我国第一个卫星移动通信系统：天通一号详细透析
2016-11-08 来源：网易新闻
多年以来，卫星通信以其覆盖范围广、组网灵活、不受地理环境限制等优势，在野外勘探、边境巡逻、抗争救灾等活动中发挥了巨大作用。但是，由于小型终端数量不足、设备种类多、无法互连互通等原因，依然未能满足救援队伍快速机动的通讯需求。
因此，天通一号卫星移动系统开始应运而生。那么，天通一号卫星移动系统从诞生到发射，是如何一步一步走来的？
一、什么是卫星移动系统
移动通信卫星就是可以为移动和便携式终端提供通信的卫星。优势是可以为车辆、飞机、船舶和个人等移动用户提供语音、数据等通信服务，并可以实现用户终端的小型化、手机化。
相对于地面移动通信系统，地面移动通信系统由于受到地面基站覆盖区域的限制，一般在边远山区、沙漠戈戈壁、森林、边境等地区不能实现通信的全覆盖。而移动通信卫星系统就不存在这样的限制，可以自上而下实现区域的全覆盖，不受地形等因素的影响。
有人统计全国地面移动通信覆盖率不足国土陆地面积的10%，即使是像北京这样的大型城市，地面移动通信覆盖率也不足20%，像中国南海这样广阔的区域地面移动通信就更难以实现全覆盖。而我工作在的频段信号传输损耗小，雨衰小，可以实现地面终端设备的小型化，便于携带，同时保证通信质量。
二、天通一号开通运行背景
2008年汶川大地震发生后，震区地面通信网络全面瘫痪，当时中国没有自己的移动通信卫星系统，只能租用国外的卫星电话抗震救灾。
而国际上的移动卫星系统已经形成了多个覆盖全球或区域性的移动通信系统，包括铱星系统（Iridium）、欧星系统（Thuraya）和国际移动通信卫星系统（Inmarsat，原海事卫星系统），不仅广泛应用于个人通信、海洋运输、远洋渔业、航空客运等领域，而且在遭受地震、洪水、霜冻等自然灾害情况下能够实现无障碍通信并确定位置。
当时中国应对自然灾害中国主要依靠租用国际移动通信卫星系统（Inmarsat）来确保应急通信。汶川地震后，中国启动了自主移动通信卫星系统的立项论证，决心填补国家在卫星移动通信领域的空白。
2008年7月，孙家栋、沈荣骏院士联名上书中央，呼吁加快我国自主的卫星移动通信系统建设。而后，他们经过三年多的论证和涉及，在2011年时，我国首个卫星移动通信系统——天通一号卫星移动通信系统工程正式启动了。
天通一号卫星移动通信系统，是我国自主研制建设的卫星移动通信系统，也是我国空间信息基础设施的重要组成部分。系统由空间段、地面段和用户终端组成，空间段计划由多颗地球同步轨道移动通信卫星组成。
2016年8月6日，天通一号卫星在西昌成功发射，目前，卫星正在开展在轨测试，地面应用、运控系统正进程集成联试，不久后，全系统将正式开通运行。
三、天通卫星发射介绍
2016年8月6日零时22分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭成功将天通一号01星发射升空，这是我国卫星移动通信系统首发星。
天通一号卫星基于东方红四号平台研制，发射重量5400kg，定点与东经101.4度，设计寿命12年。天通一号拥有109个国土点波束，实现了我国领土、领海、一岛链以内区域覆盖；同时，还有两个海域波束，覆盖太平洋西部（二岛链内）和印度洋北部（孟加拉湾、安达曼海）。
天通一号的工作频段：用户链段为S频段、馈电链路为C频段，用户链路和馈电链路的上下行传输均为FDD/TDMA/FDMA方式，可同时支持一百万用户使用。
2016年8月13日，天通一号卫星通信天线成功展开，8月18日，天通一号卫星转发器成功开通。
四、天通一号地面运营情况
天通一号卫星移动系统的系统运营和宣传推广工作由中国电信卫星通信公司负责。
中国电信是我国基础电信运营商中唯一拥有卫星移动通信拍照的运营商，独家运营天通一号01星地面业务，为客户提供“天地空一体”的全方位通信保障服务。
据了解，作为天通一号卫星移动系统的“运营担当”，中国电信集团卫星通信有限公司下一代卫星移动通信发展中心的副总经理韩淼近日表示，工信部正在批复新的号段资源，专门用于天通一号的地面地面移动通信。
五、手持终端模式及通信
目前，支持天通一号卫星移动系统的终端包括手持型、便携型、车载型、数据采集等多种形态。
而支持天通一号的卫星移动系统的手机终端，采用了安卓操作系统，支持中文用户操作界面，界面应用程序、操作方式与普通手机基本一致。更让人惊喜的是，手机采用多模方式，可兼容地面4G移动通信。
手机支持信息速率为1.2kbps-9.6kbps；支持语音、数据、短信业务和定位功能；重量小于250g，待机时间72小时，工作时间6小时。
六、天通一号可提供的各类业务
根据介绍，天通一号的在轨测试中显示，天通一号卫星移动系统已经基本能够实现地面通信的全部功能。
语音能够拨打全球任意地面固定和移动电话；短信支持网内和出网短信息，可与地面公网移动终端互连互通；传输速率为9.6kbps，具有北斗定位功能，所有终端产品均内置北斗接收能力，支持基于北斗/GPS的位置管理与控制。
之后，还会提供各类增值业务，其中包括语音增值服务、接入服务、云服务智能网服务、在线数据处理与交易处理业务、储存转发类服务、多发通信服务、信息服务、通信类服务等。
地面移动通信系统受基站覆盖区域所限，很难在边远山区、沙漠戈壁、森林等地区实现通信全覆盖。天通一号则不受地形等因素影响，可以自上而下实现对海洋、山区和高原等地的无缝覆盖，对海上石油勘探开采、森林防护等通信能力提升有重要帮助。而且，天通一号工作频段信号传输损耗小，有利于终端设备的小型化，便于携带。
七、天通一号的未来
天通一号01星的发射，只是我国卫星移动系统的开始。根据规划，天通一号02星和03星将逐步进化，采用全新的东方红五号卫星平台，提高整星功率和天线口径，支持更大容量的宽带通信。
发射后，将分别在02星东西两侧部署，形成对太平洋中东部、印度洋海域及“一带一路”区域的常态化覆盖。
随着即将完成的研制建设和后续的应用推广，相信天通一号卫星移动系统必将在提升我国移动通信和应急通信保障水平方面发挥重大作用，成为经济建设和国防建设不可或缺的信息基础设施，满足政府、军队、行业、公众等方面用户的使用需求。
可以预计，2025年前，移动通信卫星系统的终端用户将超过300万，用户可以依赖卫星移动系统实现个人通信、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。
不仅能够支持保密的语音通信、数据传输和视频会议，实现灾难救援、海上救助和偏远地带救援，开展远程教育、远程医疗、广播和直播等业务，还能够为科考、勘探等高端商业用户提供互联网接入、个人移动通信等业务。