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1 MUOS系統(tǒng)概述 2 MOUS系統(tǒng)架構(gòu) 2.1 UHF衛(wèi)星通信的發(fā)展和特點 ,； 2.2 MUOS的總體目標 ；2.3 MUOS支持的業(yè)務(wù)類型 ,；2.4 MUOS通信能力 3 MUOS 空間段 4 MUOS操作地面站 5 MUOS用戶段 6 MUOS系統(tǒng)總結(jié) 移動用戶目標系統(tǒng)(MUOS) 是美國太空部隊的窄帶軍事通信衛(wèi)星系統(tǒng),，支持超高頻(UHF) 頻段的全球多服務(wù)用戶群體。該系統(tǒng)為更新,、更小的終端提供增強的通信能力,，同時仍然支持與傳統(tǒng)終端的互操作性,。MUOS 旨在支持需要更大移動性,、更高比特率和更高操作可用性的用戶。MUOS 宣布于 2019 年全面投入使用,。[1]2012 年,，由于抗議者擔心無線電波造成的健康風險和環(huán)境破壞，意大利地面站的建設(shè)工作暫停了近一半時間,。一項科學研究“指出了對人類和環(huán)境的嚴重風險,，例如阻止其在人口稠密地區(qū)實現(xiàn)，例如尼謝米鎮(zhèn)附近的地區(qū)”,。[24]盡管存在爭議,，Niscemi 的站點還是在 MUOS-4 發(fā)射之前完成了。MUOS（移動用戶目標系統(tǒng)）是下一代窄帶戰(zhàn)術(shù)衛(wèi)星通信系統(tǒng),，旨在顯著改善美軍移動中的地面通信,。新的通信系統(tǒng)預(yù)計于 2010 年投入使用，其吞吐量或可傳輸?shù)男畔⒘渴钱斍?UFO 系統(tǒng)的 10 倍,，并將為美國軍隊提供更可靠的通信方式,，因為它不受天氣、環(huán)境限制或樹葉的影響,。業(yè)內(nèi)消息人士稱,，在新系統(tǒng)下，即使是在最偏遠地區(qū)或沒有衛(wèi)星接入的建筑物中的部隊,，通信能力也會大幅提高,。2004年9月,，洛克希德隊入選，對陣雷神隊,。位于加利福尼亞州桑尼維爾市的洛克希德·馬丁航天系統(tǒng)公司是 MUOS 的主承包商和系統(tǒng)集成商,，最近獲得了美國海軍太空和海戰(zhàn)系統(tǒng)司令部 (SPAWAR) 授予的一份價值 21 億美元的合同，用于建造首批兩顆衛(wèi)星和相關(guān)的地面控制元件,。該合同還提供了另外三艘航天器的選擇,。行使所有選擇權(quán)后，最多五顆衛(wèi)星的合同總潛在價值達 32.6 億美元,。MUOS 衛(wèi)星將在該公司位于賓夕法尼亞州紐敦的商業(yè)空間系統(tǒng)部門開發(fā),；最終組裝和測試將在桑尼維爾進行。洛克希德·馬丁公司屢獲殊榮的 A2100 總線已在軌服務(wù)超過 100 年,，將作為 MUOS 航天器平臺,。位于亞利桑那州斯科茨代爾的通用動力 C4 系統(tǒng)公司將領(lǐng)導(dǎo) MUOS 計劃的用戶進入和集成地面部分，提供安全的地面網(wǎng)絡(luò),、衛(wèi)星控制和網(wǎng)絡(luò)管理以及符合 JTRS 的終端解決方案,。波音衛(wèi)星系統(tǒng) (BSS)，加利福尼亞州埃爾塞貢多,；波音綜合防御系統(tǒng)公司的衛(wèi)星制造部門將提供傳統(tǒng)的超高頻有效載荷,。愛立信，德克薩斯州普萊諾,。2G 和 3G 移動技術(shù)系統(tǒng)的領(lǐng)導(dǎo)者將提供部分集成地面部分,。Harris 公司，佛羅里達州墨爾本,。作為星載可展開網(wǎng)狀反射器的世界領(lǐng)先者,，Harris 將為 MUOS 計劃提供大型反射器。每顆衛(wèi)星兩個反射器將在哈里斯工廠制造,，作為 MUOS 地球同步衛(wèi)星超高頻 (UHF) 頻段天線系統(tǒng)的一部分,。由于部分預(yù)算用于資助伊拉克的運營，第一顆 MUOS 衛(wèi)星的發(fā)射計劃被推遲到 2012 年,。美軍窄帶衛(wèi)星通信系統(tǒng)（MUOS）主要服務(wù)于全球戰(zhàn)術(shù)通信,，包括途中緊急通信、戰(zhàn)區(qū)內(nèi)通信,、情報廣播和戰(zhàn)斗網(wǎng)無線電的距離擴展等提供支持,。窄帶衛(wèi)星通信電臺可跨梯隊連接戰(zhàn)術(shù)作戰(zhàn)中心，并為遠離主力部隊的遠程監(jiān)視部隊及陸軍特戰(zhàn)部隊提供支持,。MUOS系統(tǒng)由空間段,、地面段和用戶端組成。空間段包括4顆GEO衛(wèi)星和一顆在軌備份衛(wèi)星,，每顆衛(wèi)星除搭載一個MUOS系統(tǒng)有效載荷之外,，還搭載一個UFO衛(wèi)星有效載荷,；地面系統(tǒng)主要作用是控制衛(wèi)星、傳輸和管理用戶語音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),，集成至國防信息系統(tǒng)網(wǎng)以及管理和控制通信資源,；用戶段由各種用戶終端組成。如下圖,。MUOS衛(wèi)星星座由4個同步衛(wèi)星與一個在軌備用星組成,，每顆MUOS衛(wèi)星可支持127個獨立的點波束，并把其需要覆蓋的區(qū)域劃分為127個蜂窩,，每個蜂窩由一個點波束來對應(yīng),。各個蜂窩的面積不盡相同，熱點地區(qū)由若干個蜂窩來覆蓋,，每個蜂窩的面積相對小些(最小的約8001000km),；而對幅員遼闊但通信需要兩少的地區(qū)，則僅用一個“大”蜂窩來覆蓋,。備用星可隨時漂移到有需要的地區(qū),，以增加這個地區(qū)的可用信道數(shù)量。由于采用了WCDMA蜂窩技術(shù),，不同的蜂窩間可以實現(xiàn)頻率再用,，同一蜂窩里，所有用戶在同一時間內(nèi)使用相同的頻率來通信,，其信道的劃分是通過不同的波形,，即不同的擴頻碼來區(qū)分的,。MUOS劃分的蜂窩數(shù)眾多(1274=508個),，各個蜂窩可用信道數(shù)的總和則比UFO大得多，容量達到UFO系統(tǒng)的十倍以上,，信道可用率大于97％,，窄帶話音信道輸出速率可達到9.6kbps，寬帶數(shù)據(jù)信道傳輸速率可達到64kbps,，仍然采用BPSK調(diào)制方式,。MUOS用戶信息流的傳遞與UFO有很大的不同，用戶終端由UHFWCDMA上行鏈路把信息發(fā)到MUOS衛(wèi)星上,，衛(wèi)星通過Ka頻段下行鏈路把此信息轉(zhuǎn)發(fā)到分別坐落在夏威夷,、諾福克,、西西里和澳大利亞的四個地面站之一,。這四個地面站是互通的，其網(wǎng)絡(luò)管理設(shè)備放置在夏威夷和維吉尼亞,。網(wǎng)管設(shè)備會判別出信息所要通向的目標用戶,，并把其轉(zhuǎn)發(fā)到合適的地面站,，然后地面站會通過Ka頻段上行鏈路把信息發(fā)送到衛(wèi)星上，最后衛(wèi)星經(jīng)由UHFWCDMA下行鏈路把信息發(fā)送到正確的目標用戶,。