铱系统的原理是什么

2023-06-09 17:55:01物联网0151

铱系统的原理是什么,第1张

要实现全球个人通信，首先需要一个能覆盖全球，没有任何“死角”的现代化通信网。这个网要有能自动且十分迅速地寻找并跟踪每一个行踪不定的用户的本领。此外，还要求有十分轻便、小巧和能移动的电话机、传真机、数据终端机等通信终端设备。

目前，国际上的许多财团都在参与开发全球个人通信系统的角逐。正在开发的系统中，美国摩托罗拉公司的“铱系统”尤其引人注目。

“铱系统”实际上是一个低轨道全球卫星移动通信网。卫星“星座”是由66颗运行在780千米上空的低轨道卫星组成的。这66颗直径约1米的小卫星分布在6条椭圆形轨道上，每条轨道上有11颗。这些卫星发射出来的无线电波束，覆盖了整个地球。当系统中的任何一部电话启动时，与该电话机最近的一颗卫星和“铱星网络”便会自动核实该机帐号及其所在方位。然后，用户可以选择利用蜂窝通信系统或卫星中转与接力系统，把信息传送到目的地。利用微波，信息在66颗卫星之间接力传输，其往返穿梭，与运动员的接力赛跑十分相似。在地面上，一种叫“关口站＂的地球站将“铱系统”与地面的公用电话网连接起来，它使得地面上的任何一部电话机、传真机、寻呼机和数据终端机，都能通过“铱系统”与别的通信终端机建立起通信联系。

为了进行全球个人通信，每一个用户都有一个唯一的、属于他自己的“个人号码”。预计到2001年，持有个人号码，加入“铱系统”行列的用户可达180万户之多。如果加上其他类似系统的用户，全球个人通信将会有相当的规模。

当前，人类文明已经走近了一个指数级增长的时代，人类有巨大的潜力去实现最宏伟的目标。除了全方位深层次地探索整个世界，遥远的深空就是人类心向往之的存在。从登月，到火星，再到冥王星，太阳系的奥秘正在一点点被揭开，浩瀚的宇宙也不再神秘如初。

实际上，除了5G、物联网、边缘计算、人工智能这些炙手可热的新技术正给世界带来巨变，一部分开拓者也已经在打造另一番天地，拓展人类的维度——布兰森90分钟登天实现太空旅行也好，马斯克的SpaceX签约绕月飞行的太空乘客也好，太空开发的时代已经起步。人们终于从仰望星空，走进了星空。

人类从苏美尔文明开始，就开启了以陆地文明为主的时代。这期间以陆地为主，诞生了很多帝国——巴比伦帝国、古罗马帝国、东罗马帝国、阿拉伯帝国、汉唐帝国、蒙古帝国等等，人类文明也发源于此。虽然这一时期也有著名的海洋文明，比如爱琴文明，但陆地文明更为主流。大航海时代的到来改变了世界。

新航路的开辟，使人类第一次建立起跨越大陆和海洋的全球性联系 。各个大洲之间的相对孤立状态被打破，世界开始连为一个整体。自哥伦布开辟新大陆以后，海洋帝国开始陆续崛起，包括葡萄牙帝国、西班牙帝国、荷兰帝国、法兰西帝国等，今天的美国的诞生就是欧洲人进行海洋活动的结果。

大航海时代的到来， 也 彻底改变了南美、北美、加勒比、南亚和东南亚等地的传统社会形态，从古代的部落社会演化成今天的 形态。葡萄牙和西班牙人进入美洲之后，建立起各自的殖民地，奠定了现在南美和加勒比各国的版图；北美的十三间股份公司，最终通过独立运动建立起今天的美国；英国东印度公司建立起英属印度，最终演变成今天的印度。

是大航海时代的到来，重塑了今天的世界 ，除了 改变了世界的政治版图、国家形态， 大航海也开启了全球化， 重塑了整个世界的财富 。环球航行的需求产生了环球通讯的需求，才推动了技术革命，对今天互联网繁荣、无限通讯等行业的飞速发展产生深远影响。

虽然波澜壮阔的大航海时代依旧如火如荼，但即便是海域，也仍是地球的一部分，而地球又只是太阳系八大行星之一，是宇宙的渔舟一介而已。在太阳系四个类地行星——水星、火星、金星、地球里，地球是最大的。但是和木星、土星、天王星、海王星比起来，地球甚至只是木星大小的1284分之一。

在这样的认识下，走向太空探索更高更远的“新世界”几乎是一种必然 。1961年4月12日，世界上第一艘载人飞船成功从苏联境内升空。苏联公民尤里·阿列克谢耶维奇·加加林成为世界上第一位太空人，实现了人类的首次太空飞行，开启了人类探索太空的新纪元。

美苏争霸背景下，1963年6月16日，世界上第一位女航天员捷列什科娃进入太空；1965年3月18日，苏联航天员列昂诺夫实现首次人类太空行走；1966年3月16日，美国实现世界航天史上首次空间对接；1969年7月16日，美国发射阿波罗11号载人飞船，航天员阿姆斯特朗成为世界上第一个踏上月球的人。

