home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Telecom / 1996-04-telecom-walnutcreek.iso / technical / iridium < prev    next >
Internet Message Format  |  1990-08-04  |  17KB

  1. Received: from delta.eecs.nwu.edu by mintaka.lcs.mit.edu id aa22378;
  2.           4 Aug 90 20:46 EDT
  3. Received: from mailinglists.eecs.nwu.edu by delta.eecs.nwu.edu id aa16556;
  4.           4 Aug 90 19:06 CDT
  5. Received: from mailinglists.eecs.nwu.edu by delta.eecs.nwu.edu id ab26287;
  6.           4 Aug 90 18:02 CDT
  7. Date:     Sat, 4 Aug 90 17:02:12 CDT
  8. From:     TELECOM Moderator <telecom@eecs.nwu.edu>
  9. [To]:     telecom@eecs.nwu.edu
  10. Subject:  TELECOM Digest Special: Iridium Cellular Service
  11. BCC:         
  12. Message-ID:  <9008041702.ab06586@delta.eecs.nwu.edu>
  13.  
  14.  
  15. TELECOM Digest     Sat, 4 Aug 90 17:00:00 CDT    Special: Iridium Cellular
  16.  
  17. Inside This Issue:                         Moderator: Patrick A. Townson
  18.  
  19.     IRIDIUM - Motorola's New Cellular Phone System [Andrew Peed]
  20. ----------------------------------------------------------------------
  21.  
  22. From: Andrew Peed <motcid!peed@uunet.uu.net>
  23. Subject: IRIDIUM: Motorola's New Cellular Phone System
  24. Date: 2 Aug 90 19:57:40 GMT
  25. Organization: Motorola Inc. - Cellular Infrastructure Div., Arlington Hgts, IL
  26.  
  27.  
  28. The contact person for the Iridium project is:
  29.  
  30.     Lawrence Moore
  31.     Motorola, Inc.
  32.     Government Electronics Group
  33.     8201 E. McDowell Rd.
  34.     Scottsdale, AZ 85252
  35.     (602) 441-3000
  36.  
  37.  
  38. IRIDIUM BACKGROUNDER
  39.  
  40. System Description:
  41.     Iridium is a worldwide digital, satellite-based, cellular
  42. personal communications system primarily intended to provide
  43. commercial, rural, mobile service via either handheld mobile or
  44. transportable user units, employing low-profile antennas, to millions
  45. of individual users throughout the world. The system includes a
  46. constellation of 77 small, smart satellites in low-earth orbit which
  47. are networked together as a switched digital communications system
  48. utilizing the principles of cellular diversity to provide continuous
  49. line-of-sight coverage from and to any point on the earth's surface,
  50. as well as all points within an altitude of about 100 miles. The
  51. system also includes space-to-earth gateways which interface into the
  52. public switched telephone network (PSTN). Service will be available on
  53. a country-by-country switched basis as negotiated with the individual
  54. governments and/or the individual telephone companies. Unlike the
  55. terrestrial cellular telephone system, Iridium is best suited for
  56. areas where the traffic density is low -- sparsely populated areas,
  57. the oceans, and areas where personal communications is just emerging.
  58. In these emerging markets, Iridium can be used as a primer for the
  59. eventual terrestrial system.
  60.  
  61. Voice:
  62.     The system is designed as an entirely digital communications
  63. system with 8KHz bandwidth available for each voice channel. Vocoders
  64. operating at 4.8 kilobits per second are employed in the user units to
  65. recreate the audio signals and in the gateways to couple to the analog
  66. PSTNs.
  67.  
  68. Data:
  69.     The system is designed to allow a user to substitute a data
  70. link in lieu of a voice link which would operate at a rate of 2400
  71. baud.
  72.  
  73. Modulation:
  74.     The user links use PSK modulation with a multiplexing scheme
  75. that will be compatible with digital terrestrial cellular systems.
  76.  
  77. Spectrum:
  78.     The system is designed to operate in the 1 to 2 GHz region
  79. with a capability of up to 29 MHz for the uplink and 29 MHz for the
  80. downlink with the expectation that spectrum allocation may grow as the
  81. system demand grows. Gateways and crosslinks will operate at
  82. approximately 20 GHz.
  83.  
  84. Subscriber Unit:
  85.     The system is designed to operate with a subscriber unit
  86. similar to the Motorola Dyna-Tac.
  87.  
