浅谈卫星转发器资源的选择

当您计划建设卫星通信网或使用卫星进行业务传输时，您会根据哪些因素选择卫星转发器资源？除了关心租星费用、转发器的EIRP(有效全向辐射功率)、G/T(系统品质因数)和SFD (饱和通量密度)主要技术指标、卫星覆盖范围等之外，您还会考虑其它因素吗？您还需要考虑哪些因素？这些因素中哪些是需要优先考虑的？每颗卫星都有其特点，每个卫星公司也都有其自身的优势之处，用户的需求也不尽相同。为了保障卫星网络稳定、正常的运行，用户在租赁转发器资源之前，应充分了解相关信息。本文简要介绍了选择卫星转发器资源时需要注意的几方面因素，供大家参考。

1 用户需求

1.1网络服务范围

常用的C波段波束一般设计成覆盖范围较大的半球波束，而Ku波段波束一般会根据人口密度和经济发展等因素设计成小范围覆盖的区域波束或点波束。每颗卫星的覆盖范围是一定的，用户需要结合自身业务的需求，选择可以满足卫星网络中所有站点覆盖的卫星。尤其是专用网络，建议不要追求过大的卫星覆盖区域。同时，为了节约网络建设成本，方便网络管理，减少卫星链路时延，应首先并重点考虑选择一颗卫星来满足网络内所有站点的覆盖需求，然后才考虑卫星双跳的方式。

1.2 工作频段选择

同步轨道通信卫星通常工作于C波段(6GHz/4GHz)和Ku波段(14GHz/12GHz)。相比于C波段，Ku波段具有卫星覆盖范围小、卫星EIRP和G/T高、同等条件下可使用较小的天线、降雨损耗严重，以及与地面网络频段协调较容易等特点。不能一概而论的认为某个波段就适合于某种业务类型，而且，不同波段的地面设备成本也有所差别。

除了标准的C和Ku波段，两个波段都有相应的扩展频段。相对而言，扩展频段的地面设备成本较高，转发器资源的成本则有可能降低。除此之外，用户还一定要考虑目前和将来地面无线网络与扩展频段的相互干扰影响，尤其是扩展C波段。

2 经营许可

《中华人民共和国电信条例》规定，经营卫星转发器出租、出售业务须得到工业和信息化部的许可。为保障用户的权益，用户一定要选择具备经营许可资格的单位或公司。

3 卫星轨位

3.1 轨位的所属权

国际电联(ITU)要求以国家为单位对同步卫星的轨道位置进行申请和登记。卫星轨道资源对一个国家的政治、经济和国防建设具有重要的战略意义。随着卫星通信的发展，同步轨道上的卫星数量逐渐增多，轨位资源也日益紧缺，随之而来的对轨位资源的争夺也日益激烈。考虑到卫星网络长期运行，建议尽量选择由我国政府在国际电联登记的轨道位置上的卫星资源。

卫星轨道位置的相关信息可以在国际电联的官方网站上查询。

3.2 天线仰角

选择不同轨位上的卫星，直接决定了地面站天线的仰角。天线仰角越低，载波更易受到地面信号和地球热噪声的影响，降低了地面系统的G/T值。天线仰角越低，增加了地面站到卫星的传输距离，载波的自由空间损耗增大。天线仰角越低，载波穿越雨区的距离越长，Ku波段载波所受的降雨损耗越大。用户应尽量选择对网内站点的天线仰角较大的卫星。

4 卫星平台

卫星平台很大程度上决定了卫星整个寿命期间的性能。诚然，购买一个什么平台的卫星首先是卫星公司考虑的事情。目前世界上生产商用通信卫星的公司，主要集中在美国、欧洲和中国，相关的卫星平台信息也可以在网络上查询到。对用户而言，主要考量的是，使用相同平台的卫星在轨运行情况，该平台的卫星是否具有广泛认可的良好在轨运行纪录。如果卫星不能长期、稳定的在轨运行，即使有再好的覆盖性能，也是徒然。