人类登上月球让单纯显示技术实力的载人航天活动画上了一个休止符。 此后，人类开始谋求在太空建立长期的据点——空间站。

1971年4月19日，苏联用质子号火箭发射了世界上第一个载人空间站“礼炮1号”。一直到1982年，苏联又连续发射了礼炮2 5号空间站和第二代礼炮6号、7号空间站。1973年5月14日，美国用土星5火箭发射名为“天空实验室”的空间站，并先后将3批9名航天员送至阿波罗飞船工作。

1986年2月20日，苏联发射了第三代长期载人空间站和平号空间站的核心舱。此后历时10年，直到1996年4月26日才最终完全建成。在其寿命期间总计接待了来自10多个国家和国际组织的航天员100多人次，创造了人类在太空连续生活和工作438天，以及在太空飞行累计时间达748天的世界纪录。

从航海时代到太空时代，人类载人航天60年，已将通天之路修筑得足够宽广，普通人登上太空的梦想不再遥远。

如果说太空时代初期的太空活动还只是以主权国家为单位，那么商业航天航空的勃兴则将太空时代推入另一个全新的阶段——太空经济时代。

太空经济， 可以理解为 包括各种太空活动所创造的产品、服务和市场以及形成的相关产业 。半个世纪以来，太空经济先后经历了前20年的建设阶段，主要任务是建设基础设施和进行初步应用，逐步地建立起人类探索和开发太空的各种能力，后20年的拓展应用阶段以及迄今为止的产业化阶段。

2007年，NASA前局长迈克尔·格里芬(Michael Griffin)，在纪念NASA成立50周年发表演讲，太空经济概念由此而生。迈克尔·格里芬表示：“我们不只是创造新的就业机会，我们也创建全新的市场和先前并不存在的经济增长可能性。这就是新兴的‘太空经济’，一个以我们尚未理解或赏识的方式,来改变我们在地球上的生活的经济。”

当前， 目前来说， 太空经济还不是一个在太空的经济，而是指太空活动所创建的在地球上获益的经济 。这一方面包括各种太空活动及其创造的产品和服务等，如卫星通信和电视、卫星导航定位、卫星气象监测、卫星遥感等；另一方面也包括运载火箭的制造及发射，以及火箭、卫星与地面设备的制造等。

据美国卫星产业协会（SIA）发布的2019年卫星产业状况报告，2018年全球航天经济规模已达3600亿美元(2017年为3480亿美元)。卫星产业总收入为2774亿美元，而 全球的航天收入中来自商业航天的部分的贡献已占到77%。 可以说， 商业航天 成为名副其实的 太空经济空前繁荣和发展的新动力 。

在这样的背景下，全球涌现出一大批航天创业公司。马斯克创建的SpaceX公司则是其中最有创新能力和最有成效的公司。以SpaceX公司的“猎鹰”火箭为代表，低成本运载技术和重复使用运载技术取得的重大突破成功促进了航天运输费用的大幅降低，从而为太空经济的繁荣打下了基础。

在太空旅游方面， 早在2018年，SpaceX就曾经宣布，日本亿万富豪、Zozotown创始人前泽友作将成为SpaceX签约的第一位绕月飞行的太空乘客 。当前，前泽友作已支付整个旅程的费用，其中包括他将免费赠送的8名船员的旅费。SpaceX的首批星际飞船乘客也将在2023年1月开始绕月飞行之旅，并持续一周的时间。

2021年2月，SpaceX还公布了首个私人太空旅行任务“Inspiration4”，将由猎鹰9号携带龙飞船执行。根据SpaceX官方消息，四名乘客将于2021年9月15日登上太空，开始为期三天的环球旅行。

虽然此前就有亿万富豪花费巨资进入太空（国际空间站），但终归进入国际空间站的人数很少、费用也极为高昂，并不具备普及的条件。 而随着商业航天航空 开始进行太空旅行服务，人类 心向往之的 太空时代 已经呼之欲出 。

事实上，除了马斯克的SpaceX，亚马逊总裁贝佐斯的蓝色起源和布兰森的维珍航空也在商业航空的发展赛道上如火如荼。美国当地时间 7 月 11 日早上，71 岁的维珍银河创始人布兰森才乘坐自己研发的白骑士太空船，飞到了距离地球约 86 公里的太空，而后安全返回新墨西哥州的沙漠之上。

布兰森不仅成功抢跑全球首富贝索斯，成为第一个太空旅行的人，还同时是 70 岁以上宇航员第二人。事实上，维珍银河去年亏损 273 亿美元，与蓝色起源和 SpaceX 相比，维珍银河的商业模式与太空旅游行业的兴起有着更密切的联系。 布兰森这 太空之旅 ，不仅是给维珍银河打一剂强心针，也成了商业航空的里程碑时刻 。

而今年6月，亚马逊总裁贝佐斯也宣布，他将和弟弟马克·贝佐斯于7月20日乘坐自家公司蓝色起源公司研制的火箭飞向太空。同行的还包括参加过水星13号计划的82岁女飞行员沃莉·冯克和另一名旅客，该名未公布姓名的旅客花了2800万美元得标这张价格高昂的“船票”。

