Development Situation and Analysis of Oneweb System

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Lin Li1, Zuo Peng2, Zhang Gengxin3

(1. The military representative office of the 714, Military Representative Office of the Ministry of equipment development, Nanjing, 210007; 2. Xiamen Radio and Television Group Technology Department, Xiamen, 361000; 3.Nanjing University of Posts and Telecommunication, Nanjing, 210003)

Abstract: Oneweb system is one of the new generation of low earth orbit(leo) satellite communication systems, which is started construction by Oneweb company of United States. On the basis of introducing the development situation of Oneweb system, this paper analyzed the composition, operational principle and service application of the system.

Keywords: Oneweb; System Composition; Operational Principle; Service Application

1 发展概况

Oneweb系统是美国oneweb公司建设的一

个新一代宽带低轨道小卫星星座通信系统。该

系统的最初构想由OPB网络创始人格雷格•惠勒(Greg Wyler )提出,并得到互联网巨头谷歌公司( Google )的支持,于OMNO年成立一个专门的公司来建设。OMN4年U月,greg Wyler的团队离开Google。OMN5年N月,greg Wyler将公司改名为Oneweb (一网)公司,并宣布获得英国维珍

(Virgin)集团和美国高通(nualcomm)的投资。目前,Oneweb公司正在软银、国际通信卫星公司和

可口可乐等投资方的支持下,进行全球宽带低轨卫

星通信星座系统的建设工作。OMN4年S月,worldvu公司从破产的Skybridge公司手中获得有关卫星频谱,由于Oneweb公司收购了worldvu公司,从而拥有了ITU正式授权的KU频段资源。

Oneweb系统的目标是建立一个大型低轨道小卫

星星座,能够向全球提供无缝的宽带互联网接入服

务。系统于OMN5年完成系统设计,OMNS年开始卫星和火箭制造,原计划从OMNU年5月开始发射卫星,OMN9

年底完成星座的基本部署并开始投入运营服务,整

个系统的计划总投资为N5~OM亿美元。目前,首次发射时间已经推迟到OMNU年年底,以进行更多的地面

测试,并把一些改进部件融入卫星的最终设计。

作者简介:林 莉,厦门广播电视集团技术中心播送部工程师,主要从事节目播出技术工作。左 鹏,装备发展部驻714厂军代室高级工程师,主要从事通信技术方面的工作。张更新,南京邮电大学教授,主要从事卫星通信、深空通信和卫星导航方面的工作。

目前,全世界仍然有将近40亿人无法上网,而

能够提供互联网服务的很多区域其网速缓慢且费用昂贵。当互联网对社会带来的改变日益显著时,能否顺畅地接入互联网已被许多人认为是人类应有的基本权利和社会经济发展的基础。随着对互联网带宽需求的日益增加,未来更顺畅便宜、无处不在的互联网连接使用需求对地面网络带来了巨大挑战,卫星通信在这方面可以发挥重大作用。Oneweb系统的提出给我们提供了一种未来利用卫

星通信系统解决全球宽带大容量互联网接入的解决方案。

2 系统组成

低轨星座卫星通信系统通常划分为空间段、地面段和用户段三个组成部分。其中,空间段是指星座中的所能卫星;地面段通常指中心站、测控站、信关站及地面支撑网组成,负责对空间段的测控、网络运行管理及用户管理等功能;应用段是指各类用户终端,包括手持机、便携站、车(机、船)载站、嵌入式终端、采集终端和固定站等。对于Oneweb

系统也可以按照这三个组成部分来进行分析。

2.1 空间段

按照最初提交给美国联邦通信委员会(FCC)的申请,Oneweb系统的空间段由720颗卫星组成,卫星分布在18个轨道面上,每个轨道面上部署40颗卫星,卫星轨道高度为1200km。每颗卫星的重量约为145kg,采用电推方式入轨,可在轨运行5年左右。图1给出了Oneweb卫星在空中展开后的示意图。空间段具体的组网卫星数量仍有待确定。Oneweb公司2018年3月向FCC提出申请,要求把授权组网卫星数量从720颗增加到1980颗。

所有的Oneweb卫星由一网卫星( Oneweb Satellite)公司负责设计和制造,该公司是oneweb公司与空客防务及航天公司(Airbus Defense and Space)的合资公司,双方各持50%的股份。采用一次生产900颗卫星的批量生产方式,以大幅降低生产成本,一颗卫星的造价低于50万美元。最初的10颗样品卫星将在法国生产,其余890颗卫星的批量生

产将在美国佛罗里达肯尼迪航天中心附近的工厂完

成。Oneweb计划在2018年底开始发射卫星,2019

年底完成星座的基本部署。

要将这么多卫星在短期内部署到位,其发射也

是一个大问题。根据计划,Oneweb系统将使用俄罗斯的联盟号火箭进行21次卫星发射,计划每21天发射一次,每次携带36颗、偶尔是34颗卫星。此外,还将利用Ariane 6号火箭和英国Virgin集团的virgin Galactic空中发射平台进行发射。

由于Oneweb系统采用ku频段,当其卫星穿

过赤道时存在着与GEO卫星之间的同频干扰问

题,因此,Oneweb系统采用了一种称为“渐进倾斜(progressive pitch)”的专利技术来保护所有工作在KU波段的GEO通信卫星不受其干扰。其基本思想是,当LEO卫星接近赤道时,通过缓慢的姿态调整使得LEO卫星逐渐以一定的斜度穿过赤道,配合发射功率的调整,从而消除对GEO卫星的干扰。另外,在赤道附近的Oneweb用户可以转向使用Intelsat的epic卫星。

2.2 地面段

根据设计方案,Oneweb卫星之间没有星间链路,整个系统采用的是“天星地网”组网方式,因此,需要在地面设置足够多的信关站,才能保证对全球的无缝覆盖。

按照目前的建设方案,Oneweb系统在全球范围内需要设置50多个信关站,其中美国至少要有4个信关站。每个信关站计划配置10幅以上的天线,每幅

天线口径为2.4米或更大。Oneweb系统的地面段主要由美国休斯网络系统( HNS )公司负责设计、研发和生产, Hns也在研发能兼容intelsat的Epic卫星和Oneweb卫星的双模终端。

图1 Oneweb卫星在空中展开后的示意图

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