home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ The Hacker's Encyclopedia 1998 / hackers_encyclopedia.iso / phreak / sysinfo / iridium.inf < prev    next >
Encoding:
Text File  |  2003-06-11  |  16.4 KB  |  350 lines

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