可以说，布兰森、贝索斯和马斯克这三个太空探索巨头身后，一个新的太空经济时代正在形成。

对于任何探索活动，一旦实现了商业化，就意味着支持这些活动的商业机构具有了自我造血的功能，使得这些探索活动加速深入。

当前，太空经济的发展还在进一步激发航天前沿技术的创新。比如，在微小卫星技术和现代通信技术的基础上，正在发展新一代低轨宽带互联网卫星星座技术。 其中，发展最快的 无疑 是SpaceX公司的 “ 星链 ” （Starlink） 系统。

2015年，“星链计划”被首次提出，分为两期三阶段，计划发射总共 12万颗卫星到550-1325 公里之间的多条绕地轨道，形成一个可以覆盖全球的宽带卫星通信网络，并在 2019年将卫星总规模扩大至42 万颗。

SpaceX从 2019年5月开始卫星发射至今，星链已经完成了28次发射，目前发射入轨的星链卫星总数超1000颗。 从拥有卫星数量上来看，SpaceX已经成为全球最大卫星运营商之一 。

从专网市场来看，星链是对现有铱星等系统的一个升级，面对铱星、同步卫星通信速率较低、终端和资费昂贵的问题，星链在时延、终端价格、流量费用和覆盖方面全面领先铱星，同时可以对地面专网进行补充。 2020年10月27日，星链项目向之前预约的用户发送了测试邀请，在邀请中附上了收费标准，这标志着星链面向公众的卫星宽带服务正式开启商用 。

再比如，以SpaceX公司的“猎鹰”火箭为代表，低成本运载技术和重复使用运载技术取得的重大突破。2020年11月16日，SpaceX的载人龙飞船搭乘猎鹰9号运载火箭，携带3位 NASA宇航员和一名日本宇航员在美国佛罗里达肯尼迪航天中心发射升空，任务代号“Crew-1”。

“Crew-1”由 SpaceX和美国国家航空航天局（NASA）负责监督，飞船约 27 小时后与国际空间站对接，4位宇航员将开展约半年的太空站任务，这也是首次经批准的正式商业载人航天任务。

过去，各类航天发射任务往往成本高昂。据NASA估算，阿波罗登月项目的成本逾 1，500亿美元。1972-2011年间，美国航天飞机累计完成 130余次任务，NASA估算其单次发射费用平均约 45 亿美元， 而商业航天却 通过市场化竞争降低航天活动成本 。 2013年，SpaceX 以056~062 亿美元/次的发射价格进入商业发射市场，全球主要火箭型号商业发射价格逐年下降 。

除了现在已经初具雏形的太空探索、太空旅游、太空通讯外，未来，太空定居、太空能源或许还将进一步走进人们的现实生活。毕竟马斯克的最终理想就是实现火星移民，大太空时代的到来，太空定居很可能逐渐成为现实。

就太空能源来看，太空的环境与地球的环境差距甚大，能源的获取和利用将成为太空活动的焦点。解决了太空能源问题之后，就可以解决人类在其他星球上的生存问题，也将会帮助会解决在其他星球上的运输、通讯等问题。

可以预计的是，大太空时代的开启给人类社会带来的变化很可能不会小于大航海时代。这不仅会再次颠覆今天的社会形态，也会颠覆现在的财富形态。人们终于还是从仰望星空，到走进了星空。

（魏德龄/文）当5G的R16、R17还没落地的时候，6G的声浪已经此起彼伏，一方面可能由于通信行业喜欢不断看向未来的习惯，另一方面也可能是因为人们潜意识中信奉的逢双才是正式版的信条。

尽管3GPP预计在2023年才开展6G的研究，在2025年下半年开始对6G进行标准化。但随着不少公司已经开始启动6G研究，并在不同场合展望6G的愿景，对于6G目前已经足已管中窥豹。

频段的探索

5G时代，通信业已经开始了对于频段的探索，频段不再局限于Sub-6GHz，开始利用资源更丰富的毫米波频段，来实现更高的速率与更低的延迟，进而实现5G的10Gbps，甚至是20Gbps的峰值速率。

6G将会进一步对更高频段进行探索，除了目前开始在5G中应用的毫米波频段外，太赫兹已经被普遍提及。不过随之而来的技术难题也可想而知，由于频率更高，单一基站的覆盖范围可能只有100多米，同时信号的穿透能力肯定更加有限，这就意味着基站的密度会更大，实现连续覆盖的难度会更高。

由于要使用太赫兹，联合处理的方法比如信源信道联合编码、语音和通信结合等同样需要解决。业内已经开始预计会在6G时代使用全双工技术，告别目前时间、频率、空间分开的情况，可以实现同样频段同样资源。天线问题无疑将会更复杂，目前5G设备的频段组合已经成倍上升，增加了太赫兹后肯定会再翻上几倍。

甚至除了太赫兹外，卫星通讯同样已经被考虑到6G网络中。近期的消息已经显示，苹果iPhone将会在后续产品中支持低轨卫星的通讯能力，SpaceX在向美国联邦通信委员会 (FCC) 提交的文件也显示，其准备在 6 个月内发射近 1300 颗 Starlink 星链卫星。这无疑也正在为6G时代埋下伏笔。卫星通讯能力的引入也将解决以往蜂窝通讯时代的覆盖难题。

