北斗系统 | “上/下行”链路功能及信号体制

2018年9月19日，我国成功发射第37、38颗北斗导航卫星，两颗卫星均属于中圆地球轨道卫星，是我国北斗三号系统第13、14颗组网卫星。

10月15日，我国成功发射第三十九、四十颗北斗导航卫星，这两颗卫星属于中圆地球轨道卫星，是我国北斗三号系统第十五、十六颗组网卫星。

11月1日，北斗三号系统首颗地球静止轨道卫星被送入地球高轨，也是第十七颗北斗三号全球组网卫星。该卫星将提供短报文服务(RDSS)，容量提升10倍，就是说可以让大量用户方便使用，用户终端接收机功率降低10倍，可以让用户手持终端更加便携、更加小型化。

11月19日，我国成功发射第四十二、四十三颗北斗导航卫星，这两颗卫星属于中圆地球轨道卫星，是我国北斗三号系统第十八、十九颗组网卫星。

2009年，“北斗三号”工程正式启动，并按照最简系统、基本系统、全球系统三步实施组网。2017年11月，北斗三号组网卫星首次发射；2018年3月底，完成了由8颗北斗导航卫星组成的最简系统星座部署。年底，由19颗北斗导航卫星组成的基本系统将开通运行。

后续计划，2019年至2020年，将发射6颗北斗三号MEO卫星、3颗北斗三号IGSO卫星和2颗北斗三号GEO卫星，2020年服务范围覆盖全球，2035年前还将建设更加泛在、更加融合、更加智能的综合时空体系。

以下是介绍北斗系统上/下行链路的功能以及信号体制。

北斗三号基本空间星座由3颗GEO卫星、3颗IGSO卫星和24颗MEO卫星组成，并视情部署在轨备份卫星。GEO卫星轨道高度35786千米，分别定点于东经80度、110.5度和140度；IGSO卫星轨道高度35786千米，轨道倾角55度；MEO卫星轨道高度21528千米，轨道倾角55度。

上行链路

全球卫星导航系统的上行链路主要完成卫星数据的注入、注入站与可视卫星之间星地时间同步的上行测距功能。北斗卫星导航系统选用L频段作为主用模式，用以地面运控系统上注卫星导航电文、实现星地双向时频同步，利用星间链路实现全网信息分发。另外还有S频段测控链路和Ka频段星间链路作为补充，地面站通过S扩频信号向导航卫星发送遥控指令，控制和调整卫星的状态。

上行信号采用DS-CDMA体制，扩频码采用精密测距码，结合多种检错纠错技术，提高了复杂电磁环境下的数据传输可靠性。

星载上行注入接收机采用数字化接收机，完成双通道上行注入信号的快速捕获、稳定跟踪、综合抗干扰、低损失解调、精密测量等功能。

下行链路

下行链路是面向用户的唯一接口，下行链路决定了导航系统的性能，技术包含多个层面：射频层面包括频段选择、频点设计、信号带宽以及发射功率；基带层面包括伪码设计，调制方式设计等；信息层面包括导航数据电文的生成；实现层面涵盖了信号生成与播发技术。

2017年9月，中国卫星导航系统管理办公室发布了《北斗卫星导航系统空间信号接口控制文件一公开服务信号B1C、B2a(测试版)》，这是北斗三号B1C和B2a信号体制的首次公布，B1C采用了QMBOC调制，B2a采用了QPSK(10)调制。

2017年12月，《北斗卫星导航系统空间信号接口控制文件一公开服务信号B2a(1.0版)》和《北斗卫星导航系统空间信号接口控制文件一公开服务信号BIC(1.0版)》发布。更多信号的细节请参看文档。

2018年2月，《北斗卫星导航系统空间信号接口控制文件一公开服务信号B3I(1.0版)》发布，从而标志“北斗三号”信号体制正式确定。同一颗卫星发射的导航信号的载波频率在卫星上由共同的基准时钟源产生。

B3I 信号的标称载波频率为1268.520MHz。B3I 信号采用二进制相移键控(BPSK)调制。卫星发射信号为右旋圆极化(RHCP)。信号复用方式为码分多址(CDMA)。B3I信号带宽为20.46 MHz(以B3I 信号载波频率为中心)。