如下圖,。UHF上行鏈路、衛(wèi)星和Ka頻段下行鏈路共同構(gòu)成用戶到基站(User-to-Base,，U2B)鏈路,，Ka頻段上行鏈路、衛(wèi)星和UHF下行鏈路共同構(gòu)成基站到用戶(Base—to—User,，B2U)鏈路,。MUOS網(wǎng)絡(luò)由4顆地球同步衛(wèi)星(外加一顆在軌備用衛(wèi)星)和4個地理上分散的地面站，以及地面交換網(wǎng)絡(luò)組成,，所有的地面系統(tǒng)都通過高容量光纖地面鏈路連接（上圖中橙色的線）,，為移動部隊帶來同步的、透明的語音,、視頻和任務(wù)數(shù)據(jù),。洛克希德·馬丁公司是MUOS衛(wèi)星的主承包商，而地面系統(tǒng)由通用動力公司建造,。MUOS系統(tǒng)每個衛(wèi)星總是在兩個地面站無線電接入設(shè)備（RAF：radio access facilities）的視野中,，每個RAF也總是在兩個衛(wèi)星的視野中。如果與3G地面術(shù)語相比,，每個MUOS衛(wèi)星對應(yīng)一個“發(fā)射塔”,，每個地面RAF對應(yīng)一個“基站”。2.1 UHF衛(wèi)星通信的發(fā)展和特點按照頻譜劃分,，UHF的頻率范圍為300MHz到3000MHz,。在UHF衛(wèi)星通信(SATCOM)中，通常使用UHF較低的頻段,，偶爾還會用到頻率范圍為30～300MHz的VHF頻段,。UHF在軍事應(yīng)用中有許多特有的優(yōu)勢，主要體現(xiàn)在：(1)信號穿透性強,。在擁擠的城市里,、密集的叢林中、破壞的天氣下均能適用,。(2)終端實用性強,。UHF終端輕巧而牢固，適用于艦船,、車輛,、飛機、單兵背負甚至手持使用。(3)可實現(xiàn)全球覆蓋及廣播聯(lián)網(wǎng),。UHF的大型波束和相對較低的功率有利于實現(xiàn)全球廣播聯(lián)網(wǎng),。(4)接人得到保證。根據(jù)國際電信聯(lián)盟(ITU)確認的國際性協(xié)議,，UHF頻譜中的其中一段專門劃分給軍方,。UHF主要使用在軍事行動的初期及惡劣的環(huán)境條件下，在作戰(zhàn)的開始階段,，通常沒有足夠的時間鋪設(shè)大量的電話線,、光纜或架設(shè)大型的天線系統(tǒng)，使用機載,、車載,、背負或手持等UHF終端實現(xiàn)作戰(zhàn)單元間的相互通信時最使用、簡便的方法,。此外,，作戰(zhàn)單元要獲得不受天氣及地理位置影響的通信，UHF無疑是最好的選擇,。特高頻后續(xù)(UHF Follow—On,，UFO)衛(wèi)星系統(tǒng)是當前美軍在UHF頻段上使用的窄帶軍事衛(wèi)星通信系統(tǒng)(MILSATCOM)。第1顆UFO衛(wèi)星于1993發(fā)射升空,，第11顆也是最后一顆UFO衛(wèi)星在2004年發(fā)射完畢,。UFO衛(wèi)星系統(tǒng)的上行頻率為290～320MHz，下行頻率為240—270MHz,，調(diào)制方式為BPSK,。每一顆UFO衛(wèi)星在555kHz的帶寬里提供39個UHF信道，包括21個5kHz的再帶信道,，l7個25kHz的中繼信道及一個艦隊廣播信道,。UFO衛(wèi)星系統(tǒng)主要為美軍部署在全球各熱點地區(qū)，如韓國,、西南亞,、波斯尼亞和阿富汗的部隊提供2．4kbps全雙工或4．8kbps半雙工的語音及低速數(shù)據(jù)服務(wù)。過去十多年里,，美國參與的每一場大型戰(zhàn)爭都處于UFO衛(wèi)星的覆蓋范圍內(nèi)。UFO系統(tǒng)在這些戰(zhàn)爭中表現(xiàn)出色,，為各作戰(zhàn)單元提供良好的服務(wù),，得到可一致好評。然而,，隨著軍事需求的發(fā)展,，在飛機、艦艇、軍艦,、坦克等各軍事平臺上使用的UHF終端急劇增多,，UFO系統(tǒng)容量不足的問題日趨明顯。一些評估顯示UFO的用戶數(shù)量已超過了定額的150％,。而且,，由于干擾或操作失誤,，信道可用率通常低于50％,。此外,，目前單兵使用的UFO終端還比較龐大,，攜帶,、使用起來不是十分方便,。2010年開始,，UFO將逐步被名為移動目標系統(tǒng)(MUOS)的新一代UHF衛(wèi)星通信系統(tǒng)取代,。(1)在系統(tǒng)運行初期,，提供窄帶的MUOS通信能力，來滿足運動中作戰(zhàn)人員對覆蓋、容量,、接入要求,，以及對控制、互操作,、服務(wù)、動中通信和有效性要求,。(2)維持國防部現(xiàn)行招待通信的性能和有效性,。這些主要性能參數(shù)表明,， MUOS在通信能力方面向前跨了一大步,，尤其在容量和有效性方面，超過了UFO和FLTSAT所提供的性能,。MUOS的目標是為作戰(zhàn)環(huán)境下高機動部隊的指戰(zhàn)員提供更大的通信容量。MUOS提供用戶兩種服務(wù)方式，分別是全雙工的點對點通信業(yè)務(wù)和半雙工的群組通信業(yè)務(wù),，用戶業(yè)務(wù)分成兩個主要類別：話音和數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)細分為IP數(shù)據(jù),、二進制數(shù)據(jù)和短數(shù)字信息(SDM)數(shù)據(jù)三類,。IP數(shù)據(jù)封裝成IP數(shù)據(jù)包，通過它的IP包頭路由這些數(shù)據(jù)包,；二進制數(shù)據(jù)(包括消息和流數(shù)據(jù)),，被傳輸?shù)組UOS處理轉(zhuǎn)發(fā)器上的軟件上,，軟件將負責打包和傳輸數(shù)據(jù)到遠端；SDM數(shù)據(jù)是二進制數(shù)據(jù)的特殊形式,，打包時將明確說明大小以滿足MUOS突發(fā)業(yè)務(wù)的QoS保證,。除此之外，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)分為確保服務(wù)(保證比特速率和QoS)和盡力而為服務(wù)(不保證速率和QoS),。UMTS有三種工作模式：確認模式(AM),、非確認模式(UM)和透明模式(TM)，用戶可選擇其中一種來滿足自己的QoS的需求,。使用確認模式降低了控制傳輸?shù)恼`碼率,，以允許使用標準的UDP和TCP／IP協(xié)議，但MUOS不能提供TCP／IP代理,。MUOS系統(tǒng)16個點波束天線與早先的UFO等系統(tǒng)的全球波束天線相比有12～15dB的額外接收增益，這種額外增益使MUOS手持終端在最嚴酷的傳輸環(huán)境下都能達到至少9.6kbps的傳輸能力,，在傳輸環(huán)境優(yōu)良時最高速率能達到32kbps,。