多维度覆盖

目前，5G地面蜂窝系统覆盖了地球表面不到10%，具体约7%左右，而6G实际想实现覆盖的空天地海的一体化。Starlink大量发射卫星的目的就在于实现全域覆盖。

实际上，在目前的生产生活领域有着大量的信号盲区，例如科考活动集中的北极区域，只能依靠铱星系统进行通信，对于高带宽网络的覆盖有着巨大需求。同样在沿海的大量航线中，同样没有蜂窝网络的覆盖，存在着大量宽带覆盖盲区，卫星通信无疑将会解决这一问题。

不过，如果通过卫星实现广域覆盖，也存在服务质量能否有保障的问题，容易出现业务分配的不均衡，StarLink这种规模的低轨卫星成本还是过高，设计中的规模换能力还是会导致效费比太低。而高轨卫星又存在着回传延迟，高轨资源不充分的问题。

与此同时，大量卫星的升空上天还存在着环境保护的问题，天文学家目前在观测自然星体的过程中，已经开始出现了被卫星干扰的问题，随着更大规模发射活动的进行，天文学家将会更加难以了解外太空的世界。随着未来卫星到达使用年限，还存在着巨大的太空垃圾问题。

除了解决广域覆盖的问题外，深度覆盖同样需要进行，其旨在消除盲点，提升弱覆盖区域的覆盖能力以及用户的通信体验，为了实现无处不在的智能通信，6G系统对深度覆盖率要求将接近100%。

另外，人工智能的地位将更加重要，预计在R18开始将会为6G进行铺垫，其中重要的一点就在于，人工智能将会在基站中发挥作用，产业将会设计由数据驱动的端到端无线系统，实现具备机器学习能力的空口设计，实现动态化优化无线系统的性能和效率，例如可动态空口适应、跨网络和终端的联合训练、模型共享和分布式推理。

6G时代，无疑将会朝着上天下海入地均有网络的目标前行。

云与连接

5G无疑正在朝着物联网的愿景迈进，工业中的大量设备，生活中仪器仪表都将具备连接能力。当然，如今在垂直行业的推广还存在着成本难题，一方面应用方认为通信模组的成本较高，大规模应用后花费较多。另一方面，模组厂商也常年薄利求生。要想压下价格，恐怕还真不是轻而易举能解决的课题。

然而6G时代更是豪言每一粒沙都要接入网络，给沙子装上模组自然不可能，但至少可能得每一把铲子都能具备连接力了。但这无疑更是一个巨大的成本问题，至少5G模组的成本问题还悬而未决，6G时代如果需要支持更多频段，通过更先进的制程腾出空间，才能放入“铲子”中的话，那么恐怕并不是每个人都买得起这样一把“铲子”，也许信号是实现了全面覆盖，但数字鸿沟的问题却会卡在钱上。

万事万物的连接，也将让云变得更加重要，每个人手持终端中的系统将会全面云化，工作娱乐也更加依赖云，也许届时连接力会比本地算力更加重要。这也意味着安全性将更加重要，数据如何脱敏，隐私如何保护，云端会不会监守自盗，都将是更为严峻的课题。

1 卫星物联网，通俗地讲就是通过卫星通信来做物联网项目。一般的物联网的都是通过2G/3G/4G网络来做物联网项目的，但是对于一些特殊的项目，因为2G/3G/4G网络信号不好或者用不了，必须借助卫星通信将物联网终端采集的数据传回后台，比如在沙漠地区、海洋上或一些偏僻的无人区。

2 商业化问题

国内已经有商业化应用了，我可以分享一个我们做过的项目。

项目背景

在戈壁滩地区对运输车队进行监控，主要采集车辆的定位信息，遇到紧急情况可以实现一键报警。基于位置信息在平台端开发一些设备管理、地理围栏等功能。整体上客户要求不复杂，主要难点是地面网络信号不太好，大片地区根本没有信号，所以需要考虑通过卫星通信来确保信息的传输。

卫星通信资费

我们考察了好几个卫星系统：北斗（短报文）、铱星的模块、海事卫星，但都不是很满意。通过北斗短报文传输位置信息，卫星通讯费用最便宜，目前是入网费600元，流量费850元包年（一年内不限制随便发信息），但是据说硬件稳定性不太好，另外就是国外的信号还不稳定；铱星的卫星通讯费用有些偏高，10元/1000bytes；最后在朋友推荐下找到了ORBCOMM在国内的代理商，因为据说ORBCOMM主要做低轨卫星，通讯费比较便宜。其实，也没有便宜多少，他们给的卫星通讯费是9元/1000bytes。但是他们提出了另外一个思路：2G网络和卫星网络双链路通信，有地面信号的时候，用2G网络发送数据，物联网卡就可以实现，没有地面网的时候，通过卫星传输数据，这样整体的资费就比较便宜了。我们测算了一下，通过ORBCOMM卫星发一条位置信息大概是10个字节，也就是1条信息折算下来是1毛钱，这个价格基本上可以接受了。

电源问题

因为我们的设备是用在车上，所以就直接在车辆点烟器上取电了，但是考虑到紧急情况下车辆会熄火，为了方便救援设备还需要持续工作，所以又内置了电池。电池容量先不透漏了，正常情况单电池供电可以用5-8天，紧急情况用3-4天没有问题（紧急情况下，设备发信息的频率提高了）。