5 转发器技术指标

这个指标可能是用户最经常关心的指标，主要包括转发器的EIRP、G/T和SFD等参数。通常来说，这些指标越高，一定条件下卫星链路的性能越好，天线口径可以更小，或者功放可以更小，系统余量也越高，网络建设成本也越低。但是，用户在考量这些指标时，务必要同时考虑其它的一些相关因素。比如指标的提高，可能伴随着转发器租用费用的增加，比如卫星公司依据邻星协调要求或系统入网要求，对于用户地面站天线的限制条件，还比如虽然指标有所提高，但是由于转发器多载波工作的要求，用户业务的链路性能不一定也有相应提高。EIRP数值高，不代表用户的业务载波分配到卫星辐射功率也高。SFD的大小与每个转发器衰减档的设置直接相关，每个转发器对应的SFD都是可调整的。

过于强调上面的转发器技术指标数值的大小，往往舍本逐末，而忽视了其它更为重要的影响网络运行的因素。用户应充分了解这些参数的含义，才能在选择转发器时知己知彼。希望用户务必注意此点。

6 卫星管理和操控

对于卫星网络或卫星链路而言，一定程度上，卫星公司对卫星良好的管理和操控才是最重要的。

6.1卫星测控

卫星公司测控卫星水平的高低直接影响到卫星的覆盖性能、卫星寿命、姿态控制、控轨精度、卫星故障率等。每一个用户都希望自己的网络能够运行在一个长期稳定、覆盖良好、控轨精确的卫星上，并利用此网络开展自己的业务。在选择卫星转发器前，强烈建议用户要对相关卫星的在轨运行情况有所了解，选择具有高水平卫星测控能力和良好卫星控轨记录的卫星公司的卫星。

用户可以通过参观卫星公司的测控中心，以及与星上现有用户交流等方式，进行有针对性的了解。

6.2 卫星控轨精度

地球同步轨道上的卫星会受到太阳、月亮的引力，地球的椭圆形等诸多自然因素的影响而产生漂移。卫星公司的测控中心将定期对卫星作南北方向和东西方向的机动控制，以便使卫星的轨道漂移保持在一定的范围内。多数卫星公司都可以将卫星轨道保持精度控制到优于±0.05度。

当卫星漂离地面天线的波束中心时，卫星转发器覆盖参数将因为地面天线的增益下降而不能被充分利用。据估算，卫星漂移0.1度时的地面天线增益下降量数倍于仅漂移0.05度时。而且，高频段和大口径天线所受影响远大于低频段和小口径天线。

卫星控轨精度可以向卫星公司咨询。

6.3 邻星协调

轨道资源的紧缺，造成相邻卫星之间的轨位间隔越来越小，随之也增加了邻星干扰的可能，同时也增加了卫星链路的限制因素。

为了降低邻星干扰的可能性，卫星公司会在邻星协调文件中作出承诺和要求，限制相邻卫星上的上、下行天线口径和载波功率谱密度，从而使转发器不能在实际使用中充分发挥其设计性能。如果对来自邻星的上行和下行干扰估计不足，将降低卫星链路的载波干扰比，导致实际链路中的系统余量低于链路预算。

按照国际电联的协调原则，协调优先权取决于卫星协调资料公布日期的先后，而不是卫星发射日期的先后。出于竞争的原因，拥有协调优先权的一方通常对邻星业务提出比较苛刻的限制条件。所以，用户在选择卫星转发器时，应尽量了解相关卫星的邻星协调结果，应选择完成了在轨协调，并具有在轨优先权的卫星。在国际电联的官方网站上，可以查询相关卫星的协调状态。

6.4 卫星寿命

如果用户计划建设的是需要长期运行的卫星网络，建议选择剩余寿命不小于5年的卫星，否则用户会很快面临业务转星或网络调整的问题。临时使用业务基本不用考虑此因素。

7 备份能力

对于计划长期运行的卫星网络，用户需要考虑网络的应急备份能力。对于空间段资源 尽可能选择具有转发器资源备份能力的卫星，以及具备异星应急备份能力的卫星公司。而且备份星的轨道位置间隔不能太大，便于天线指向的快速调整。

对于临时使用业务，建议用户选择具有转发器备份能力的卫星。

8 小结

通常，卫星运营商未必能向用户提供上面所有的相关信息，而用户也未必能选择到符合上述全部要求的卫星转发器资源。本文想强调的是，考虑到卫星通信业和卫星制造业的发展，各个卫星之间覆盖性能的差别往往并不太大，影响用户卫星网络能否正常运行的决定因素也集中于卫星操控、邻星协调、转发器管理、干扰处理等这些方面。建议用户在选择卫星转发器资源时，除了比较卫星的覆盖性能，也要对上面所述的几方面给予充分的关注。