同時相對于UFO等系統(tǒng)的25kHz帶寬的招待信道，MUOS系統(tǒng)提供的信道帶寬拓展到了5MHz,，這樣在同等天線增益和功率上,，信道所能提供的信息速率獲得了較大的提升。換句話說,，要在同等天線增益上達到相等的信息速率,，可以采用較小的發(fā)射功率來實現(xiàn)，使終端的額隱蔽性和生存能力得到了提升,。整個MUOS衛(wèi)星系統(tǒng)能處理16332個2.4kbps的WCDMA終端同時接入,，以及424個UFO終端接入，總?cè)萘繛?/span>4.216Mbps,，鏈路預(yù)算詳見下表3,。MUOS支持體積小、重量輕的通信設(shè)備,，改進了為高度機動的廣大指戰(zhàn)員用戶設(shè)備的性能,。例如，現(xiàn)今典型的PSC一5型UHF便攜機不帶電池時重11磅,，并且具有23.5Bw的有效全向輻射功率(EIRP),，一15.9dB/K的接收機品質(zhì)因子(G/T)，可支持16kbps的通信,。與之相比,，在最適宜的環(huán)境下，MUOS的目標是只有8.5dBw的EIRP和一27.7dB/K的G/T來支持UHF手持終端,，速率可以達到32kbps,，其目標重量是帶電池總計不超過1磅,。位于圣地亞哥的美國海軍空間系統(tǒng)項目執(zhí)行辦公室 (PEO) 通信衛(wèi)星項目辦公室 (PMW 146)是 MUOS 項目的主要開發(fā)商。[4]洛克希德·馬丁航天公司是美國海軍合同 N00039-04-C-2009 下 MUOS 的主要系統(tǒng)承包商和衛(wèi)星設(shè)計師,，該合同于 2004 年 9 月 24 日宣布,。[5] [6] 主要分包商包括通用動力任務(wù)系統(tǒng)公司(地面運輸架構(gòu)）、波音（傳統(tǒng)UFO 和部分 WCDMA有效載荷）和Harris（可部署網(wǎng)狀反射器）,。該計劃耗資 73.4 億美元交付了五顆衛(wèi)星,、四個地面站和一個地面?zhèn)鬏斁W(wǎng)絡(luò)。[7]移動用戶目標系統(tǒng) (MUOS) 由洛克希德馬丁公司為美國海軍開發(fā),，正在徹底改變機動部隊的安全超高頻 (UHF) 衛(wèi)星通信 (SATCOM),。支持移動、戰(zhàn)術(shù)地面,、海上或空中作戰(zhàn)的MUOS無線電終端用戶可以無縫連接全球各地并進入全球信息網(wǎng)格以及國防交換網(wǎng)絡(luò),。MUOS的新功能包括在基于高速互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的系統(tǒng)上同時傳輸清晰的語音、視頻和任務(wù)數(shù)據(jù),。移動用戶目標系統(tǒng)（MUOS）通過五顆衛(wèi)星（四顆運行衛(wèi)星和一顆在軌備用衛(wèi)星）組成的星座,，為終端、平臺,、戰(zhàn)術(shù)運營商和運營中心提供全球窄帶連接,。該系統(tǒng)取代了 20 世紀 90 年代速度較慢且移動性較差的超高頻后續(xù)(UFO) 衛(wèi)星通信系統(tǒng)。MUOS主要服務(wù)于美國國防部（DoD）,；不過,，國際盟友的使用過去一直在下降。[2] MUOS 主要針對移動用戶（例如空中和海上平臺,、地面車輛和徒步士兵）,，以高達 384 kbit/s的數(shù)據(jù)速率將用戶的語音、數(shù)據(jù)和視頻通信擴展到視線之外 ,。[3]公共空中接口(Common Air Interface,，CAI)是為了標準化衛(wèi)星與終端之間通信波形而定義的。信道的相干時間越大,，對支持物理層信令傳輸和接收機跟蹤算法的專用物理控制信道(Dedicated Physical Control Channel,，DPCCH)功率要求越低。MUOS UHF信道相干時間約為陸地蜂窩系統(tǒng)的6倍,，因此可以降低控制信道的功率開銷,，提高數(shù)據(jù)信道的承載容量。與典型的陸地蜂窩WCDMA系統(tǒng)相比,，MUOS波形設(shè)計時,，降低了DPCCH和公共導(dǎo)頻信道(Common Pilot Channel，CPICH)功率。在U2B方向,，DPCCH功率降低了7dB,；B2U方向，CPICH功率降低了10dB,。MUOS信道相干時間大于100ms,，而WCDMA物理層最大傳輸時間間隔(Transmission Time Interval，TTI)為80ms,，因此要在U2B鏈路利用時間分集技術(shù)必須增大傳輸時延,。MUOS在WCDMA調(diào)制子層和編碼合成傳輸信道之間插入了楔形交織(Dove Tail Interleaving，DTI),，將8個阿進行幀交織,，傳輸時問問隔增大到640ms，實現(xiàn)了長相干時間UHF信道的時間分集技術(shù),。MUOS作為軍事系統(tǒng),，其嚴格的數(shù)據(jù)速率要求決定了B2U鏈路速率匹配算法與陸地WCDMA系統(tǒng)中使用的算法存在差異。MUOSB2U速率匹配算法要考慮誤塊率,、信息重傳和周期性的優(yōu)先控制等因素,，因此要求傳輸格式組合(Transport Format Combination，TFC)中的數(shù)據(jù)速率高于額定速率,。MUOS修改了3G WCDMA B2U鏈路速率匹配算法，將TFC分為額定值和擴展值,。額定TFC發(fā)送額定數(shù)據(jù)速率,，在未滿載的TFC中插入不連續(xù)發(fā)射比特，類似于陸地蜂窩WCDMA下行鏈路速率匹配算法,；擴展TFC則完全利用所有可用的專用物理數(shù)據(jù)信道(Dedicated Physical Data Channel,，DPDCH)比特進行速率設(shè)定。仿真實驗證明運用該改進的速率匹配算法,，能有效地克服性能下降,。對于MUOS采用星上信號處理有幾種好處，并且UHF相當窄的帶寬用當代信息處理技術(shù)進行處理完全可以勝任,。衛(wèi)星處理可以使上行鏈路與下行鏈路波束之間的選路不受限制,，通過自適應(yīng)信號組合，根據(jù)需求和干擾的情況靈活地分配信道和調(diào)整波束,，提高了鏈路的性能,。轉(zhuǎn)發(fā)器衛(wèi)星依賴于關(guān)口站的處理也具有一定的這種能力，但這需要兩次跳轉(zhuǎn),、額外的饋電鏈路頻譜,、在衛(wèi)星上裝上更笨重功耗更大的饋電鏈路裝置，以及對關(guān)口站連接的依附l生很強，而星上信號處理則克服了這些缺點,。星上處理框圖如下圖,。 預(yù)計多數(shù)固定星上處理任務(wù)如分接、波束成形,、解調(diào)和譯碼都將使用ASIC技術(shù)實現(xiàn),。當前，LSI Logic公司使用0.18微米的工藝制造的無輻射強化ASIC的門電路達到2600萬,，功率需求為0.007uW/gate/MHz,。抗輻射ASIC技術(shù)工藝一向落后主流CMOS技術(shù)三到四年,，而且這個趨勢會保持下去,。