回答上面的问题：如果要高频次通过卫星发送数据，肯定要有稳定的电源供应。但是在具体的项目里情况就不一样了，比如我们的设备通过卫星发送信息默认是20分钟发一次，每发一次大概是50mAh。据我所知一些安装在集装箱上的卫星定位设备（在海上跑的集装箱）是一天发一条信息，这样外加一小块太阳能电板就可以保证供电了。

信号问题

目前所有的卫星通讯一个基本的条件是，终端天线需要和卫星建立直连接线，就是中间不能有任何遮挡，一旦有遮挡就连不上了。这样的话，市内肯定是用不了了，城市里也不太好用，偏僻的戈壁滩、海上这些地方用卫星就没有问题。

硬件设备尺寸

你们可能会好奇？这么微弱的信号要接收到，设备要有多大啊？我放几张吧。

先看我们的终端设备：

深圳市新时空智能系统有限公司尺寸图

天线才是关键：

安装在车顶的卫星天线

在卫星主机里集成了GPS和卫星通讯模块，为了使用地面网络传输信息，又搭了一个2G的车辆定位器（这个便宜些）。2G的定位设备做为主设备，通过232协议与卫星模块连接，当搜不到地面网络，就通过卫星终端发数据。关于天基物联网的项目，欢迎讨论！

海事卫星是多国合作的，依星的美国的，依星早，海事卫星迟一,关于铱星系统计划

铱星系统是美国摩托罗拉公司设计的全球移动通信系统它的天上部分是运行在7条轨道上的卫星,每条轨道上均匀分布着11颗卫星,组成一个完整的星座它们就像化学元素铱(Ir)原子核外的77个电子围绕其运转一样,因此被称为铱星后来经过计算证实,6条轨道就够了,于是,卫星总数减少到66颗,但仍习惯称为铱星

铱星通过南北极运行在780千米的轨道上,每条轨道上除布星11颗外,还多布1至2颗作为备用这些卫星可以覆盖全球,用户用手持话机直接接通卫星进行通信,而无需几米直径的抛物面天线就可以进行全球范围内的通话了

美国的"德尔它2型"火箭,俄罗斯的"质子k型"火箭和我国的"长征2号丙改进型"火箭分别承担了铱星的发射任务1998年5月,布星任务全部完成,11月1日,正式开通了全球通信业务

铱星系统是美国于1987年提出的第一代通信星座系统,每颗星质量670千克左右,功率为1200瓦,采取三轴稳定结构,每颗卫星的信道为3480个,服务寿命5至8年铱星系统的最大特点是,通过卫星之间的接力来实现全球通信,相当于把地面蜂窝移动电话系统搬到了天上它与目前使用的静止轨道卫星通信系统比较有两大优势:一是轨道低,传输速度快,信息损耗小,通信质量大大提高;二是铱星系统不需要专门的地面接受站,每部移动电话都可以与卫星联络,这就使地球上人迹罕至的不毛之地,通信落后的边远地区,自然灾害现场都变得畅通无阻所以说,铱星系统开始了个人卫星通信的新时代

二,从现代电信系统设计的角度看铱星系统

现代电信系统的市场基本特征之一,就是要具有强大的市场竞争力先进合理的现代电信系统设计,不仅要考虑其使用功能,而且要考虑其市场生存力通常现代电信系统的设计,主要从性能维,经济维,时间维和发展维所构成的四维空间中,寻求最优状态设计

1 铱星计划的提出

铱星卫星移动通信系统计划,是在十分鲜明的技术,经济和市场背景下产生的随着世界经济与社会生活的发展,人类对通信的需求也呈现日益增强的势头在这种需求中,移动通信越来越具有不可替代的使用价值而在移动通信的发展中,卫星移动通信系统也在不断增强着其竞争力毫无疑问,随着通信科技的发展,在移动通信的市场中,必将出现卫星移动通信系统,地面移动通信系统和最近问世的同温层平台移动通信系统(HAPS)三分天下的局面

卫星移动通信过去一直是由GEO(地球静止轨道)实现的其业务主要由INMAR-SAT(国际移动卫星组织,即原国际海事卫星组织)所经营和提供由于人们对移动通信的要求越来越高,基于GEO的INMARSAT全球移动卫星通信系统也越来越不适应竞争的要求,并且明显地暴露出它的以下缺陷:

--终端笨重:不能提供基于手持机实现的个人移动通信业务;

--价格昂贵:仅用户语音终端就达3000至数万美元不等而空间段费用也达每分钟3～7美元;

--容量不足:最新的第三代INMARSAT全球移动卫星通信系统,一个大点波束内仅可提供300～400路话音信道;

--频谱利用率低;

--通信时延大,回声抑制费用高

在这种形势下,卫星通信的原始方式--LEO(低地球轨道)卫星通信重新引起了人们的注意铱星卫星移动通信系统计划就是在这种LEO卫星通信重新升温的背景下问世的该计划是由美国摩托罗拉公司于1990年提出的目前,与铱星系统类似的LEO卫星移动通信系统已超过20个

