Introduction to Satellite Communication 3rd Edition

3.2.4
Mobile Satellite Communications
The majority of satellite applications discussed up to this point have been to serve
fixed points of the ground. While fixed satellite services represent the majority of
the commercial business, mobile satellite communications applications have risen
to the point of being more than an industry niche. We discuss three main aspects
of the mobile sector: interactive two-communications using the Mobile Satellite
Service (MSS); Satellite Digital Audio Radio Service (S-DARS), and a hybrid system
currently under development called ancillary terrestrial component (ATC). All of
these employ the portion of the radio spectrum below C-band known as L-band
and S-band. As such, they enjoy somewhat improved propagation in free space as
compared to the higher frequencies that are subject to rain attenuation. Complemen-
tary portions of L- and S-band are likewise employed by terrestrial wireless services
like 3G cellular (EDGE, CDMA 2000, and WCDMA), WiFi (IEEE 802.11x), and
WiMAX (IEEE 802.16x).

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100
Satellite Network Architectures
3.2.4.1
Mobile Satellite Service
The evolution of the MSS segment is discussed in Chapter 2. Here, we focus on
the architecture and applications associated with MSS. Owing to the interactive
nature of MSS, the dominant use is for voice telephony in a manner similar to cellular
telephone. The familiar names of Iridium, Globalstar, and Inmarsat represent the
bulk of this business, but they are joined by a new operator in the Middle East
called Thuraya. Whether using a low-Earth orbit (LEO) or GEO, these systems
generally follow the structure shown in Figure 3.18, which consists of the satellites
in the form of a constellation, the mobile user terminals of various types, and a
fixed ground segment used to operate the system and provide access to terrestrial
networks such as the telephone network and the Internet.
The satellite constellation of Inmarsat is the most mature and has seen four
generations of GEO satellites. Their current design is called the Inmarsat 4, two
of which were operational, one in the Atlantic and one in the Pacific, at the time
of this writing (the Indian Ocean satellite is planned for service). Inmarsat 4 employs
a large antenna in space and provides small spot beams to increase performance
and capacity. User terminals are primarily of the laptop size, used in what Inmarsat
calls the broadband global area network (BGAN). Thuraya employs GEO satellites
of similar design although they have offered satellite telephone service to handheld
terminals as well as data terminals. It is best practice for the user to determine the
direction to the satellite and then to assure an unobstructed path in the particular
direction. In this way, once the connection is established, it will most likely be
maintained for satisfactory communications.
As is well known, Iridium and Globalstar satellites are in LEO and have orbit
periods of under 2 hours. Since the satellites are in constant motion relative to the
ground, there must be many satellites available to provide continuous service.