根據(jù)圖3所示的處理功能和64Mbps的A/D采樣率，估計星上處理裝置的重量和功耗分別為30千克和300瓦,。表4提供了對負載重量和功耗的估計,，對天線和結(jié)構(gòu)子系統(tǒng)的估計以Astro Aerospace公司提供的數(shù)據(jù)位基礎(chǔ)。對RF模塊的估計以林肯試驗衛(wèi)星,、LES-8,、9的雙工器設(shè)計，以及使用50W的功放為及粗話,。包括饋電鏈路和交叉鏈路在內(nèi),，負載總重量大約為735千克，總功耗大約為3463瓦,。RAKE接收技術(shù),，RAKE接收機通過相干合并每個信道接收到的能量來對抗多徑衰落。MUOS系統(tǒng)中,，RAF和用戶終端都是用了RAKE接收技術(shù),。由空中接口技術(shù)可知，為最大限度地提高容量,，將DPCCH功率電平設(shè)置比地面WCD．MA系統(tǒng)中的典型值低7dB,。專用導(dǎo)頻符號是DPCCH的一部分，主要用于信道估計,，相當于“訓練序列”,，RAKE信號處理也是針對專用導(dǎo)頻符號進行的，處理后一方面對信道進行估計,，控制查找器時延,，另一方面計算出組合權(quán)向量，將不同DPCCH數(shù)據(jù)流組合成單一數(shù)據(jù)流,，如圖,。專用導(dǎo)頻符號功率過低,，通過信道后信干比過低影響RAKE信號處理的性能，為了解決這一問題,，需要增大信道跟蹤時間常數(shù),，由此增加的信道跟蹤處理增益能減輕專用導(dǎo)頻符號信干比的降低。實際中,，信道跟蹤事件常數(shù)受到信道相干事件和頻率跟蹤性能的限制,，MUOS信道相干時間長，因此MUOS RAKE接收機的信道跟蹤事件常數(shù)只受到頻率跟蹤性能的限制,。為了提高頻率跟蹤性能,，MUOS RAKE接收機使用了最大似然算法的頻率估計技術(shù)、在頻率估計前增加預(yù)檢測數(shù)據(jù)積分及延長頻率跟蹤時間常數(shù)等方法,。 | | | | | | | Lockheed Martin (Prime), Boeing, General Dynamics | | | | | | 2 deployable solar arrays, batteries | | | | | | |
MUOS衛(wèi)星以洛克希德公司的A2100衛(wèi)星平臺為基礎(chǔ),，凈質(zhì)量為3812公斤，發(fā)射質(zhì)量為6740公斤,。衛(wèi)星主體大小為6.7 x 3.66 x 1.83米,。A2100衛(wèi)星平臺主要用作地球靜止軌道上運行的通信衛(wèi)星平臺，同時,，該平臺也承載紅外掃描和凝視傳感器的SBIRS-GEO(基于空間的紅外傳感器)衛(wèi)星,，以及在中地球軌道上運行的GPS Block IIIA衛(wèi)星。根據(jù) NAVWAR 的說法,，為了提供下一代窄帶通信,，衛(wèi)星載有兩個有效通信載荷，并產(chǎn)生兩個部分的通信能力,。MUOS 星座中的每顆衛(wèi)星都攜帶兩個有效載荷：1,、一個載荷是在向 MUOS 過渡期間維持國防部窄帶通信的傳統(tǒng)通信有效載荷，集成了功能齊全且獨立的 UFO 傳統(tǒng)有效負載,。當今許多機動部隊仍在使用的傳統(tǒng) UHF 衛(wèi)星通信系統(tǒng)，每顆衛(wèi)星中還“傳統(tǒng)”有效負載延長了傳統(tǒng) UHF 衛(wèi)星通信終端的使用壽命,，并能夠更順利地過渡到 MUOS,。一個直徑5.4米的反射器將用于與傳統(tǒng)的UHF終端通信，以提供一個與前期軍方使用的許多設(shè)備兼容的系統(tǒng),。2,、另外一個載荷是先進的 MUOS 新的寬帶碼分多址 (WCDMA) 波形功能。MUOS先進的多波束通信功能則使用直徑14米的第二反射器,。MUOS系統(tǒng)所用的衛(wèi)星基于洛馬公司的A2100衛(wèi)星平臺,，在軌質(zhì)量為3,812千克，發(fā)射質(zhì)量為6,740千克,，尺寸為6.7m×3.66m×1.83m,。MUOS擁有澳大利亞，意大利，弗吉尼亞和夏威夷四個地面接收站,。每個地面站通過Ka頻段饋線鏈路服務(wù)于四個有源衛(wèi)星中的一個,，下行鏈路為20.2-21.2GHz，上行鏈路為30.0-31.0GHz,。該衛(wèi)星采用三軸穩(wěn)定裝置,，配備了姿態(tài)確定和控制系統(tǒng)，可提供精確的指向能力,。衛(wèi)星推進是通過以IHIBT-4主機為中心的系統(tǒng)完成的,。BT-4由日本IHI航空航天公司開發(fā)，干質(zhì)量為4千克,，長度為0.65米,。該發(fā)動機使用單甲基肼燃料和氮氧化四氮氧化物提供450牛頓的推力。除主發(fā)動機外,，MUOS還配備了反應(yīng)控制推進器,，安裝在反應(yīng)發(fā)動機組件上。發(fā)動機燃料為肼的混合物,，用于BT-4燃燒期間的姿態(tài)控制以及GEO中較小的軌道調(diào)整操作和漂移操作,。一旦投入運行，MUOS 將提供其最終取代的遺留系統(tǒng) 16 倍的容量,。MUOS 網(wǎng)絡(luò)的初始配置由四顆軌道衛(wèi)星 (MUOS 1-4) 和四個中繼地面站組成,。在軌備用設(shè)備 MUOS-5 將確保網(wǎng)絡(luò)始終可用以支持美國及其盟軍機動部隊，并積極支持傳統(tǒng)的 UHF 系統(tǒng),。MUOS WCDMA 無線電可以在連接到軍事網(wǎng)絡(luò)的基于互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的系統(tǒng)上同時傳輸語音,、視頻和任務(wù)數(shù)據(jù)。MUOS 無線電可以在世界任何地方以與 3G 智能手機相當?shù)乃俣冗\行,。MUOS 無線電還可以在茂密的覆蓋物下工作,，例如叢林樹冠和城市環(huán)境。MUOS 作為全球蜂窩服務(wù)提供商運營,，為戰(zhàn)士提供類似現(xiàn)代手機的功能（例如多媒體）,。它將商用第三代 (3G)寬帶碼分多址(WCDMA) 蜂窩電話系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為使用地球同步衛(wèi)星代替蜂窩塔的軍用 UHF 衛(wèi)星通信無線電系統(tǒng)。通過在超高頻(UHF) 頻段（比傳統(tǒng)地面蜂窩網(wǎng)絡(luò)使用的頻段低）下運行,， MUOS 為作戰(zhàn)人員提供了在“不利”環(huán)境中進行通信的戰(zhàn)術(shù)能力,，例如頻率較高的茂密森林地區(qū)。信號會被森林樹冠衰減得令人無法接受?，F(xiàn)場用戶可以根據(jù)需要在幾秒鐘內(nèi)建立連接,，然后同樣輕松地釋放連接，從而為其他用戶釋放資源,。