1.3 中轨道卫星移动通信系统及特点

O3b系统由谷歌、汇丰银行等共同发起，由O3b Networks公司负责建设、运营，旨在为全球（主要是非洲、亚洲和南美等地）偏远地区的30亿人口，利用 Ka 频段卫星通信技术，提供具备光纤传输速度的卫星通信骨干网，主要面向地面网接入受限的各类运营商或集团客户提供高带宽、低成本、低时延的卫星互联网接入服务[12]。2017年 O3b Networks公司被SES公司收购。O3b卫星系统是目前全球唯一在轨运行的MEO卫星移动通信系统。O3b卫星的轨道高度为8 060 km，倾角为0.03°，地面站单颗卫星的可见时间约45 min，为全球45°（S）～45°（N）的区域提供高通量卫星通信服务，扩展服务的覆盖范围为62°（S）～62°（N）。图1-9所示为早期O3b系统星座。

图1-9 早期O3b系统星座

O3b卫星系统目前由12颗MEO卫星组网，其中有10颗工作星、2颗在轨备份星，工作在Ka频段。2015年，又额外签订了8颗卫星订单，2018年发射，主要用于增加在轨容量，提高保密性，降低干扰。2016年，O3b Networks公司向美国联邦通信委员会（Federal Communications Commission，FCC）申请了3个星座的许可。第一个申请是对现有8颗卫星新增O3b卫星，O3b Networks公司希望将8颗卫星改为12颗卫星；第二个申请是希望发展一个由最多24颗Ka频段卫星组成的星座，称为O3b N，同样运行在MEO；第三个申请是发展一个由最多16颗Ka频段卫星组成的星座，运行在倾斜轨道和轨道高度为8 062 km、倾角为70°的轨道。该星座称为O3b I，位于2个轨道面，每个轨道面有8颗卫星。O3b I星座将会把当前63°（S）～63°（N）之间的覆盖服务扩展到全球覆盖。

O3b卫星采用“扩展寿命平台”，该平台继承自“全球星”二代卫星。O3b卫星发射质量约700 kg，设计寿命10年，功率15 k W。O3b卫星采用透明转发有效载荷，载有12台Ka频段转发器，带宽最高可达20 MHz。星上载有12副天线，其中10副天线用于用户波束，2副天线用于信关站波束，波束尺寸为720 km。卫星采用灵活有效载荷设计，每个波束均为可移动波束，单个波束既可以分别覆盖不同的服务区域，也可以叠加在一起，用于同一覆盖地区获得更高的容量，O3b卫星单个用户波束前向和反向链路的带宽各为216 MHz，总带宽为432 MHz，单个波束的容量最高可扩展至1.6 Gbit/s。O3b卫星采用处理类有效载荷，支持同一波束内的“环回”。同一波束覆盖区域内用户之间可以实现单跳通信，用户可以部署任意的地面平台，并且能够选择适合的网络拓扑（例如星状网、网状网、分布式星状网）。O3b卫星采用开放的系统架构，使得用户可以按需选择数据速率和网络容量，以及网速共享或专享的使用方式。

O3b卫星还支持不同波束间的“铰链”，即同一卫星间不同波束间的单跳通信。O3b系统主要面向集团级用户，提供干线传输和蜂窝电话回程、企业网络和海事业务，未来还将提供军用卫星通信业务。O3b公司提供的干线传输服务下行速率为650 Mbit/s，上行速率为600 Mbit/s，终端天线口径4 m；蜂窝电话回程服务下行速率为20 Mbit/s，终端天线口径为1.8 m；海事服务下行速率为400 Mbit/s，上行速率为150 Mbit/s，终端天线口径为1.2 m。