2, 铱星系统市场发展情况

铱星系统于1996年开始试验发射,计划1998年投入业务,总投资为34亿美元设计使用寿命为5年

铱星系统提供的用户业务有:移动电话(手机), 寻呼和数据

铱星系统已突破了星间链路等关键技术问题,系统基本结构与规程已初步建成,系统研究发展的各个方面都取得了重要进展全世界几十家公司都参与了其计划的实施,这些情况表明,从技术角度看铱星计划的确立,运筹和实施是成功的

3, 铱星计划的四维空间特点

1)电信系统设计的四维空间概念

性能维:分为基本性能维和使用性能维前者是目的系统之特征性能而后者则是所有人工系统的通用性能它包括可靠性,安全性和维护性等;

经济成本维:是目的系统的一个重要约束条件它直接影响目的系统在性能维等其它三维的可行性它包括研制成本,生产成本和使用成本等;

时间维:是指目的系统的整个研究开发,以及进入市场竞争的时间限制等;

发展维:是指给目的系统留下的发展空间包括生存容限和系统发展指标等

2)铱星系统的四维空间特点

性能维

在性能维,铱星系统在卫星通信和移动通信两方面的发展中,实现了大跨度的间断其主要间断点如下:

--采用LEO卫星作中继平台,使地面接收终端的体积比GEO卫星通信系统的地面接收终端的体积小,从而为手机通信的实现成为可能;

--采用多波束技术(每颗星48个点波束),实现了极高的频率复用率,因而大大提高了系统的通信容量而在相同面积的区域内,铱星系统可提供的话音信道是GEO卫星通信系统的2倍;

--采用极地轨道,实现了GEO系统所未能做到的极地地区的通信覆盖;

--采用LEO,使卫星--用户链路的长度,较GEO系统大幅度降低(约降低75%)使每一跳的信号传输时延大大降低,提高了话音通信的舒适性;

--采用星际链路,实现了单跳全球通,免除了诸如GEO系统多跳通信给用户带来的长时延,大回声烦恼

经济成本维

在经济成本维中,铱星系统的研究发展和生产成本,比传统卫星通信系统,具有大幅度降低其34亿美元的总投资额,与具有相似功能的美军MILSTAR(军事星)卫星通信系统缩减后的160亿美元投资额相比,只是后者的五分之一因此,铱星系统的研制生产经济性较以往的卫星通信系统有大幅度提高

而从使用成本看,铱星系统的经济性更具有明显优势它用手机作为地球终端的个人移动通信,使用户付出的购机成本降至目前卫星通信地球终端的最低限,约为500美元(而INMARSAT-III终端约需 3000～5000美元)而它的较大的通信容量,又使得其单路运行成本大幅度下降,其租金降至065美元/分钟(INMARSAT各类终端线路租用费为3-7美元/分钟)

时间维

铱星卫星移动通信系统计划是1990年提出的并于1996年开始试验发射,1998年开始投入业务运营在铱星系统研制期间,正是世界范围内移动通信市场蓬勃发展之时而GEO卫星移动通信系统,地面移动通信系统和刚刚问世的同温层平台移动通信系统都不能满足目前大量增加的移动通信需求因此,移动通信市场正潜藏着大量机会铱星系统在这时捷足先登,投入运营,可谓正是时候目前,所有其它LEO多星卫星通信系统的研究发展时间都晚于铱星系统它们大多要到2000年以后,才能投入使用因此,在时间维上铱星系统也具有极大的竞争优势

发展维

铱星系统具有卫星与地面关口站及控制中心进行通信的能力,因此,它理所当然地具备向日益火爆的计算机远程网络市场发展的余地它可以成为计算机远程网络的通信子网并与光缆等电话网和数据网相连,提供多媒体通信服务

4, 结论

铱星计划从现代电信系统的设计来看,是一个符合市场需求的系统它在总体技术上采用了大量以往的卫星通信系统所未曾采用过的新技术,使得相对传统的卫星系统而言,铱星系统在四维空间都达到和保持良好状态,并取得了非常强的竞争优势

三,铱星,流星

当摩托罗拉公司费尽千辛万苦终于在1998年11月1日正式将铱星系统投入使用时,命运却和摩托罗拉公司开了一个很大的玩笑,传统的手机已经完全占领了市场由于无法形成稳定的客户群,使铱星公司亏损巨大,连借款利息都偿还不起,摩托罗拉公司不得不将曾一度辉煌的铱星公司申请破产保护,在回天无力的情况下,只好宣布即将终止铱星服务

摩托罗拉公司正式通知铱星电话用户,到1999年3月15日,如果还没有买家收购铱星公司并追加投资,铱星的服务将于美国东部时间3月17日23点59分终止铱星3月17日,铱星公司正式宣布破产从正式宣布投入使用到终止使用不足半年时间

据美联社报道,在纽约联邦破产法院17日下午举行的听证会上,铱星公司律师表示该公司没有找到"合格的"买主法官阿瑟·冈萨雷斯于是批准铱星公司将其经营的66颗卫星"退出轨道",使它们在进入地球大气层时焚毁铱星公司可能在两个星期内开始这一行动由于卫星脱离轨道后,将在太空中燃烧耗尽,因此该计划需要与美国政府的几个部门协商进行铱星公司最大的股东摩托罗拉公司表示,它将在八,九月内将所有的卫星投放至较低的轨道上,估计完全燃烧需要一到两年的时间,燃烧卫星的费用大约在3000万美元至5000万美元之间