與更傳統(tǒng)的軍事通信方法保持一致,，還可以使用 MUOS 的地面網(wǎng)絡(luò)管理中心永久或按照特定時間表建立預(yù)先規(guī)劃的網(wǎng)絡(luò),。MUOS 衛(wèi)星配備了寬帶碼分多址 (WCDMA) 有效載荷，其通信容量是當前超高頻 (UHF) 衛(wèi)星系統(tǒng)的 10 倍以上,。每顆 MUOS 衛(wèi)星還包括一個傳統(tǒng)的 UHF 有效載荷,，與當前的 UHF Follow-on 系統(tǒng)和傳統(tǒng)終端完全兼容。這種雙有效負載設(shè)計可確保從舊系統(tǒng)平穩(wěn)過渡到尖端 WCDMA 技術(shù),。MUOS與地面WCDMA系統(tǒng)區(qū)別比較MUOS與地面蜂窩WCDMA系統(tǒng)的區(qū)別主要體現(xiàn)在信道特性和端對端傳輸時延上,，將其總結(jié)如表MUOS將地面3GWCDMA作為其波形定義的基礎(chǔ)，并大量運用第三代移動通信關(guān)鍵技術(shù),。實際操作過程中,，需根據(jù)MUOS衛(wèi)星信道特點和實際需求，對3GWCDMA波形和相關(guān)技術(shù)進行適當?shù)男薷暮蛣?chuàng)新,。這些技術(shù)包括空中接口技術(shù),、RAKE接收技術(shù)、波束成形技術(shù),、功率控制技術(shù),、網(wǎng)絡(luò)管理和控制技術(shù)等。MUOS-1 于 2012 年 2 月 24 日世界標準時間 22:15:00 經(jīng)過數(shù)次天氣延誤后,，由Atlas V 運載火箭以 551 構(gòu)型成功發(fā)射升空,。[8]MUOS-2 于 2013 年 7 月 19 日世界標準時間 13:00:00在 Atlas V 551 (AV-040) 上按計劃發(fā)射。[9]MUOS-3 于 2015 年 1 月 20 日在聯(lián)合發(fā)射聯(lián)盟 (ULA) Atlas V 運載火箭上從佛羅里達州卡納維拉爾角空軍站(CCAFS)發(fā)射升空,。[10] [11]MUOS-4 于 2015 年 7 月 31 日抵達卡納維拉爾角,。[12]天氣條件推遲了原定于 2015 年 8 月 31 日 10:07 UTC 的發(fā)射。[13] [14]發(fā)射于 2015 年 9 月 2 日 10:18:00 UTC 時間進行,。[15]MUOS-5 于 2016 年 3 月 9 日抵達卡納維拉爾角,。[16]發(fā)射原定于 2016 年 5 月 5 日進行，但由于對 2016 年3 月 22 日天鵝座 OA-6發(fā)射期間阿特拉斯 V 燃料系統(tǒng)問題進行了內(nèi)部調(diào)查,，預(yù)定日期被推遲,。[17]發(fā)射于 2016 年 6 月 24 日 14:30:00 UTC 進行。[18]然而,，幾天后衛(wèi)星上發(fā)生了“異?！保敃r它仍處于地球靜止轉(zhuǎn)移軌道（GTO）,，使其“重新配置到安全中間軌道”，或滯留在GTO中,。[19] [20]自2016年7月3日起,，業(yè)余觀測者在大約15,240 × 35,700公里（9,470 × 22,180英里）的軌道上跟蹤它。[21] 2016年11月3日,，美國海軍宣布該衛(wèi)星終于到達運行軌道,。2014年,，第三艘MUOS被發(fā)現(xiàn)存在焊接缺陷，使其落后于五人艦隊中的第四艘航天器,。MUOS 5于2016年6月發(fā)射,，在升軌過程中遠地點推進系統(tǒng)出現(xiàn)問題，未能升軌至最終地球靜止軌道,，而是停留在中間轉(zhuǎn)移軌道,。2016 年 9 月 7 日至 10 月 22 日期間，較小,、功率較弱的推進器總共發(fā)射了 26 次發(fā)射,，將 MUOS 5 提升到同步軌道，從而挽救了任務(wù),。目前運行的四顆 MUOS 衛(wèi)星位于西經(jīng) 100°（MUOS-1）,；西經(jīng) 177°（MUOS-2）；西經(jīng) 15°（MUOS-3）,；和東經(jīng) 75° (MUOS-4),。[22] MUOS-5 位于西經(jīng) 103.8° 備用。它們的軌道傾角為 5°,。發(fā)射后的最初幾個月,，衛(wèi)星暫時停泊在西經(jīng)172°的檢驗位置。[23]北極和南極能力：洛克希德·馬丁公司和無線電供應(yīng)商行業(yè)團隊展示了北極附近廣泛的北極通信覆蓋范圍,，這被認為是對地球同步衛(wèi)星最北端的成功呼叫,。[29]遠北地區(qū)的 WCDMA 呼叫將變得越來越重要，那里的航運,、資源勘探和旅游業(yè)有所增加,，而安全衛(wèi)星通信接入?yún)s沒有太大改善?；谶@些和持續(xù)的測試,，預(yù)計將全面覆蓋西北航道和東北航道航道。北極和南極地區(qū)均進行了幾次高質(zhì)量語音和數(shù)據(jù)（包括流視頻）的后續(xù)測試,，其中包括 2015 年麥克默多站的演示,。[30]MUOS衛(wèi)星的另一個特點是可以提供高緯度地區(qū)的通信能力，其設(shè)計要求提供從北緯65oN到南緯65o幾乎全球通信覆蓋,。大多數(shù)地球同步衛(wèi)星無法到達高緯度地區(qū)(Artic),，然而洛克希德·馬丁公司2013年進行的測試表明，MUOS可以覆蓋比最初設(shè)計時更多的北極地區(qū),，實際到達已高達89.5oN,。目前所有MUOS衛(wèi)星(四顆在用，一顆在軌備用)都已發(fā)射并投入使用,。他們占領(lǐng)地球同步軌道和5o軌道傾角,。美軍上一代窄帶通信系統(tǒng)“UFO”已經(jīng)處于退役狀態(tài),，新一代“移動用戶目標系統(tǒng)(MUOS)”對網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)和波形進行了優(yōu)化設(shè)計，實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)化戰(zhàn)術(shù)通信,，是美軍現(xiàn)役窄帶軍用衛(wèi)星通信的核心系統(tǒng),。MUOS包含5顆衛(wèi)星，其中1顆為備份衛(wèi)星,，2012年到2016年每年發(fā)射一顆,，現(xiàn)已完成組網(wǎng)。圖片來自約翰霍普金斯大學應(yīng)用物理實驗室該項目的生命周期價值為 64 億美元,，可能持續(xù)到 2024 年,。MUOS 四個地面站設(shè)施[3]隨著美國海軍和澳大利亞國防部于 2007 年簽署協(xié)議備忘錄(MOA)，選址工作得以完成,。