國(guó)外衛(wèi)星移動(dòng)產(chǎn)業(yè)情況研究

劉 暢，國(guó) 志，曾昱祺

（國(guó)家無(wú)線電監(jiān)測(cè)中心，北京 100037）

電波衛(wèi)士

國(guó)外衛(wèi)星移動(dòng)產(chǎn)業(yè)情況研究

劉 暢，國(guó) 志，曾昱祺

（國(guó)家無(wú)線電監(jiān)測(cè)中心，北京 100037）

本文介紹了國(guó)外幾大衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)的頻率和軌道資源使用情況、產(chǎn)業(yè)運(yùn)營(yíng)情況，以及主要的終端生產(chǎn)廠商，并分析了衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)未來(lái)發(fā)展的主要特點(diǎn)和技術(shù)難題。

衛(wèi)星移動(dòng)業(yè)務(wù)；頻率；產(chǎn)業(yè)

從20世紀(jì)80年代開(kāi)始至今，衛(wèi)星移動(dòng)業(yè)務(wù)發(fā)展應(yīng)用已日趨成熟，國(guó)際上各大衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)逐漸部署完畢，衛(wèi)星移動(dòng)業(yè)務(wù)頻率和軌道資源搶奪日趨激烈，形勢(shì)非常嚴(yán)峻。全面了解和掌握國(guó)際衛(wèi)星移動(dòng)業(yè)務(wù)產(chǎn)業(yè)水平，可為我國(guó)發(fā)展自己的衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)起到一定的借鑒作用。

1 衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)基本情況

1.1 海事衛(wèi)星系統(tǒng)

從1982年租用衛(wèi)星到構(gòu)建全球?qū)拵o(wú)線網(wǎng)絡(luò)的第五代衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)，海事衛(wèi)星系統(tǒng)（Inmarsat）已發(fā)展成為全球最大的衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)。目前，國(guó)際上航空業(yè)務(wù)前艙的機(jī)載衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)僅采用Inmarsat和銥星系統(tǒng)。

相關(guān)信息顯示，2013年7月發(fā)射的Inmarsat-4A F4衛(wèi)星上已經(jīng)配置1518MHz-1525MHz/1668MHz-1675MHz衛(wèi)星移動(dòng)業(yè)務(wù)頻段的轉(zhuǎn)發(fā)器，衛(wèi)星定軌于東經(jīng)25°，現(xiàn)已正常開(kāi)展業(yè)務(wù)。但由于受到俄羅斯航空遙測(cè)業(yè)務(wù)和中國(guó)氣象輔助業(yè)務(wù)的阻攔，目前該公司還在努力尋求實(shí)現(xiàn)全球業(yè)務(wù)統(tǒng)一部署的解決方案。

近幾年，Inmarsat公司已轉(zhuǎn)向開(kāi)發(fā)Ka頻段衛(wèi)星移動(dòng)通信作為L(zhǎng)頻段業(yè)務(wù)的重要補(bǔ)充。海事衛(wèi)星公司正在研制的Inmarsat五代星將構(gòu)建全球?qū)拵o(wú)線網(wǎng)絡(luò)Global Xpress（GX），該無(wú)線網(wǎng)絡(luò)可以提供無(wú)縫的全球覆蓋和移動(dòng)寬帶BGAN服務(wù)。第一顆Inmarsat-5 F1衛(wèi)星已于2013年12月發(fā)射，定軌于東經(jīng)63°，并已在2014年6月底投入商用。另外兩顆Inmarsat-5衛(wèi)星計(jì)劃于2014年年底發(fā)射，后推遲到2015年中期，預(yù)計(jì)很快將完成GX項(xiàng)目全球覆蓋。該項(xiàng)目首席執(zhí)行官表示，GX項(xiàng)目會(huì)在開(kāi)始商業(yè)運(yùn)行之后5年之內(nèi)達(dá)到年收入5億美元的水平。