四,关于铱星计划失败的原因

铱星事件给了我们很多思考,高技术带来的高风险即使在摩托罗拉这种跨国巨人面前也显得这样残酷无情,任何产品最终都要接受市场的检验,盲目发展以及对市场错误估计的代价是惨重的铱星失败的原因是多方面的:

1, 管理决策构架问题

铱星的管理决策架构使其根本不可能进行有效管理董事会28个成员说的是多国语言,每次开会就象是出席一次小型联合国会议,人人必须带着耳塞,收听5种语言的同步翻译

2,市场运营构架问题

公司的基本组织结构是一个联合体(合伙人结构),由世界15个地区性的"闸口"(gateways)组成所谓"闸口"是指地面上的信号传输系统,可以收发和转送铱星电话讯号各地区"闸口"负责在本地区范围内行销铱星的电话和服务铱星的市场运营构架无法建立起一支整体的销售队伍,设计完整的行销计划,建立各地区的分销渠道,形成统一有效的行销攻势很多合伙人严重缺乏电讯业经验,比如委内瑞拉的投资者除了从事手机业务之外,还经营着奶制品

铱星运营总部,不能过多地向地方"闸口"施压,因为"闸口"的主人都是董事会成员,在运营的过程中,铱星的行销计划受到了个地区闸口的质疑,因而也就难以指望获得很好地配合

3,市场机会已经失去

过去10年里地面移动通信发展迅猛,夺走了铱星公司的目标市场,相对地面移动通信,尤其是移动电话领域,铱星计划在时间维上已失去了市场机会

4,铱星系统本身不足

相对地面移动电话系统,铱星系统本身也存在许多不足,手机个头笨重,运行不稳定,价格又昂贵,不能在室内和车内使用等等而整个世界通信系统的趋势却是手机越做越小,商家为了赚取通话费,甚至无偿赠送手机

5,商业运营起步不好

由于手机缺乏,销售力量不足,价格昂贵,开业的前两个季度,在全球只发展了1万用户,到申请破产为止,这个耗资50亿美元建立的通信网只有55万用户,而一些分析家估计该公司要实现盈利平衡至少需要65万用户要建立一个忠诚的用户基础,所费的时间远远超过铱星的估计和许诺

6,工程师精神的企业文化

摩托罗拉的企业文化可以说是永不言败的工程师精神,在实验室内,这种精神确实令人敬佩,但是在向市场推进,或当一系列问题发生的时候,却容易导致严重失误

事实上,更早的时候,有意向的投资者们早就发现了工程师的创意和市场现实之间的脱节一位地方贝尔公司的高级管理人员回忆说,90年代初他们观看摩托罗拉的铱星演示时,被一张幻灯片惊得目瞪口呆他回忆说,用户必须首先将自己置于在电话天线和卫星之间没有任何障碍物的地点,才能顺利地使用电话(不能在室内和车内使用),"现在你告诉我,我怎么能出售这种玩意儿 "他的公司最后拒绝投资于铱星计划

五,从科技创新的角度看对铱星计划的失败

从科技创新的角度看,高新技术产业的发展常常遇到技术已经成形,市场却尚未存在或开发的境界高科技企业所要负担的经营风险和市场风险是十分大的根据美国学者MJMeldrum 和AFMillman 风险构架,科技创新过程中最易造成新产品失败的十大因素是:

1, 科技水平不足:能力不够,不能将新科技充分应用在新产品的设计和制造上;

2, 替代性不强:新产品的附加价值不强,而原来的产品功能不错,顾客不愿意改变购买习惯,使得市场渗透慢,连带的使产品的转换成本高涨;

3, 规格的漂移:新型科技产品发展之初,技术尚未成熟,市场标准尚未建立,产品规格又彼此不同,顾客在使用时常有无法相容的困扰;

4, 科技跳蛙:新产品所引用的科技过于先进,以致顾客因陌生而有抗拒心理,且相关周边产业因技术尚未成熟而无法支援;

5, 信誉不够:一是对产品使用的科技的信任度;二是对生产厂商的专业形象,财务,经营能力的评价过于先进的产品和知名度不够的厂商通常难以获得一般消费者的青睐;

6, 引入市场的前导期过长:在高科技产业,研发时间经常超过预定计划的长度,因此如何在这一时期获得稳定的资源和公司高层的承诺是计划生存与否的关键;

7, 品质标准不一:创新产品由于没有具体的评价标准,顾客难以判断其好坏,力求趋避风险,自然不敢贸然尝试;

8, 顾客对科技的不当使用:因顾客缺乏专业知识,使其对科技产品的筛选,装设和使用不当,进而影响到对产品的评价和在此购买的意愿;

9, 缺乏基础建设:科技过于先进而周边环境却没有可供发挥功效的基础设施;