這四個地面站分別為 MUOS 星座的四顆活躍衛(wèi)星中的一顆提供服務(wù),，它們分別設(shè)在：1、位于西澳大利亞州科賈雷納 ( Kojarena) 的澳大利亞國防衛(wèi)星通信站,，位于西澳大利亞州杰拉爾頓 (Geraldton)以東約 30 公里處,；2、海軍無線電發(fā)射機設(shè)施（NRTF）尼謝米距意大利西西里島Sicily西戈內(nèi)拉海軍航空站約 60 公里的美國海軍基地的無線電發(fā)射站,；3,、海軍衛(wèi)星通信設(shè)施，弗吉尼亞州東南部切薩皮克西北部Northwest的海軍衛(wèi)星通信設(shè)施,，北緯36.564393°,，西經(jīng) 76.270477°；4,、夏威夷瓦西阿瓦的 MUOS 地面站,以及夏威夷太平洋海軍計算機和電信區(qū)域主站,。5、位于施里弗空軍基地的海軍衛(wèi)星作戰(zhàn)中心分遣隊和加州木谷海軍航空站負責跟蹤控制衛(wèi)星,。位于澳大利亞,、意大利、弗吉尼亞和夏威夷的四個地面站(RAF)已經(jīng)完成建設(shè)并全面投入使用,。許多供應(yīng)商也提供了MUOS兼容的終端,，新一代窄帶通信系統(tǒng)將全面使用。MUOS上行UHF鏈路頻率為300～320MI-Iz,，下行UHF鏈路頻率為360380MHz,。每顆衛(wèi)星在地面形成16個蜂窩，系統(tǒng)將20MHz帶寬劃分成4個5MHz的衛(wèi)星波束載波(Satellite Beam Carrier,，SBC)分配到每個蜂窩,，不同的蜂窩間可進行頻率復(fù)用，同一SBC的所有用戶在同一時刻使用相同頻率通信。WCDMA采用正交可變擴頻因子(Orthogonal Variable Spreading Factor,，OVSF)碼進行擴頻調(diào)制，不同的擴頻碼代表不同的波形,，不同的波形區(qū)分不同的信道,；采用PN碼進行擾碼調(diào)制，每個終端被分配一個獨有的擾碼,，RAF根據(jù)該擾碼區(qū)別不同的終端,。(1)MUOS終端通過UHF上行鏈路向衛(wèi)星發(fā)送信號,；(2)衛(wèi)星接收信號并將其數(shù)字化后,，通過Ka頻段下行饋電鏈路傳送到RAF；(3)RAF將信號解調(diào),、譯碼后,，傳送到最近的交換設(shè)備；(4)交換設(shè)備將信號路由到DISN(與其他網(wǎng)絡(luò)通信時)或者與目標用戶處于同一衛(wèi)星覆蓋區(qū)的RAF,；(5)RAF通過Ka頻段上行饋電鏈路將該信號發(fā)送到覆蓋此RAF的衛(wèi)星,；(6)衛(wèi)星將接收到的信號放大，下變頻到UHF頻段,，通過UHF下行鏈路將信號發(fā)送至目標用戶,。MUOS系統(tǒng)上行UHF鏈路頻率為300-320MHz，下行鏈路頻率為360-380MHz,，系統(tǒng)數(shù)據(jù)流程如下：- MUOS用戶終端通過UHF上行鏈路向用戶發(fā)送數(shù)據(jù),，衛(wèi)星接收信號并將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字格式，通過ka波段下行鏈路將數(shù)字化信號傳輸給地面RAF,，這個鏈接稱為用戶到基站(U2B：User-to-Base),。
- 地面RAF解碼接收到的用戶數(shù)據(jù)，傳到最近的交換設(shè)施(SF：switching facility),，兩個交換設(shè)施位于夏威夷和弗吉尼亞,。SF隨后將數(shù)據(jù)路由到國防部信息網(wǎng)絡(luò)或與目標用戶處于同一衛(wèi)星覆蓋區(qū)的地面RAF。
- 該RAF再通過ka波段鏈路上行發(fā)送到覆蓋此區(qū)域的MUOS衛(wèi)星,，衛(wèi)星接收數(shù)據(jù),，然后通過UHF波段下行鏈路將其重新傳輸?shù)侥繕薓UOS用戶，這一鏈路稱為B2U(B2U：Base -to- User),。
位于Wahiawa HI站的網(wǎng)絡(luò)管理設(shè)施(NMF：Network Management Facility)管理通信規(guī)劃和對MUOS資源的優(yōu)先/分配訪問,。初級和次級衛(wèi)星控制設(shè)施(SCF：Satellite Control Facilities)從衛(wèi)星接收狀態(tài)信息，并使用安全鏈路(通過RAFs)向衛(wèi)星發(fā)送命令,。4.3 MUOS網(wǎng)絡(luò)管理和控制技術(shù)MUOS系統(tǒng)容量大,、速率高、QOS要求高,，且要求兼容大量的上一代通信終端,，還須與多個軍用和商用衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)互聯(lián),。若采用集中管理模式，則大量的管理控制傳輸,、數(shù)據(jù)儲存記憶交換處理都集中在中央站上,，網(wǎng)絡(luò)管理與控制的效率和準確性不高，更難以保證可靠性,。MUOS系統(tǒng)采用分級網(wǎng)絡(luò)管理,，其優(yōu)勢體現(xiàn)在以下幾個方面：分布資源負載；減少網(wǎng)絡(luò)流量,；提高網(wǎng)絡(luò)管理的可靠性,。全網(wǎng)是兩級星狀網(wǎng)結(jié)構(gòu)：中央站和各網(wǎng)管站組成以中央站為中心的星狀網(wǎng)，為第一季網(wǎng)管,；每一個網(wǎng)關(guān)站以及所屬的移動終端作為一個以網(wǎng)關(guān)站為中心站的邏輯子網(wǎng),，為第二級網(wǎng)管，網(wǎng)關(guān)站為第二級的網(wǎng)管中心,。中央站主要管理若干個網(wǎng)關(guān)站,，通過網(wǎng)關(guān)站完成更多用戶終端的管理。網(wǎng)關(guān)站主要管理器負責的若干波束小區(qū),。中央站的結(jié)構(gòu)示意如圖所示,，主要對整個系統(tǒng)的資源進行整體配置和劃分，對系統(tǒng)的運行性能進行實時的監(jiān)測和統(tǒng)計,。網(wǎng)控中心運行于中央站內(nèi)部,，主要包括操作臺軟件、進程監(jiān)視控制軟件,、業(yè)務(wù)處理軟件,、接入控制服務(wù)軟件、密鑰管理分發(fā)軟件和數(shù)據(jù)庫管理軟件等,，各個軟件模塊之間通過內(nèi)部鏈路或者衛(wèi)星鏈路建立通信連接,，通過內(nèi)部定義的通信協(xié)議和信令格式完成數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)和系統(tǒng)的控制，保證全網(wǎng)文檔,、高效地運行,。網(wǎng)關(guān)站的結(jié)構(gòu)以及功能：通信業(yè)務(wù)的性能管理和業(yè)務(wù)處理主要在于網(wǎng)關(guān)站，除了完成網(wǎng)絡(luò)管理的功能軟件外,，還可以提供用戶對于本地配置和資源的實時顯示與控制,。中央站和網(wǎng)關(guān)站網(wǎng)控中心軟件結(jié)構(gòu)采用一體化設(shè)計，根據(jù)其配置不同而擁有不同的管理權(quán)限,。