  88. Constellation:
  89.     The constellation of 77 satellites at a height of 413 nautical
  90. miles was chosen to assure that every point on the earth's surface is
  91. continuously in line of sight of one or more of the satellites. The
  92. constellation includes 7 planes of 11 satellites each in circular
  93. polar orbits. The satellites all "travel in the same direction,"
  94. meaning that the seven planes of satellites co-rotate towards the
  95. north pole on one side of the earth and "cross over" the pole,
  96. traveling down to the south pole on the other side of the earth. The
  97. 11 satellites in each plane are equally spaced around their planar
  98. orbit, with the satellites in planes 1, 3, 5 and 7 in phase with one
  99. another, and those in planes 2, 4, and 6 in phase with each other and
  100. halfway out of phase with 1, 3, 5 and 7. (In order to prevent the
  101. satellites from colliding at the poles, a tolerance on the term "in
  102. phase," as used above, is employed and a minimum miss distance is
  103. maintained.) Each of the seven co-rotating planes are separated by
  104. slightly more than 27 degrees, and the "seam" between planes 1 and 7,
  105. which represents plane 1 satellites going up on one side of the earth
  106. and plane 7 satellites coming down in the adjacent plane, is separated
  107. by slightly more than 17 degrees.
  108.  
  109. Cells:
  110.     Each Iridium satellite has the capacity to operate 37 cells
  111. which are projected onto the earth's surface. These separate cells
  112. allow for higher gain antenna beams and for spectral efficiency in the
  113. system since different cells are able to reuse frequencies and service
  114. different customers with the same channel. These cells are spatially
  115. separated by the main mission antenna on board each satellite.
  116.  
  117.     The 37 cells are created in a contiguous hexagonal pattern
  118. with one center cell surrounded by three rings of smaller cells. The
  119. three rings consist of 6, 12, and 18 cells respectively, and each of
  120. the 37 cells are created such that each is of approximately the same
  121. shape and size. The cells are approximately 360 nautical miles in
  122. diameter, and the ensemble of cells covers the earth's surface. In
  123. operation, cells will be turned on and off to singly cover all points
  124. within which operation is desired, as well as all necessary gateways,
  125. and to conserve energy on board the satellites.
  126.  
  127.     The constellation of satellites and its projection of cells is
  128. somewhat analogous to a cellular telephone system. In the case of
  129. cellular telephones, a static set of cells serves a large number of
  130. mobile users; in the case of Iridium, the users move at a relatively
  131. slow pace relative to the spacecraft, which move at about 7,400 meters
  132. per second, so the users appear static and the cells move. The
  133. advantage for Iridium, given this situation, is that the handoffs
  134. required as a call migrates from cell to cell are more deterministic
  135. in that, with the spacecraft's high velocity, handoffs are largely in
  136. one direction and the potential handoff is not to one of six adjacent
  137. cells but more commonly to one of two.
  138.  
  139. Crosslinks:
  140.     Each satellite operates crosslinks as a medium used to support
  141. internetting. These operate at approximately 20 GHz and include both
  142. forward and backward looking links to the two adjacent satellites in
  143. the same orbital plane. These are nominally at a fixed distance and
  144. angle 2,173 nautical miles away. Up to 6 interplane crosslinks are
  145. also maintained and these links vary in angle and distance from the
  146. satellite with a maximum distance of 2,500 nautical miles.
  147.  
  148. Gateways:
  149.     Each satellite has the capacity to interlink (via the
  150. crosslink network) to earth-based gateways that employ high-gain
  151. antennas. The initial system will use 20 gateways. Gateways employ
  152. standard cellular switches and interface both to the various local
  153. PSTNs and to the local billing offices.
  154.  
  155. Delay:
  156.     Unlike geostationary satellite communications systems,
  157. interconnect distances in the Iridium system are on the order of the
  158. wireless telephone and echo effects are minimized.
  159.  
  160. Spacecraft Life:
  161.     The Iridium spacecraft are designed for a 5 year mean mission
  162. duration (MMD) with expandables sized for 8 years. A small expandable
  163. launch vehicle, such as Pegasus, will service the Iridium
  164. constellation, which, in its steady-state mode (after initial
  165. deployment), will replace satellites on a routine basis and emergency
  166. replacements within 36 hours.
  167.  