10,成本与时间超支:由于上述各项因素,使得计划耗用的金钱和时间超过预定界限,新产品若无高层主管的支持,常面临夭折的命运

铱星计划是一个空前绝有的创新构想,在它还没有完成之前,谁也不敢说一定会成功或失败,在它失败之后,也不能说原有的创新构想是错误的但从失败的原由来看,引入市场的前导期过长,失去了市场机会(1990年代初国内购买一台手机的成本是4万元人民币);替代性不强,到1998年,地面移动通信的手机价格,款式和区域覆盖程度已经非常成熟,铱星移动手机的优势不是十分明显;科技蛙跳现象,铱星系统的科技过于先进,以致相关周边产业因技术尚未成熟而无法支援,出现手机生产数量不足产生手机缺乏和价格昂贵;由于成本和时间的超支,运行不好,不能给新的投资人树立信心,不能吸引新的投资资金来不断调整其目标市场和提高系统的运营手段,造成铱星计划的失败

六,启示

铱星计划的失败不是技术的失败,或者说不仅仅是技术的失败,而是这个建立在跨国家,组织,技术和多个管理层面的,巨型的,复杂的技术创新管理体系的失败

我们的企业在技术创新的过程中,尤其在不断领先的高科技产业领域里,新产品的开发,生产和销售,由不同的企业,部门,人员合作(外包)已成为一种趋势建立一个什么样的企业科技创新的管理体系,铱星计划的失败值得企业的经营者深入地思考,并且相信也应该给企业的经营者有一点启示海事卫星是多国合作的，

融合了，最大155Gbps。

相比地面移动通信网络，卫星通信利用高、中、低轨卫星可实现广域甚至全球覆盖，可以为全球用户提供无差别的通信服务。铱星（Iridium）、海事卫星（Inmarsat）、瑟拉亚（Thuraya）等商用移动卫星通信系统为海上、应急及个人移动通信等应用提供了有效的解决方案；O3b、OneWeb、Starlink等中低轨卫星星座将卫星通信服务与互联网业务相融合，为卫星通信产业注入新的活力。同时，未来地面第五代移动通信（5G）将具备完善的产业链、巨大的用户群体、灵活高效的应用服务模式等。卫星通信系统与5G相互融合，取长补短，共同构成全球无缝覆盖的海、陆、空、天一体化综合通信网，满足用户无处不在的多种业务需求，是未来通信发展的重要方向。卫星与5G的融合将充分发挥各自优势，为用户提供更全面优质的服务，主要体现在：● 在地面5G网络无法覆盖的偏远地区、飞机上或者远洋舰艇上，卫星可以提供经济可靠的网络服务，将网络延伸到地面网络无法到达的地方。● 卫星可以为物联网设备以及飞机、轮船、火车、汽车等移动载体用户提供连续不间断的网络连接，卫星与5G融合后，可以大幅度增强5G系统在这方面的服务能力。● 卫星优越的广播/多播能力可以为网络边缘及用户终端提供高效的数据分发服务。

华为测试了Ploar码，比较于目前LTE采用的turbo码，在静止场景下短码性能增益提升035-048dB、长码性能增益提升035-06dB，在移动场景下短码性能增益提升约034dB、长码增益提升约037dB。在高频段通信方面，爱立信在15GHz频段测试中，室外视距/非视距环境平均下行吞吐量分别为72Gbps和51Gbps。2018年，华为与日本NTT的28GHz外场测试中，信号覆盖距离达到了12km，网络下行吞吐率达到452Gbps、上行达到了155Gbps。

1、科技水平不足：能力不够，不能将新科技充分应用在新产品的设计和制造上；

2、替代性不强：新产品的附加价值不强，而原来的产品功能不错，顾客不愿意改变购买习惯，使得市场渗透慢，连带的使产品的转换成本高涨；

3、规格的漂移：新型科技产品发展之初，技术尚未成熟，市场标准尚未建立，产品规格又彼此不同，顾客在使用时常有无法相容的困扰；

4、科技跳蛙：新产品所引用的科技过于先进，以致顾客因陌生而有抗拒心理，且相关周边产业因技术尚未成熟而无法支援;

5、信誉不够：一是对产品使用的科技的信任度；二是对生产厂商的专业形象,财务，经营能力的评价。过于先进的产品和知名度不够的厂商通常难以获得一般消费者的青睐；

6、引入市场的前导期过长：在高科技产业，研发时间经常超过预定计划的长度，因此如何在这一时期获得稳定的资源和公司高层的承诺是计划生存与否的关键；

7、品质标准不一：创新产品由于没有具体的评价标准，顾客难以判断其好坏，力求趋避风险，自然不敢贸然尝试；

8、顾客对科技的不当使用:因顾客缺乏专业知识，使其对科技产品的筛选，装设和使用不当，进而影响到对产品的评价和在此购买的意愿；

9、缺乏基础建设：科技过于先进而周边环境却没有可供发挥功效的基础设施。

扩展资料：

卫星移动通信过去一直是由GEO(地球静止轨道)实现的其业务主要由INMAR-SAT(国际移动卫星组织，即原国际海事卫星组织)所经营和提供。由于人们对移动通信的要求越来越高，基于GEO的INMARSAT全球移动卫星通信系统也越来越不适应竞争的要求，并且明显地暴露出它的以下缺陷：

终端笨重：不能提供基于手持机实现的个人移动通信业务；