其各個模塊功能及其連接關(guān)系如下,。NOC(Netowrk Operator Console)是運行在網(wǎng)絡(luò)操作臺上的控制臺軟件。網(wǎng)控中心支持多個NOC。NOC提供操作員配置,、監(jiān)視和控制衛(wèi)星通信系統(tǒng)的操作接口,，主要提供配置管理、性能統(tǒng)計,、差錯管理,、賬務(wù)管理、安全管理,、特殊業(yè)務(wù)管理等功能或者這些功能的監(jiān)視和操作接口。MSW(Monitor and SWitch)是網(wǎng)控中心的管理和控制軟件,，是網(wǎng)控中心軟件的控制核心,。它的主要功能是控制和協(xié)調(diào)網(wǎng)控中心中的所有進程，完成網(wǎng)控中心內(nèi)各種級別的主備切換控制,。MSW與除NOC之外的其他模塊之問通過以太網(wǎng)連接,，與NOC可以體內(nèi)各國以太網(wǎng)也可以通過衛(wèi)星鏈路進行連接，它通過定期輪詢網(wǎng)控中心中的其他進程來監(jiān)視其狀態(tài),。NCP(Network Control Process)是網(wǎng)控中心內(nèi)負責通信業(yè)務(wù)處理的軟件,，是網(wǎng)控中心的業(yè)務(wù)處理核心。它支持話音,、數(shù)據(jù),、GPS等多種業(yè)務(wù)，為這些通信業(yè)務(wù)的建立合理高效的分配帶寬,、功率等相關(guān)資源,。ACS(Acess Control Server)是運行在ACS服務(wù)器上的網(wǎng)控中心軟件，他是網(wǎng)控中心處理機與衛(wèi)星室外單元的接口軟件,。具有完整紅/黑操作能力的MUOS波形于2012年發(fā)布,。直到2011年聯(lián)合戰(zhàn)術(shù)無線電系統(tǒng)（JTRS）計劃取消為止，JTRS計劃將為DoD終端提供可以與MUOS WCDMA波形通信的一系列形式-因子模型,。由通用動力任務(wù)系統(tǒng)公司制造的JTRS 手持式,、背負式和小型 (HMS) AN/PRC-155背負式背包在更廣泛的 JTRS 計劃取消中幸存下來，并已發(fā)運了數(shù)個低初始生產(chǎn)率 (LRIP) 裝置,。羅克韋爾柯林斯AN/ARC-210 [25] [26]機載終端和哈里斯公司AN/PRC-117G,。[27] [28] Manpack 還獲得了在 MUOS 系統(tǒng)上運行的認證。MUOS終端的設(shè)計開發(fā)由通用動力公司JTRS部門負責,。JTRS為MUOS研發(fā)了兩種類型的終端,，JTRS HMS和JTRS AMF。2012年2月,，美國通用動力C4系統(tǒng)使用首個嵌入MUOS衛(wèi)星通信波形的JTRS HMS型雙通道網(wǎng)絡(luò)電臺AN/PRC-155,，率先完成了語音和數(shù)據(jù)信息的安全發(fā)送，該電臺是開發(fā)成功的首個為士兵所用的MUOS通信終端。通用動力公司AN/PRC-155單兵背負式MUOS通信終端通用動力AN/PRC-155單兵背負式電臺的上端面板,，設(shè)有3個天線接口,、2個手持接口、簡易操作鍵盤,、液晶顯示屏,、電源開關(guān)及2個音量調(diào)節(jié)旋鈕。操作簡單,，可增強士兵的態(tài)勢感知能力,，提高作戰(zhàn)效率。AN/PRC-155單兵背負式電臺已經(jīng)完成小批量試生產(chǎn)階段,，并成為美國陸軍列裝的第一種雙信道無線電臺,。據(jù)C4ISR網(wǎng)站2023年4月1日報道，美國太空軍正在推進兩顆移動用戶目標系統(tǒng)（MUOS）衛(wèi)星購買計劃,，MUOS衛(wèi)星可為軍事用戶提供安全的窄帶通信,。2023年3月24日的征集活動啟動了第一階段的工作，重點是早期設(shè)計和風險降低工作,。美太空軍計劃在9月份與兩家公司簽訂為期12至18個月的合同,。到2025財年，美太空軍將選擇一家公司交付衛(wèi)星,，預(yù)計第一顆衛(wèi)星將在2030財年結(jié)束前發(fā)射,。這兩顆衛(wèi)星將加入由洛克希德·馬丁公司建造的四顆MUOS衛(wèi)星和一顆在軌備用衛(wèi)星組成的MUOS星座。窄帶通信衛(wèi)星工作在300MHz至3GHz頻段范圍,，不太容易受到惡劣天氣或復(fù)雜地形的影響,，是安全傳輸信息的理想選擇。美太空軍預(yù)計,，在2024到2028財年之間,，該項目將需要25億美元，其中包括2024財年的2.3億美元,。這項采購旨在延長MUOS星座的壽命,，直到美太空軍為窄帶通信制定了更長期的計劃，其中可能包括集成商業(yè)衛(wèi)星,。美太空軍官員表示,，新增衛(wèi)星將為MUOS星座帶來韌性，使其可以運行到21世紀30年代,。招標書沒有提供關(guān)于新衛(wèi)星將攜帶哪些新功能的細節(jié),。MUOS衛(wèi)星旨在取代特高頻后繼（UFO）系統(tǒng)。MUOS衛(wèi)星有兩個有效載荷,，一個用于維持傳統(tǒng)的UHF網(wǎng)絡(luò),，另一個提供新的寬帶碼分多址（WCDMA）能力,。MUOS的設(shè)計系統(tǒng)容量是其前身UFO系統(tǒng)的10倍。除了洛克希德公司,，潛在的投標人還包括諾斯羅普·格魯曼公司和波音公司,。這三家公司參與了由美海軍發(fā)起并由美太空軍繼續(xù)進行的一系列研究，這些研究考慮了保持MUOS系統(tǒng)活躍的選項,。據(jù)C4ISRNET網(wǎng)站2022年5月5日消息,，美國太空軍正在推進一項計劃，延長移動用戶目標系統(tǒng)（MUOS）星座的壽命,，并申請在2023財年投入資金建造和發(fā)射另外兩顆UHF通信衛(wèi)星,。美國太空軍上個月公布了預(yù)算申請細節(jié)，包括2023財年用于MUOS開發(fā)的1.659億美元,，以及未來5年的約22億美元,。它還包括將于2023年年初授予的兩份固定價格衛(wèi)星設(shè)計合同資金。美國太空軍預(yù)計總開發(fā)成本為37億美元,，并希望能在2029或2030年發(fā)射衛(wèi)星。MUOS星座包括4顆工作衛(wèi)星和1顆在軌備用星,，由美國海軍和主承包商洛克希德·馬丁公司建造,。隨著美國太空軍的成立，該項目從美國海軍移交到了太空軍,。2022年3月《2022年財政綜合撥款法案》的通過標志著這一舉動正式落地,。 MUOS衛(wèi)星在300MHz到3GHz頻率范圍內(nèi)運行，使之不易受惡劣天氣條件影響,。窄帶通信星座是傳統(tǒng)UHF后繼星（UFO）系統(tǒng)的替代星座,，其設(shè)計能力是以前UHF衛(wèi)星的10倍。每顆衛(wèi)星攜帶2個有效載荷：一個用于維持UHF網(wǎng)絡(luò),，另一個有效載荷用于提供新的寬帶碼分多址（WCDMA）能力,。 