卫星通信系统介绍北京米波通信技术有限公司二零零九年十一月国际海事卫星通信系统介绍目录1 系统概述 11.1 INMARSAT发展背景 (1)1.2 INMARSAT在卫星通信领域的重要性 (1)1.3 INMARSAT的应用 (2)1.4 INMARSAT通信体制和技术参数 (2)1.4.1 通信体制 (2)1.4.2 频率范围 (2)1.4.3 调制方式 (3)1.4.4 编码方式 (3)2 INMARSAT系统的构成 32.1 空间段 (3)2.2 地面段 (5)2.2.1 卫星控制中心（SCC） (6)2.2.2 网络控制中心（NCC） (6)2.2.3跟踪遥测指控站（TT&C） (6)2.2.4 网络协调站（NCS） (6)2.2.5 地面关口站（LES） (6)3 INMARSAT系统的移动终端73.1 INMARSAT-B (8)3.2 INMARSAT-C (8)3.3 INMARSAT-M (9)3.4 INMARSAT Mini-M系统 (10)3.5 INMARSAT-Aero (10)3.6 INMARSAT-F (11)3.7 BGAN终端 (12)3.8 ISATPHONE终端 (13)1 系统概述1.1 INMARSAT发展背景国际海事卫星通信系统简称INMARSAT，于正式成立，成员国由当时的28个已发展到目前的近百个，INMARSAT总部设在伦敦，主要负责操作、管理、经营INMARSAT系统的政府间合作机构。

现已成为世界上唯一为海、陆、空用户提供全球移动卫星公众通信和遇险安全通信业务的国际组织。

INMARSAT卫星通信最初只提供海上通信业务，它向广大的海上用户提供遇险呼叫、紧急安全通信、电话、用户电报、传真、各种数据传输、无线电导航等二十余种通信业务。

1982年开始提供全球海事卫星通信服务。

随着新技术的开发，1985年10月，INMARSAT大会通过了INMARSAT公约和业务协定的修正案，决定把航空通信纳入业务之内。

1989年又决定把业务从海事通信发展到航空、陆地移动通信领域，并于1990年开始提供全球性卫星航空移动通信业务。

为了适应海事通信事业和通信网络发展的需要，国际海事卫星组织于1993年正式改名为国际移动卫星通信组织，1999年改制为股份制公司，20xx年初成功上市，至今运转良好，是全球移动卫星通信业务的主要提供者，在世界移动卫星通信领域占有极其重要的地位。

1.2 INMARSAT在卫星通信领域的重要性●INMARSAT系统是全球唯一同时承担卫星移动通信和遇险安全通信的卫星通信系统；●INMARSAT系统成立时间早、占有市场份额大、运营良好、终端类型多、业务种类全面；●INMARSAT系统最初由各国政府投资组建，影响广泛；●INMARSAT系统通信体制成熟，卫星先进，地面站遍布全球;●各国军方都将INMARSAT卫星通信系统作为军用通信系统的重要组成部分。

1.3 INMARSAT的应用INMARSAT海事卫星通信系统提供海事、航空、陆地移动卫星通信和信息服务，包括电话、传真、低速数据、高速数据及IP数据等多种业务类型，其应用遍布海上作业、矿物开采、救灾抢险、野外旅游、军事应用等各个领域。

●1999年中国驻南斯拉夫大使馆被炸时，驻南使馆的记者正是通过海事卫星电话，把这个消息传到新华社；科索沃战争也采用了Inmarsat设备为主要通讯设备。

●20xx年伊拉克战争期间中央电视台赴前线记者发送回国的语音和图像等战地报道也是通过了海事卫星通信系统。

●20xx年印尼海啸后，我们国家派出的地震救援队带去的通信设备也是海事卫星电话。

●20xx年春节南方的抗雪救灾，地面通信大面积出现故障，很多现场指挥就是用海事卫星电话。

●20xx年5月汶川大地震用于救灾的终端总量接近2000台。

1.4 INMARSAT通信体制和技术参数通信体制系统采用了FDMA/TDM/TDMA/SDMA/SCPC等通信体制。

频率范围●馈线链路（卫星与地面站之间）：C频段上行 6424.0~6575.0MHz下行 3550.0~3700.0MHz●用户链路（卫星与用户终端之间）：L频段上行 1626.5~1660.5MHz下行 1525.0~1559.0MHz调制方式系统采用了BPSK、O-QPSK、п/4QPSK 、16QAM等调制方式。

编码方式系统采用了卷积码、Turbo 码等编码方式。

2 INMARSAT 系统的构成INMARSAT 系统由空间段、地面站及用户终端三部分组成，如图1所示。

航空用户 地球站陆地用户海上用户军用图1 INMARSAT 系统组成框图2.1 空间段INMARSAT 卫星通信系统使用的卫星，运行在地球静止轨道上，每颗卫星可覆盖地球表面约1／3面积，为除了南北纬75度以上的极区外的全球区域提供通信服务。

按照发展顺序，分别由INMARSAT-1、INMARSAT-2、INMARSAT-3、INMARSAT-4四代卫星组成。

第一代、第二代卫星共7颗，第二代卫星的容量为第一代的2.5倍。

它们均属全球波束，并分别定位在太平洋、印度洋、大西洋东区和大西洋西区四个洋区，这些卫星除了提供海上服务外，还可以为空中、陆地移动用户电话、用户电报、电子邮政、传真和数据等提供服务。

