盡管我國(guó)移動(dòng)通信技術(shù)取得很大發(fā)展，大部分實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)覆蓋，但很多偏遠(yuǎn)地區(qū)依然無(wú)信號(hào)連接，漁民出海、遠(yuǎn)洋航行、山區(qū)林區(qū)作業(yè)等依然存在通信難題?；谶@一問(wèn)題，清華大學(xué)與信威集團(tuán)聯(lián)合研制了低軌靈巧通信試驗(yàn)衛(wèi)星。

 

該衛(wèi)星重量約130公斤，運(yùn)行在高度約為800公里的太陽(yáng)同步軌道，通信覆蓋區(qū)直徑約2400公里;電磁頻譜監(jiān)測(cè)區(qū)域直徑1000公里，實(shí)現(xiàn)了覆蓋區(qū)內(nèi)衛(wèi)星手持終端語(yǔ)音業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)，主要指標(biāo)優(yōu)于國(guó)際上現(xiàn)有的低軌移動(dòng)通信在軌衛(wèi)星的最好水平。

 

該衛(wèi)星于2010年10月由清華大學(xué)與信威通信聯(lián)合立項(xiàng)研制，采用星載智能天線(xiàn)、星上處理與交換、天地一體化組網(wǎng)、小衛(wèi)星一體化集成設(shè)計(jì)等多項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)，驗(yàn)證了北斗定位授時(shí)等業(yè)務(wù)，為支撐發(fā)展星座通信網(wǎng)絡(luò)積淀了基礎(chǔ)。

 

今年9月4日，該衛(wèi)星在中國(guó)酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功搭載發(fā)射。之后，研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)展了大量的衛(wèi)星在軌測(cè)試試驗(yàn)，成功實(shí)現(xiàn)手持衛(wèi)星終端通話(huà)、手持衛(wèi)星終端與手機(jī)通話(huà)、互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸、電磁頻譜監(jiān)測(cè)定位等業(yè)務(wù)，圓滿(mǎn)完成了靈巧通信試驗(yàn)衛(wèi)星工程任務(wù)。

 

靈巧通信試驗(yàn)衛(wèi)星工程任務(wù)負(fù)責(zé)人陸建華表示，該工程的實(shí)施為后續(xù)開(kāi)展小衛(wèi)星通信新技術(shù)和新方法試驗(yàn)提供了創(chuàng)新平臺(tái)，通過(guò)探索復(fù)雜機(jī)電磁環(huán)境下的通信小衛(wèi)星設(shè)計(jì)方法、基于在軌大規(guī)模計(jì)算處理的空間智能通信方法、高集成度軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)方法，有效提升了通信小衛(wèi)星的應(yīng)用能力和性?xún)r(jià)比。

 

低軌道衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)是由軌道高度在700～1500km的衛(wèi)星群(星座)構(gòu)成的移動(dòng)通信系統(tǒng)。低軌道帶來(lái)的好處是：傳輸衰耗小，通信延時(shí)短，重量輕、功耗小。自上世紀(jì)90年代后期，美國(guó)先后發(fā)射了上百顆低軌移動(dòng)通信衛(wèi)星，組建了包括銥星、全球星在內(nèi)的星座通信系統(tǒng)，并在商業(yè)和軍事等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。

 

下圖示出了低軌道衛(wèi)星移動(dòng)系統(tǒng)的基本組成。在若干個(gè)軌道平面上布置多顆衛(wèi)星，由通信鏈路將多個(gè)軌道平面上的衛(wèi)星聯(lián)結(jié)起來(lái)。整個(gè)星座如同結(jié)構(gòu)上連成一體的大型平臺(tái)，在地球表面形成蜂窩狀服務(wù)小區(qū)，服務(wù)區(qū)內(nèi)用戶(hù)至少被一顆衛(wèi)星覆蓋，用戶(hù)可以隨時(shí)接入系統(tǒng)。

 

 

由于衛(wèi)星軌道距地面較近，相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度較快一顆衛(wèi)星能夠保持通信的時(shí)間約為10min，所以需要的不斷地切換衛(wèi)星鏈路。在低軌道上運(yùn)行的衛(wèi)星，距地面的高度是變化的，使每顆衛(wèi)星的覆蓋面積也在改變，從而造成有些區(qū)域出現(xiàn)盲區(qū)，有些區(qū)域發(fā)生重疊，這些問(wèn)題帶來(lái)的控制復(fù)雜性，是研究人員面臨的主要難題。

 

信威通信董事長(zhǎng)王靖表示，低軌衛(wèi)星通信技術(shù)是國(guó)家未來(lái)需要，作為民企，信威通信與清華的合作為民營(yíng)企業(yè)參與航天事業(yè)發(fā)展探索了新的研發(fā)及創(chuàng)新模式。該項(xiàng)目工程任務(wù)負(fù)責(zé)人陸建華教授稱(chēng)，靈巧通信試驗(yàn)衛(wèi)星大量采用商業(yè)器件(占85.78%)和國(guó)產(chǎn)器件(75.95%)，有效降低成本，為自主可控的小衛(wèi)星可持續(xù)發(fā)展探索了道路。

 

隨著靈動(dòng)通信試驗(yàn)衛(wèi)星的成功發(fā)射，后續(xù)的發(fā)展提出更多設(shè)想：2015年到2017年完成工程試驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)空間組網(wǎng);2017年到2020年則完成星座建設(shè)，最終實(shí)現(xiàn)軍民應(yīng)用，提供不受地點(diǎn)和時(shí)間限制的、低成本、民眾用得起的全球通信和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。

 

 

不過(guò)中國(guó)在發(fā)展這一技術(shù)的同時(shí)，也要吸取美國(guó)銥星的教訓(xùn)。

 

銥星系統(tǒng)可以說(shuō)帶來(lái)了人類(lèi)通訊技術(shù)上的劃時(shí)代變革，但由于巨大的研發(fā)費(fèi)用和系統(tǒng)建設(shè)費(fèi)用，銥星背上了沉重的債務(wù)負(fù)擔(dān)，整個(gè)銥星系統(tǒng)耗資達(dá)50多億美元，每年光系統(tǒng)的維護(hù)費(fèi)就要幾億美元。除了摩托羅拉等公司提供的投資和發(fā)行股票籌集的資金外，銥星公司還舉借了約30億美元的債務(wù)，每月光是債務(wù)利息就達(dá)4000多萬(wàn)美元。從一開(kāi)始，銥星公司就沒(méi)有喘過(guò)氣來(lái)，一直在與銀行和債券持有人等組成的債權(quán)方集團(tuán)進(jìn)行債務(wù)重組的談判，但雙方最終未能達(dá)成一致。

 

銥星在市場(chǎng)發(fā)展上也被認(rèn)為是失敗的。這個(gè)用66顆高技術(shù)衛(wèi)星編織起來(lái)的世紀(jì)末科技童話(huà)，在商用之初將自己定位在了“貴族科技”。銥星手機(jī)價(jià)格每部高達(dá)3000美元，加上高昂的通話(huà)費(fèi)用。它開(kāi)業(yè)的前兩個(gè)季度，在全球只發(fā)展了1萬(wàn)用戶(hù)，用戶(hù)最多時(shí)才5.5萬(wàn)。而據(jù)估算，它必須發(fā)展到50萬(wàn)用戶(hù)才能贏利。

 

因?yàn)樯鲜鲈颍?998年11月份投入商業(yè)服務(wù)的銥星系統(tǒng)，2000年3月即宣布破產(chǎn)。