[科普中国]-海上移动卫星系统

海上移动卫星系统的概念

海上移动卫星系统（maritime mobile satellite system）是指利用卫星进行海上移动通信的卫星通信系统。如国际海事卫星组织(INMARSAT)所使用的同步卫星通信系统。

最早的GEO卫星移动系统，是利用美国通信卫星公司（comsat）的Marisat卫星进行卫星通信的，它是一个军用卫星通信系统。70年代中期为了增强海上船只的安全保障，国际电信联盟决定将L波段中的1535～1542.5MHz和1636.3～1644MHz分配给航海卫星通信业务，这样Marisat中的部分内容就提供给远洋船只使用。

1982年形成了以国际海事卫星组织（Inmarsat）管理的Inmarsat系统，开始提供全球海事卫星通信服务。1985年对公约作修改，决定把航空通信纳入业务之内，1989年又决定把业务从海事扩展到陆地。1994年12月的特别大会上，国际海事卫星组织改名为国际移动卫星组织，其英文缩写不变仍为“Inmarsat”

目前它已是一个有79个成员国的国际卫星移动通信组织，约在143个国家拥有4万多台各类卫星通信设备，它已经成为惟一的全球海上、空中和陆地商用及遇险安全卫星移动通信服务的提供者。中国作为创始成员国之一，由中国交通部和中国交通通信中心分别代表中国参加了该组织。

Inmarsat通信系统的空间段由四颗工作卫星和在轨道上等待随时启用的四颗备用卫星组成。这些卫星位于距离地球赤道上空约35700km的同步轨道上，轨道上卫星的运动与地球自转同步，即与地球表面保持相对固定位置。所有Inmarsat卫星受位于英国伦敦Inmarsat总部的卫星控制中心（SCC）控制，以保证每颗卫星的正常运行。

每颗卫星可覆盖地球表面约1/3面积，覆盖区内地球上的卫星终端的天线与所覆盖的卫星处于视距范围内。四个卫星覆盖区分别是大西洋东区、大西洋西区、太平洋区和印度洋区。目前使用的是Inmarsat第三代卫星，它们拥有48dBW的全向辐射功率，比第二代卫星高出8倍，同时第三代卫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，从而大大提高了卫星信道资源的利用率。为了降低终端尺寸及发射电平，Inmarsat-3系统通过卫星的点波束系统进行通信。除南北纬75度以上的极地区域以外，四个卫星几乎可以覆盖全球所有的陆地区域。

海上移动卫星系统的技术卫星移动通信系统是一个复杂的通信系统，其中除涉及电波传播问题外，还涉及到调制技术、编码技术、多址技术、信道分配技术和信号处理技术。

在卫星通信系统中同样存在热噪声、交调干扰、邻道干扰、交叉极化干扰以及码间干扰，但由于卫星移动通信的特点决定了在其系统中既具有卫星通信系统的特性，又具有移动通信系统的特性，因而首先讨论一下卫星移动系统中还会受到哪些干扰的影响。

同频干扰所有进入接收机通带内的、与本信道频率相同的或相近的无用信号都会对本信道信号构成干扰，这种干扰就是同频干扰。由此可见，相邻波束间干扰和交叉极化干扰都属于同频干扰。此外来自邻近的、工作与相同频率的卫星通信系统的干扰和以相同频率工作的地面通信系统的干扰，也属于同频干扰的范畴。

为了避免同频卫星通信系统之间的干扰和同频地面微波系统的干扰，要求地面微波系统在卫星载波带宽内（40kHz）内，其功率谱密度低于地球站接收功率谱密度的25dB。而要求卫星通信系统在20%以上的时间内，其功率谱密度低于-154dB/4kHz，同时还应满足在0.01%的时间内，功率谱密度低于-131dB/4kHz的要求。

近端对远端比干扰这种干扰同样存在于地面移动通信系统中，当两个以同频工作的移动台各自与基站之间的距离相差较大（一个移动台距基站较近，另一个移动台距基站较远），当它们以相同的发射功率向基站发射信号时，基站接收机接收的近端台所发的信号功率较大，而远端移动台所发的信号较小。若近端移动台距基站足够近，而远端移动台距基站又足够远时，远端移动台所发出的信号将淹没在近端移动台所发信号之中，严重时会影响通信质量。这种现象被称为近端对远端比干扰，也称为远近效应。

卫星移动通信系统中的情况也是如此。每一个波束覆盖区内的各移动台与卫星的距离是不同的，从而导致系统中存在远近效应，但理论上讲其影响程度远没有对地面移动通信系统的影响大。然而由于信号远距离传输中的衰减影响，使得卫星转发接收到的来自各卫星移动终端的信号功率大小不同，进一步加剧了远近效应的影响。另外卫星移动系统所采用的轨道高度不同，远近效应也不同。1