天通一号卫星移动通信系统 :中国自主研发的卫星移动通信系统及网络

更新时间:2023-08-30 10:40

天通一号卫星移动通信系统是中国自主研制建设的卫星移动通信系统,也是中国空间信息基础设施的重要组成部分。该系统由空间段、地面段和用户终端组成,其中空间段由多颗地球同步轨道移动通信卫星组成。

2016年8月6日,中国首颗移动通信卫星天通一号01星在西昌卫星发射中心成功送入预定轨道。2020年11月12日23时59分,天通一号02星在西昌卫星发射中心成功送入预定轨道。2021年1月20日0时25分,天通一号03星在西昌卫星发射中心发射升空。

天通一号卫星移动通信系统以面向个人和车辆、飞机、船舶等移动平台的话音、FAX、图像、物联网等中低速移动通信业务为主,在全面覆盖、大用户容量、终端小型化、低速采集回传等方面具有显著优势。系统为中国及周边、中东、非洲等相关地区,以及太平洋印度洋大部分海域用户,提供全天候、全天时、稳定可靠的话音、短消息和数据等移动通信服务,提升中国卫星通信服务水平和应急通信保障能力。

发展历史

发展背景

20世纪90年代初期,以童铠院士为代表的老一辈航天人提出,在中国这样幅员辽阔、山地多平原少、自然灾害频发、通信需求量大的国家,发展移动卫星通信是必然要求。5·12汶川地震发生后,震区地面通信网络全面瘫痪,成为信息孤岛。当时国际上已形成铱星(Iridium)、欧星(Thuraya)和国际移动通信卫星(Inmarsat,原海事卫星系统)等移动卫星通信系统。而中原地区遭受地震、洪水等自然灾害时,只能租用国外系统投入抗震救灾。

天通一号的研制在2008年“5·12”地震后提上日程,首要任务是确保中国遭受严重自然灾害时的应急通信,填补国家民商用自主卫星移动通信服务的空白。

发展历程

2010年,天通股份一号卫星立项,航天科技集团公司五院启动了对天通一号01星的研制攻关。天通一号01星、02星、03星分别于2016年、2020年、2021年完成发射。

2018年7月,天通股份一号卫星正式投入商用,天通一号卫星系统通过与地面4G、光宽带网络融合,构建了陆海空一体化的泛在信息网络基础设施,满足公众服务、应急救灾、海事救援、公共安全等通信需求。

2020年1月10日,中国电信集团召开天通卫星服务发布会,公布卫星业务号段为1740~1745。天通股份一号卫星通信系统正式落地商用,面向社会提供服务,实现“在中国任何地点、任何时间与任何人通信”。用户在卫星服务区内使用天通卫星手机或终端,就能使用语音、短信、数据通信及位置服务,拉开了中国自主卫星移动通信时代的序幕,终端产品体系日益丰富。

系统构造

天通一号卫星移动通信系统由空间段、地面段和用户终端组成,其中空间段由多颗地球同步轨道移动通信卫星组成。

卫星发射

2016年8月6日,中国自主研制的首颗移动通信卫星天通一号01星在西昌卫星发射中心成功送入预定轨道。天通一号01星被誉为中国版的海事卫星,是一颗大容量地球同步轨道移动通信卫星,可以为车辆、飞机、船舶和个人等移动用户提供语音、数据等通信服务,优势在于终端的小型化、手机化,其发射标志中国迈入卫星移动通信的"手机时代"。

2020年11月12日23时59分,天通一号02星在西昌卫星发射中心成功送入预定轨道。天通股份一号02星根据使用需求对卫星平台和载荷进行了优化设计,增强使用灵活性;突破星地一体资源动态管理和多星联合控制等关键技术,提高了资源利用效率和系统服务能力。天通一号02星的关键技术均拥有自主知识产权

2021年1月20日0时25分,天通一号03星在西昌卫星发射中心发射升空。天通一号03星充分继承天通一号01星的技术状态,与02星并行研制,实现了核心部组件全部国产化,关键技术中国具有完全自主知识产权。天通一号03星的成功发射和在轨运行,进一步拓展天通一号卫星系统的覆盖面积、提升服务能力,系统可支持手持、车载、船载、机载等多种终端,为野外出行、渔业和灾害应急等提供卫星移动通信服务。

应用系统

天通一号卫星移动通信应用系统是中国首个自主研制、支持电信运营级服务质量的大容量卫星移动通信系统,主要包含信关站、终端和行业专网三个方面内容。

信关站由卫星接入网、核心网、支撑系统和业务系统构成。卫星接入网主要实现无线信号接收和发送、无线资源管理、信关站与用户终端间的同步维护等功能。核心网支持电路业务、分组业务的处理,并可与地面PSTN、PLMN、Internet 实现互联互通。业务子系统在话音、数据等基础业务的基础上提供短信、短报文广播、物联网数据采集和视频回传等业务能力。支撑系统着重于设计业务产品、提供客户服务、计费以及账务等功能。

终端设计中,采用分层次的低功耗设计策略,从系统、模块、部件和软件等方面研究降低终端功耗的方法,采用多时钟域和多电源域方案,以AP为功耗管理的核心,通过感知终端工作状态,制定系统供电策略进行电源管理,从而实现体积小巧、低功耗的卫星移动通信终端设备。迄今为止,已经研制了手持、便携、载体终端、数据采集终端和固定终端等多款适应于不同应用场景的天通终端。

天通卫星移动通信系统成为应急通信、抢险救灾、野外钻探、远海航行、边防巡检、电力巡查、野外数据采集、安全通信等应用场景下必不可少的通信保障手段,可在沙漠、高原、戈壁极地、海洋等地面蜂窝移动通信网络不能覆盖的区域和极端环境下,为用户提供全方位、全天候的话音、数据等卫星移动通信服务,实现通信信号永不掉线的目标,从而保持与外界的稳定联系。

功能意义

系统功能

天通一号01星覆盖区域主要为中国及周边、中东、非洲等相关地区,以及太平洋印度洋大部分海域。覆盖地形没有限制,海洋、山区、高原、森林、戈壁、沙漠都可实现无缝覆盖。覆盖人群涉及车辆、飞机、船舶和个人等各类移动用户,为个人通信、海洋运输、远洋渔业、航空救援、旅游科考等各个领域提供全天候、全天时、稳定可靠的移动通信服务,支持语音、短消息和数据业务,发生自然灾害时,天通一号的应急通信能力可以发挥极大作用。天通一号地面业务与地面移动通信系统共同构成移动通信网络,即使走到天涯海角,都可以跟家人朋友实时无障碍交流。中国电信集团推动卫星通信设备小型化,各类手持终端或小型移动终端都可以接入卫星移动信号。

天通一号卫星移动通信系统在应急通信、灾难救援等方面作出了突出贡献。比如,长征十一号运载火箭海上发射,在没有手机信号、没有宽带的地方,可以通过天通一号卫星信号将发射后的视频画面第一时间回传。广东省为保障各地市汛期工作部署,为各地市防汛办配置近千台天通卫星电话,有效保障了最强台风“莽吉柿”登陆期间的防汛指挥工作。

根据相关部门调研统计,2025年前我国各类卫星移动终端用户需求超过300万户,覆盖个人通信、海洋运输、远洋渔业、航空客运、两极科考及国际维和等方方面面。在中国,天通一号卫星移动通信系统已获得广泛应用。

应用意义

天通股份一号”卫星移动通信应用系统的成果研制和运营大幅度提高中国应急通信的保障水平和“走出去”的发展战略,全面支撑中国自主卫星移动通信系统产业链的构建和产业化的发展。具体意义包括:

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