1.2 ACeS衛(wèi)星系統(tǒng)

ACeS衛(wèi)星系統(tǒng)由印度尼西亞等國(guó)家投資，于2000年2月發(fā)射，定軌于東經(jīng)123°，設(shè)計(jì)使用壽命14年，星載天線為兩副直徑12米收發(fā)分離的大型可展開(kāi)傘狀多波束反射天線，共設(shè)計(jì)140個(gè)通信點(diǎn)波束和8個(gè)可控點(diǎn)波束。該系統(tǒng)衛(wèi)星移動(dòng)通信頻段范圍為1525-1559MHz/1626.5-1660.5MHz。雖然衛(wèi)星在發(fā)射后存在部分故障，但ACes衛(wèi)星系統(tǒng)采用的技術(shù)為世界領(lǐng)先水平，該衛(wèi)星在亞洲地區(qū)擁有龐大的用戶量。

1.3 Thuraya衛(wèi)星系統(tǒng)

歐洲衛(wèi)星公司目前擁有Thuraya-2和Thuraya-3兩顆靜止衛(wèi)星，分別位于東經(jīng)44°和東經(jīng)98.5°。衛(wèi)星設(shè)計(jì)使用壽命12年，天線直徑12.25米，星上均配置128個(gè)L頻段點(diǎn)波束，為亞洲、歐洲、中東、非洲和澳大利亞等國(guó)家和地區(qū)提供衛(wèi)星移動(dòng)通信業(yè)務(wù)，用戶覆蓋170多個(gè)國(guó)家，目前擁有用戶近29萬(wàn)。Thuraya的衛(wèi)星移動(dòng)業(yè)務(wù)通信頻段為1525-1559MHz/1626.5-1660.5MHz。在1980-2010MHz和2170-2200MHz頻段，歐洲衛(wèi)星公司和海事衛(wèi)星公司平分15MHz的帶寬資源。由于上述頻段市場(chǎng)黯淡且Thuraya衛(wèi)星存在故障，歐洲衛(wèi)星公司計(jì)劃將已有的15MHz頻率出售給IMT2000地面業(yè)務(wù)使用。

1.4 MUOS衛(wèi)星系統(tǒng)

MUOS衛(wèi)星系統(tǒng)為UHF頻段系統(tǒng)，用于美國(guó)軍事通信，是美國(guó)軍事作戰(zhàn)最重要的通信系統(tǒng)之一。該系統(tǒng)天線采用12米可展開(kāi)網(wǎng)狀收發(fā)共用天線，16個(gè)波束對(duì)地覆蓋。由于陸地移動(dòng)通信系統(tǒng)競(jìng)爭(zhēng)過(guò)于激烈，L頻段和S頻段的衛(wèi)星移動(dòng)業(yè)務(wù)在美國(guó)的發(fā)展十分受限。

1.5 ETS-8衛(wèi)星系統(tǒng)

日本ETS-8衛(wèi)星于2006年12月18日發(fā)射，定軌于東經(jīng)146°，設(shè)計(jì)使用壽命10年，搭載1980-2010MHz和2170-2200MHz頻段實(shí)驗(yàn)載荷，天線直徑約為15米，由日本空間技術(shù)研究院管理。

1.6 ICO G1衛(wèi)星系統(tǒng)

美國(guó)ICO G1（Echostar G1，DBSD G1）衛(wèi)星于2008年4月發(fā)射，定軌于西經(jīng)93°，設(shè)計(jì)使用壽命15年，星上帶有250個(gè)波束，覆蓋北美區(qū)域。該衛(wèi)星采用12米口徑網(wǎng)狀天線，具備增加、消除及重構(gòu)點(diǎn)波束技術(shù)。