第三代卫星于1996至1998年2月期间发射，共5颗卫星，其中1颗为备份星，其容量为第二代的8倍，除全球波束外，每颗卫星具有5个可控制的点波束能对某些特定区域提供更高的功率和更大的容量；第三代分别定点在印度洋区、大西洋东区、大西洋西区、太平洋区上空。

第四代卫星于20xx年至20xx年8月期间发射，共3颗卫星，其容量为第三代的60倍，是迄今为止世界上最大、能力最强的商业卫星，第四代通信业务量绝大部分是作为IP 分组交换数据进行传输，扩展了Inmarsat网络，提供增强的数字移动通信服务的能力，同时也支持传统的电路交换服务，例如语音和ISDN，支持现有后台管理系统，同时提供清晰的IP 路由；第四代分别定点在亚洲和太平洋、欧洲和非洲、南北美洲区域上空。

表1 INMARSAT卫星参数性能对比图2 INMARSAT-3的全球波束覆盖图图3 INMARSAT-3宽点波束覆盖图图4 INMARSAT-4的覆盖图图5 INMARSAT-4区域/窄带点波束覆盖图三代星以前的在轨卫星虽然还能工作，但目前主要起备份作用，目前主要由INMARSAT-3、INMARSAT-4两代卫星提供国际海事卫星通信服务，其中第三代星主要为B、C、D、M、Mini-M、M4、F系列等类型终端提供服务，第四代主要为BGAN、FleetBGAN、ISATPhone等类型终端提供服务。

2.2 地面段地面段由设在英国伦敦总部的卫星控制中心（SCC）、网络控制中心（NCC）、遍布全球的跟踪遥测指控站（TT&C）、通信网络协调站（NCS）、地面关口站（LES）等。

卫星控制中心（SCC）卫星控制中心设在伦敦 Inmarsat 总部，它负责监视 Inmarsat 卫星的运行情况，保证卫星的正常运行。

卫星控制中心接收从全球测控站（TT&C)发来的数据将这些数据加以处理，并通过测控站对Inmarsat 卫星进行控制和管理。

网络控制中心（NCC）网络控制中心位于伦敦Inmarsat 总部，负责对整个Inmarsat 通信网的运营和管理。

具体表现为：监测、协调和控制网络内所有卫星的操作运行，同时对各地球站（岸站）的运行情况进行监督，并协助网络协调站对有关运行事务进行协调。

跟踪遥测指控站（TT&C）跟踪遥测指令站直接对INMARSAT 卫星进行控制和管理。

全球设立了四个测控站，加拿大的考伊琴湖（Lake Cowichan）、彭南特角(Pennant Point)、意大利的福希诺(Fucino)和中国的北京（Beijing）。

网络协调站（NCS）协调站是整个系统的一个重要组成部分。

每个洋区各设有一个NCS，直接归Inmarsat总部控制运营，负责管理各自洋区的网络核心资源（例如通信和信令信道）的分配。

大西洋区的NCS设在美国的南玻利（Southbury），太平洋区的设在日本的茨城（Ibaraki），印度洋区的设在日本的纳玛古池（Namaguchio）。

地面关口站（LES）陆地地球站简称地面站，其基本作用是经由卫星与移动站进行通信，并为移动站提供国内或国际网络的接口。

各地面站分别由各国政府指定的签字者建设和经营。

现在大约有40个地面站分布在31个国家。

Inmarsat系统的每个地面站都有一个唯一的与之关联的识别码。

Inmarsat系统中的陆上地球站，在海事卫星系统中称为岸站（CES），航空卫星系统中称为航站（GES）。

地面关口站既是卫星系统与地面系统的接口，又是一个控制和接入中心。

该站采用天线口径为11~抛物面天线，工作方式为双频段（C 频段和L频段）。

为了实现双频段工作，采用了两种办法。

（1）使用单一天线、双极化方式，通常采用具有双频段馈源的抛物面天线；（2）使用两副分开的天下，每个频段用一副，C频段天线因馈源简单而便宜，L频段天线则小得多，但这两付天线还必须耦合在一起，以便跟踪卫星。

3 INMARSAT系统的移动终端INMARSAT系统为航海、航空与地面用户提供全球移动卫星通信业务，业务系统从1982年开始的模拟体制A 标准业务，发展到B、C 、D、E、M、Mini-M、M4、F标准,以至到20xx年推出的RBGAN业务、20xx年推出的陆上宽带BGAN业务、20xx年推出的FleetBroadband 和SwiftBroadband等业务。

表2 INMARSAT常用终端的主要特征3.1 INMARSAT-BINMARSAT-B系统采用的设备，其结构与性能基本与INMARSAT-A 相同。

但技术上作了数字化处理。

由于数字化以后它可以充分利用卫星功率和频带，提供高质量的通信，并使空间段费用和服务费降低。

表4列出了INMARSAT-B系统船载站的主要特性。

所需的G/T值大于-4dBk，各向同性有效辐射功率（EIRP）从36dBW减小到33dBW或者更低。

为了适应第三代卫星的点波束通信，采用了3dB步进跟踪。

表3 INMARSAT-B系统船载地面站的主要特性极化 右旋圆极化天线增益 正常值24dBi 天线直径80厘米 EIRP 33，29，25dBW HPA ：30WG/T≥-4dBK LNA 噪声温度：100K3.2 INMARSAT-CINMARSAT-C 移动地面站采用了一种小而简单，无跟踪能力的全向天线，目的是使用小到足可以提在手里或安装在任何船只、飞机或车辆上的小型终端，以提供数据/信息通信。