  168. Growth:
  169.     With such a dynamic constellation, constantly being
  170. refurbished, the system design takes on a unique freshness in its
  171. baseline. High reliability is designed into the system to assure the 5
  172. year MMD, but redundancy, per se, is avoided wherever possible. The
  173. initial system is sized to handle the system capacity expected, with
  174. some margin, for the first 8 years -- the system design, however,
  175. incorporates all the necessary "hooks" to allow for capacity growth in
  176. subsequent "blocks" of satellites. Technological improvements in power
  177. available on board spacecraft, launch, weights, antenna technology,
  178. electronic technology and other areas will allow for system growth
  179. within the overall system design. This will provide for a natural
  180. evolution as Iridium matures.
  181.  
  182.                    ----------------------
  183.  
  184. MOTOROLA UNVEILS NEW CONCEPT FOR GLOBAL PERSONAL COMMUNICATIONS; BASE
  185. IS CONSTELLATION OF LOW-ORBIT SATELLITES
  186.  
  187.     In a move that heralds a new era in personal communications,
  188. Motorola, Inc., Schaumburg, Ill., announced a global communications
  189. system that will allow people to communicate by telephone anywhere on
  190. earth -- whether on land, at sea or in the air -- via portable
  191. radiotelephones operating as part of a satellite-based system.
  192.  
  193.     Callers using the new system will not need to know the
  194. location of the person being called; they will simply dial that
  195. person's number to be connected instantly.
  196.  
  197.     Motorola calls the new system Iridium and has established a
  198. satellite communications business unit to develop it. The heart of
  199. Iridium is a "constellation" of 77 satellites in low-earth orbit,
  200. working together as a digital switched communications network in
  201. space. The system will be able to handle both voice and data.
  202.  
  203.     "Iridium brings personal communications to the world -- it
  204. represents the potential for any person on the planet to communicate
  205. with any other," said John F. Mitchell, vice chairman of Motorola Inc.
  206. "For this reason, Iridium marks the next major milestone in global
  207. communications."
  208.  
  209.     "It is an ambitious concept, which will bring us significantly
  210. closer to 'the global village' As such, Iridium boldly extends the
  211. Motorola tradition of innovation in personal communications recognized
  212. through our leadership in cellular telecommunications, private two-way
  213. radio and radio paging."
  214.  
  215. IRIDIUM ADVANTAGES:
  216.     Motorola's Iridium system provides several key improvements
  217. over the geosynchronous satellites currently used for international
  218. communications. The low altitude of Iridium satellites allows easy
  219. radio links with portable radiotelephones on earth, using small
  220. antennas rather than satellite dishes. It also supports reuse of radio
  221. frequencies, in a similar fashion to land-based cellular systems.
  222.  
  223.     In addition, the system solves the problem of low-orbit
  224. satellites "disappearing over the horizon" by combining a large number
  225. of satellites in a space-based, inter-satellite switching system.
  226.  
  227.     Although Iridium uses cellular communications principles, it
  228. is designed to complement, not compete with, land-based cellular
  229. systems. Land-based cellular will remain the most efficient way to
  230. serve high-density areas, whereas Iridium will bring communications to
  231. remote or sparsely populated areas that lack communications. Iridium
  232. and terrestrial cellular will work together to eventually provide a
  233. seamless communications service for the entire world.
  234.  
  235. SMALL SATELLITES:
  236.  
  237.     The satellites are small (approximately one meter in diameter
  238. and two meters tall) and lightweight (approximately 315 kilograms, or
  239. 700 pounds). They are considered "smart" because they can switch and
  240. route calls in space.
  241.  
  242.     Each satellite antenna pattern will project 37 cells onto the
  243. earth's surface. Each cell will provide communications coverage for an
  244. area of the earth's surface roughly 350 nautical miles in diameter;
  245. people will communicate with the satellites using equipment operating
  246. at frequencies of 1.5/1.6 Gigahertz. In addition to voice, the digital
  247. system can transmit data at a rate of 2400 baud.
  248.  
  249.     The Iridium satellites can be placed into orbit by a variety
  250. of launch vehicles. The U.S. Delta and Atlas rockets, and the European
  251. Ariane, could launch multiple satellites. The new Pegasus air-launched
  252. vehicle could launch individual satellites. Each satellite is expected
  253. to have a lifespan of five to six years.
  254.  
  255.     Another key component of the system will be a network of
  256. "gateway" surface facilities in various countries that will link
  257. Iridium with the public switched telephone network. These gateways
  258. will store customer billing information and will constantly keep track
  259. of each user's location. An Iridium system control facility will
  260. maintain the satellite network and the overall operation of the
  261. system.
  262.  
  263. LIGHTWEIGHT, PORTABLE SUBSCRIBER UNITS:
  264.     Subscriber units for Iridium are similar to Motorola's
  265. original cellular radiotelephones and will offer additional features
  266. such as latitude, longitude, altitude, and Greenwich Mean Time.