2 衛(wèi)星移動(dòng)業(yè)務(wù)產(chǎn)業(yè)運(yùn)營(yíng)情況

2013日，全球衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)收入為1,952億美元，同比增長(zhǎng)3%。其中，占比最大的全球衛(wèi)星服務(wù)業(yè)收入1,186億美元，同比增長(zhǎng)5%，占全球衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)收入達(dá)61%。衛(wèi)星固定業(yè)務(wù)收入為164億美元，與2012年持平。衛(wèi)星移動(dòng)業(yè)務(wù)收入為26億美元，同比增長(zhǎng)8%，其中移動(dòng)語(yǔ)音業(yè)務(wù)收入占30%，移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)收入占70%。

2.1 海事衛(wèi)星系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)情況

2013日海事衛(wèi)星公司總收入為12.62億美元，同比下降了5.7%，但衛(wèi)星移動(dòng)業(yè)務(wù)收入增長(zhǎng)了3.3%，這主要是海上業(yè)務(wù)和航空業(yè)務(wù)業(yè)績(jī)?cè)鲩L(zhǎng)帶來(lái)的貢獻(xiàn)。2013年Inmarsat衛(wèi)星移動(dòng)業(yè)務(wù)活躍用戶總數(shù)量達(dá)到近37萬(wàn)，比2012年增加了1.3%。

2.2 銥星系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)情況

銥星公司收入由服務(wù)收入、銷(xiāo)售收入和其他收入構(gòu)成。衛(wèi)星移動(dòng)業(yè)務(wù)用戶數(shù)量已達(dá)到近34萬(wàn)，其中美國(guó)政府一直以來(lái)都是銥星的重要客戶。2013年銥星公司收入為3.8億美元。其中語(yǔ)音服務(wù)和數(shù)據(jù)服務(wù)收入由2012年的2.7億美元增長(zhǎng)到2.9億美元，年增長(zhǎng)率為6.8%。

2.3 Thuraya衛(wèi)星系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)情況

歐洲衛(wèi)星公司在2003年發(fā)射第二顆衛(wèi)星后，全球用戶量突破10萬(wàn)戶。2004年歐洲衛(wèi)星公司的業(yè)務(wù)擴(kuò)大到海上。2008年，在其第三顆衛(wèi)星Thuraya-3發(fā)射后，其衛(wèi)星系統(tǒng)覆蓋范圍拓展到亞洲及澳大利亞。目前，Thuraya衛(wèi)星系統(tǒng)在亞太地區(qū)已經(jīng)為菲律賓、日本，以及我國(guó)臺(tái)灣地區(qū)提供衛(wèi)星移動(dòng)業(yè)務(wù)服務(wù)。同時(shí)，不斷擴(kuò)展在美國(guó)的漫游覆蓋范圍，并與西班牙電信簽訂漫游協(xié)議，已將覆蓋范圍延伸到拉丁美洲11個(gè)國(guó)家。

3 衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)終端制造情況

國(guó)際上，各大衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)終端的產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)非常成熟，全部由生產(chǎn)商直接提供給各系統(tǒng)資源所有者，再由資源所有者統(tǒng)一分配。目前，全球主要的衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)終端生產(chǎn)商有如下幾家：

3.1 Cobham公司

C o b h a m公司為海事衛(wèi)星系統(tǒng)生產(chǎn)F B B （FleetBroadband），SB（SwiftBroadband），BGAN設(shè)備。其生產(chǎn)的Inmarsat海事安全系統(tǒng)及高性能的Inmarsat海上寬帶終端，可提供數(shù)據(jù)傳輸、船隊(duì)監(jiān)控、雙向通信等服務(wù)。除了移動(dòng)終端外，該公司還設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)并建造Inmarsat的地面站，為所有類(lèi)型的衛(wèi)星移動(dòng)應(yīng)用提供服務(wù)接口。

3.2 Addvalue公司

Addvalue公司的客戶群包括I n ma rsat，Thuraya，SingTel，Satlink，Intellian，Satcom Global等公司。Addvalue公司是目前全球衛(wèi)星移動(dòng)終端領(lǐng)先的開(kāi)發(fā)商和供應(yīng)商，其研制的地面衛(wèi)星移動(dòng)終端體積小巧，與筆記本電腦相當(dāng)，可提供清晰的數(shù)字語(yǔ)音、高速數(shù)據(jù)和短信服務(wù)。另外，該公司還成功開(kāi)發(fā)了融合Wi-Fi功能的地面衛(wèi)星移動(dòng)終端。

