按照衛星的軌道高度，衛星相對于地球可分為3類：低軌道（LEO）衛星，軌道高度在500km~2000km或更低；中軌道（MEO）衛星，軌道高度介于2000krn~20000km；高軌道（HEO）衛星，軌道高度大于20000km。按照系統的業務特點，LEO衛星通信系統又可分為：提供短信息業務的小LEO（Little LEO）系統，如曾經有OBCOMM、LEO ONE等系統；提供語音業務的大LEO（Big LEO）系統，如曾經有Global Star、Iridium等系統；提供高速數據業務的巨LEO（Mega LEO）系統，如曾經有Teledesic、Sky Bridge、Starlink等系統。

一、低軌道（LEO）衛星系統的組成

低軌道（LEO，Little Earth Orbit）衛星通信系統由衛星星座、關口地球站、系統控制中心、網絡控制中心和用戶單元所組成，示意圖可如下圖1所示。

圖 1：低軌道（LEO）衛星系統的組成示意

衛星星座即指系統的所有衛星，星座中衛星的數量與通信業務所服務的范圍及通信業務的需求相關，當實現全球通時，星座將要覆蓋全球，衛星數最多可能將達數萬顆。衛星星座也稱為系統的空間段，空間段的主要作用是提供地面段各設備收發信號之間的轉換或交換。衛星之間可以有星際連接，也可以設計成無星際連接。

關口地球站的主要作用是提供衛星移動通信系統與地面網絡的互聯和控制衛星移動終端的接入，并保障用戶在通信過程中信號不中斷。關口地球站的作用有點類似于陸地移動通信系統中的網關。

系統控制中心完成衛星星座的管理，.如衛星軌道的修正、衛星工作故障診斷等，保障衛星在預定軌道上正常工作。

網絡控制中心類似于陸地移動通信系統中的移動交換機，其作用是管理衛星移動用戶的賬號、計費、監視各鏈路的工作狀態等。

用戶單元主要是指衛星移動用戶終端。通過衛星移動終端，移動用戶可以在移動環境中獲得話音和數據等通信服務。

二、關于小LEO衛星系統簡介

商用小LEO（Little LEO）衛星系統首先由美國提出，提出于1990年，當時有OBCOMM、Starsys、VITA這3個小LEO衛星系統向美國聯邦通信委員會（FCC）提出申請，但那時還沒有為小LEO衛星系統分配工作頻段。1992年的世界無線電行政會議（WAR-C92）為小LEO衛星系統分配了VHF/UHF工作頻段：下行137~138MHz或140.15~401.00MHz、上行148.00~150.05MHz。而后，FCC向這3個系統頒發了許可證。

1993~1994年間，又先后有Leo One Worldwide Int.、Final Analysis Communication Inc.、CAT Commercial Systems Inc.、E-SAT Inc、GE American Communication Inc.等公司向FCC提出了小LEO系統的運營申請。1995年的世界無線電行政會議（WARC-95）將399.9~400.05MHz分配給為小LEO系統在全球范圍的上行頻率，將455~460MHz頻段分配為LEO系統在西半球范圍的上行頻率。1997年的世界無線電行政會議（WARC-97）又為小LEO系統增加了工作頻段，表2-1列出了當時小LEO衛星系統的工作頻段。

表2-1：小LEO系統的工作頻段

由于自身發展方向的調整，關鍵是業務的單一，后來某些小LEO系統逐步撤消了運營申請，表2-2所列為到2000年取得FCC運營許可證的小LEO系統。

表2-2：當時取得FCC許可證的小LEO系統

三、關于大LEO衛星系統簡介

大LEO（Big LEO）衛星系統可以用于提供語音通信業務，其典型的就是銥星系統（Iridium系統）。銥星系統是由美國摩托羅拉公司于1987年開始研究并于1990年提出的低軌道全球移動個人通信系統，它與地面現有通信網結合，可實現全球數字化個人包括語音、傳真、尋呼及基于GMS的補充和承載業務等。系統原設計為77顆衛星構成星座，由于與銥原子的電子數相同而得名。后來改為66顆衛星組成星座，圍繞6個極地圓軌道運行，極地圓軌道高度為780km，每個極地圓軌道平面分布11顆在軌運行及1顆備用衛星。

銥星系統（Iridium）的突出特點是，采用了其特有的“星上處理技術”和前所未有的“星際鏈路技術”，使其在系統結構上具有不依賴于地面通信網絡的支持，就可建立全球移動個人通信系統的能力。銥星系統（Iridium）構成的示意圖如下圖3所示，同樣是由空間段、系統控制段、用戶段和關口站段。其饋線鏈路和星際鏈路的工作頻率使用的是Ka頻段；用戶段使用L頻段，具體詳見下表3。

圖 3：銥星系統（Iridium）的組成示意圖

表3：銥星系統（Iridium）的工作頻率

欲更多了解銥星系統（Iridium）技術性能介紹的請進入。

四、關于巨LEO衛星系統簡介

對于巨LEO（Mega LEO）系統最典型的應用就是美國SpaceX公司目前正在打造的星鏈計劃（Starlink），其目的是實現全球的互聯網服務，即在全球的任何地方都可以實現互聯網的接入服務（即全球Wi-Fi）。此時，Starlink系統可以提供數據信號的高速傳輸。它規劃在在距地球550km左右高空全球部署四萬多的衛星星座，目前的工作頻率主要工作在Ku頻段，星際鏈路可采用激光鏈路。下表4給出了Starlink與地面5G系統關于時延與帶寬之比較，可見，相對于通信技術應用而言，Starlink系統的突出特點在于實現Wi-Fi業務的全球接入。

表 4：Starlink與地面5G系統關于時延與帶寬之比較

五、小結

從技術角度來看，小LEO系統和大LEO系統都能夠用于短信息通信。但小LEO系統是專門針對短信息通信而設計的，它的衛星有效載荷、衛星網絡管理系統以及用戶終端設備同大LEO系統比要簡單得多。它的系統投資、運營費用、終端設備價格也比大LEO系統低得多。因而對大范圍、多終端的短信息需求用戶（如環境監測、管線監測、車船監控等），小LEO系統是一個更經濟有效的通信手段。下表5-1所列是小LEO系統、大LEO系統和巨LEO系統的特點；典型的系統的特性之間的比較如下表5-2所示，僅供參考。

表 5-1：各種LEO系統特點比較

表 5-2：典型的LEO系統特性比較

欲進一步了解其它軌道衛星系統特點比較的請進入。