  267.  
  268.     In addition to the lightweight portables, Iridium subscriber
  269. units will be available as mobiles or small fixed units.
  270.  
  271. ANTICIPATED USERS:
  272.     The Iridium system will support millions of users worldwide,
  273. with a total capacity more than 10 times greater than current
  274. geosynchronous satellite systems.
  275.  
  276.     For low-density areas not economically feasible for cellular
  277. phone networks, Iridium will be an ideal alternative for mobile
  278. telephone service. In sparsely populated or underdeveloped areas
  279. lacking basic telephone service, Iridium can be a foundation for an
  280. eventual ground telephone system.
  281.  
  282.     For ships and aircraft, Iridium will provide voice or data
  283. links and positioning information without the sophisticated on-board
  284. telecommunications hardware now required. Since Iridium is not
  285. dependent on land-based communications links, it also would play a
  286. crucial role in disaster-recovery efforts following earthquakes,
  287. hurricanes, or other natural calamities.
  288.  
  289. OPERATING PLAN:
  290.     Motorola envisions that the Iridium system will be operated by
  291. one or more international consortia whose members have the necessary
  292. licenses to operate in each country.
  293.  
  294.     Motorola will serve as the supplier of the system itself. This
  295. will include the satellites, the communications links and all
  296. necessary support. Motorola's plan for an open architecture is
  297. expected to provide the opportunity for significant international
  298. participation in the development and manufacture of Iridium.
  299.  
  300.     Plans call for two demonstration satellites to be placed into
  301. orbit in 1992. Implementation of the entire system is planned to begin
  302. in 1994, and full service will begin as early as 1996.
  303.  
  304.                       --------------------
  305.  
  306. MOTOROLA SIGNS AGREEMENTS TO EXPLORE NEW SATELLITE-BASED PERSONAL
  307. COMMUNICATION SYSTEM
  308.  
  309.     Motorola, Inc. has signed memoranda of understanding with
  310. three organizations -- the London-based International Maritime
  311. Satellite Organization (Inmarsat), the American Mobile Satellite
  312. Corporation (AMSC), based in Washington, D.C., and Telesat Mobile Inc.
  313. (TMI) of Canada -- to jointly explore the potential of Motorola's
  314. Iridium satellite communications system.
  315.  
  316.     Iridium is a network of 77 small satellites in low-earth orbit
  317. that will allow people with portable radiotelephones to communicate
  318. anywhere on earth, whether on land, at sea, or in the air.
  319.  
  320.     In each memorandum of understanding, the parties agree to
  321. cooperate in studying the potential of the Iridium satellite network,
  322. including an analysis of the technical and business issues involved.
  323.  
  324.     "This system ushers in a new era of global personal
  325. communications," said John F. Mitchell, vice chairman of Motorola,
  326. Inc. "We're delighted that these organizations recognize the
  327. importance of Iridium to the future of worldwide telecommunications."
  328.  
  329.     Inmarsat, organized in 1979 as an international consortium to
  330. provide satellite communications for ships at sea, now includes
  331. representatives of 59 nations and has expanded its services in
  332. several countries to include aviation and land-mobile communications.
  333.  
  334.     AMSC is licensed to provide mobile communications via
  335. satellite for the United States, and TMI is licensed to provide a
  336. similar service for Canada.
  337.  
  338.     Motorola is continuing discussions with other potential
  339. partners, including British Telecom in London and organizations in
  340. Australia, Hong Kong and Japan.
  341.  
  342.         Motorola Inc. is one of the world's leading providers of
  343. electronic equipment, systems, components and services for worldwide
  344. markets. Products include two-way radios, pagers, cellular telephones
  345. and systems, semiconductors, defense and aerospace electronics,
  346. automotive and industrial electronics, computers, data communications
  347. and information processing and handling equipment. Motorola was a
  348. winner of the first annual Malcom Baldrige National Quality Award, in
  349. recognition of its superior company wide management of quality
  350. processes.
  351.                  
  352.                    ----------------------
  353.  
  354. Andrew B. Peed          Motorola, Inc.
  355. ...!uunet!motcid!peed     Cellular Infrastructure Division
  356. (708) 632-5271          1501 W.Shure Dr., Arlington Heights, IL, 60074
  357.  
  358. ------------------------------
  359.  
  360. End of TELECOM Digest Special: Motorola's Iridium
  361. ******************************
  362. 
  363.