購買更多衛(wèi)星的計劃最初是由美國海軍提出的，目的是將該星座的在軌壽命至少延長到2034年,，并將其支持地面段延長到2039年,。根據(jù)預(yù)算文件，新衛(wèi)星將不會攜帶傳統(tǒng)UHF有效載荷,。美軍表示,，新衛(wèi)星可能會具備增強能力，但沒有提供更多細節(jié),。 美國太空軍決定重新啟動MUOS生產(chǎn),，而不是追求同等的、可能更便宜的商業(yè)能力,，引起了外部專家的質(zhì)疑,。這不僅要投入更多,，而且MUOS還面臨著延遲問題，尤其是在地面段和用戶設(shè)備,，這使得用戶無法充分利用該系統(tǒng)更新的有效載荷,，而只能依賴于傳統(tǒng)UFO能力。美國太空軍發(fā)言人5月4日表示,，美太空軍一方面將延長MUOS壽命,，一方面將通過美國太空作戰(zhàn)分析中心在今年夏天開始的備選方案分析，探索更長期的窄帶通信方案,。雖然有商業(yè)UHF衛(wèi)星通信選項,，但這些能力并不能滿足美國國防部的所有要求，這就是為什么需要MUOS星座和延長壽命,。這位發(fā)言人還表示,，美國國防部有且將繼續(xù)有一些獨特的需求，這些是商業(yè)服務(wù)可能無法提供的,，而MUOS目前可部分滿足,。美國太空軍的請求還包括MUOS采購資金：2023財年為4680萬美元，而美國太空軍5年開支預(yù)期約為2.446億美元,。根據(jù)預(yù)算文件,，短期采購資金將用于解決MUOS地面段的陳舊問題和網(wǎng)絡(luò)安全漏洞，年度外資金將用于軟硬件升級,。美太空軍預(yù)計明年初發(fā)布兩顆“移動用戶目標系統(tǒng)”（MUOS）衛(wèi)星的招標,，該項目將耗資數(shù)十億美元，旨在確保軍事用戶獲得安全通信,。美太空軍目前有4顆現(xiàn)役MUOS衛(wèi)星和一艘在軌備用衛(wèi)星,，全部由洛克希德·馬丁公司通過一個最初由美海軍發(fā)起的項目研制建造，并于今年3月移交給太空軍,。窄帶通信衛(wèi)星在300MHz至3GHz頻率范圍內(nèi)工作,，在這個頻段，不易受到惡劣天氣影響,，是安全信息傳輸?shù)睦硐脒x擇,。美太空系統(tǒng)司令部軍事衛(wèi)星通信和定位、導(dǎo)航和授時局副項目執(zhí)行官員芭芭拉·貝克表示,，美太空軍計劃于2023年初向各公司開展早期風險降低和設(shè)計工作的招標工作,。美太空軍在2023財年預(yù)算申請中透露，計劃斥資37億美元再開發(fā)兩顆衛(wèi)星,，并將于2030年前發(fā)射,。這其中包括2023財年的1.65億美元和未來五年的14億美元。此次采購是為了延長該衛(wèi)星的壽命,，這是由美海軍發(fā)起并由太空軍繼續(xù)實施的一系列工作之一,。洛克希德,、諾斯羅普·格魯曼以及波音公司都參與了這些研究。在第一階段,，太空軍可能會選擇多家公司,，然后在這些公司間開展競爭。10月14日貝克表示,，美太空軍尚未確定合同授予時間,，這些衛(wèi)星將與軌道上其他系統(tǒng)擁有共同的用戶界面，并可能具有新的功能,，但沒有透露細節(jié),。目前，MUOS衛(wèi)星取代了超高頻跟蹤系統(tǒng),，攜帶兩個有效載荷,，一個維護老舊UHF網(wǎng)絡(luò)，另一個提供新的寬帶碼分多址能力,。該系統(tǒng)的設(shè)計能力是其前身的10倍,。除了時間表和風險管理，美太空軍正在優(yōu)先考慮彈性問題,，因為近期太空軍正在對MUOS等系統(tǒng)進行升級,，并為這些衛(wèi)星的未來版本制定計劃。太空軍計劃明年開始分析,，考慮長期窄帶通信需求。洛克希德公司高級項目和軍事空間主管賈斯汀·凱勒指出,，此類衛(wèi)星并未設(shè)計抵抗網(wǎng)絡(luò)威脅和敵方干擾的能力,，平衡這些需求可能是一個挑戰(zhàn)。美太空軍尚未透露他們希望為第六和第七顆MUOS衛(wèi)星采取何種有限的彈性措施,。隨著太空軍推進購買更多MUOS衛(wèi)星的計劃,，議員們對目前的能力感到擔憂。該項目經(jīng)歷了嚴重的部署延遲,，特別是在終端和設(shè)備允許用戶連接系統(tǒng)這一功能,。美國政府問責局2021年一份報告指出，地面人員無法充分利用該衛(wèi)星的先進功能,。在參議院版本的2023年財政國防政策法案中,，議員們引用了政府問責局的提議，呼吁在2025年1月前展示“窄帶間隙填充器”能力,。參議院軍事委員會也希望獲得一份關(guān)于MUOS衛(wèi)星后續(xù)工作的報告,。2021年9月，在華盛頓舉行的美空軍協(xié)會會議上,，美太空軍司令約翰·雷蒙德上將宣布,，美國陸軍及海軍的衛(wèi)星通信人員,、資金和任務(wù)職責將移交給太空軍。如果國防部預(yù)算案得以通過并簽署,，移交計劃于2021年10月1日生效,。把衛(wèi)星通信資源和任務(wù)交由太空軍統(tǒng)一負責，將有助于提高通信衛(wèi)星的性能,。美海軍方面,，其窄帶衛(wèi)星群將向太空軍移交76名核定人員以及13顆衛(wèi)星——混合有新型多用戶目標系統(tǒng)與特高頻后續(xù)衛(wèi)星群。美陸軍將向太空軍移交價值約7800萬美元的操作與維護設(shè)施以及人員,。這其中將包括五個寬帶衛(wèi)星通信操作中心和四個區(qū)域衛(wèi)星通信支持中心,。美陸軍和海軍總共將向太空軍移交全球范圍內(nèi)的15個單位（包含319名軍職人員和259名文職人員）。UHF頻段戰(zhàn)術(shù)衛(wèi)星通信系統(tǒng)在美軍中一直得到了較好的應(yīng)用,，是美軍全球作戰(zhàn)戰(zhàn)略的重要支柱,。MUOS系統(tǒng)更是將UHF頻段的使用推向了一個更高的高度，通過采用新技術(shù),，使得窄帶衛(wèi)星通信系統(tǒng)的抗干擾,、移動性、容量,、終端小型化等能力都得到了大大的提升,。從MUOS通信系統(tǒng)可見，由于商用通信系統(tǒng)逐步趨于完善,，技術(shù)體制日益成熟,，我們同樣應(yīng)該關(guān)注如何把成熟完善的地面移動通信系統(tǒng)的一些技術(shù)應(yīng)用到我國衛(wèi)星移動通信發(fā)展中，這對以后的發(fā)展具有重要的參考價值,。https://apps./sti/tr/pdf/AD1011965.pdfhttps://www./docs/default-source/news-items/av_muos1_mob.pdfhttps://www./en-us/products/muos.htmlhttps://en./wiki/Mobile_User_Objective_Systemhttps://space./doc_sdat/muos-1.htm
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