3.3 APSI公司

APSI是韓國(guó)的衛(wèi)星通信服務(wù)公司，主要為T(mén)huraya衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)生產(chǎn)衛(wèi)星手機(jī)及船載終端。主要產(chǎn)品包括衛(wèi)星移動(dòng)手機(jī)、衛(wèi)星數(shù)據(jù)調(diào)制解調(diào)器、海事衛(wèi)星業(yè)務(wù)產(chǎn)品、地面移動(dòng)手機(jī)的衛(wèi)星通信模塊、TETRA（陸地集群）終端，以及適用于各種類(lèi)型的衛(wèi)星移動(dòng)業(yè)務(wù)的下一代TETRA數(shù)據(jù)調(diào)制解調(diào)器。

4 衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)的未來(lái)發(fā)展

目前，全球各大衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)都在向二代星發(fā)展，新一代系統(tǒng)配備星間鏈路，使用一個(gè)星關(guān)站，就可以實(shí)現(xiàn)全球通信。根據(jù)空間業(yè)務(wù)的發(fā)展趨勢(shì)，未來(lái)的衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)具備兩大共同特點(diǎn)。一是從語(yǔ)音業(yè)務(wù)拓展到以數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)為主。二是衛(wèi)星移動(dòng)系統(tǒng)攜帶多種業(yè)務(wù)載荷，從通信設(shè)施拓展為基礎(chǔ)設(shè)施，提供多種服務(wù)。

雖然衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)發(fā)展迅速，但仍存在一些技術(shù)難題。首先是天線方面，由于低頻段傳輸特性，衛(wèi)星移動(dòng)業(yè)務(wù)需要使用星載大天線。而星載大天線設(shè)計(jì)難度大且展開(kāi)成功率低，因此，目前全球具備成熟天線機(jī)械性能技術(shù)的國(guó)家和公司十分有限。其次是平臺(tái)方面，衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)的大天線及多天線特性要求衛(wèi)星平臺(tái)具備高承載重量和高載荷功率特性，但由于受限于技術(shù)及運(yùn)載火箭能力，衛(wèi)星平臺(tái)還不能很好地滿足未來(lái)新型移動(dòng)通信系統(tǒng)的需求。因此，衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)還需解決上述問(wèn)題，才能迎來(lái)更廣闊的發(fā)展空間。

[1] 海事公司2013年年報(bào)

[2] 銥星公司2013年年報(bào)

[3] 衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)終端行業(yè)調(diào)研報(bào)告

Research of the Mobile-Satellite Service Industry

Liu Chang, Guo Zhi, Zeng Yuqi

(The State Radio Monitoring Center, Beijing, 100037)

At present, foreign mobile-satellite communication industry has been at a relatively mature stage. This article introduces frequency and orbit resources, industrial operations and main terminal manufacturers of major international mobile-satellite communication systems. It also analyzes the main characteristics and technical problems of the mobile-satellite communication systems in the future development.

Mobile satellite service; Frequency; Industry

10.3969/J.ISSN.1672-7274.2015.07.014

TN927+.23文獻(xiàn)標(biāo)示碼：A

1672-7274（2015）07-0056-03

劉 暢，1987年生，碩士，在國(guó)家無(wú)線電監(jiān)測(cè)中心主要從事衛(wèi)星頻率和軌道資源研究及協(xié)調(diào)等方面的工作。

國(guó) 志，1987年生，碩士，在國(guó)家無(wú)線電監(jiān)測(cè)中心主要從事專(zhuān)利申請(qǐng)、科技獎(jiǎng)申報(bào)、招投標(biāo)等方面的工作。

曾昱祺，1987年生，碩士，在國(guó)家無(wú)線電監(jiān)測(cè)中心主要從事衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)和政策研究等方面的工作。