前言

近年来，HTS的概念在卫星行业炒得风生水起，各种技术、各种频段的HTS卫星纷纷上天，与此同时，机载、船载等移动应用成为卫星应用方面的新引擎，一时间众说纷纭，乱花迷眼。

恰巧译者看到了一篇分析Ku、商用Ka、政府Ka波段在移动应用中的性能对比的文章，虽然文中分析的主要是针对欧美的情况，未必完全适用于我国，但对于我们如何分析和比较不同的技术特点有很好的借鉴意义，特翻译过来供大家参考。

1、概述

传统的卫星移动通信（MSS）所使用的频段主要是UHF和L波段，而该频段带宽资源的稀缺使得在过去10年里对于Ku波段在移动中的应用得到了爆炸性的发展。Ku波段已经被广泛的用在汽车、火车、轮船、飞机甚至无人机、直升机这些可移动平台的通信，在军事方面的应用包括美军作战人员信息网（WIN-T）、美国海军“商业宽带卫星项目”(CBSP)以及全球鹰无人机（Global Hawk）等。  

最近几年，尽管对于Ku波段移动应用的需求仍在快速增长，但随着一些新的Ka波段固定卫星（FSS）系统的出现，Ka波段也赢得了越来越多的关注。正如Ku波段卫星移动业务是建立在Ku波段卫星固定业务（FSS）基础上，Ka波段卫星固定业务系统的运营者也对开展Ka波段的移动业务展示出了浓厚的兴趣。商业（如Inmarsat-5、Viasat-1和Jupiter-1）和政府（如WGS）的Ka波段固定卫星系统都在开发和部署在移动方面的应用。

与L波段到Ku波段的过渡不同，人们对于Ka波段的兴趣并非完全来自于Ku波段频谱资源的匮乏。实际上，可供卫星移动业务使用的Ku波段频谱资源还是相当可观的。设想一下，在欧洲上空西经30度到东经50度的弧度内，大约可安排30个轨位，如果每个轨位可以使用两个极化各500MHz的带宽，不考虑任何的频率复用，则欧洲可用的Ku波段频谱大约可以达到30GHz，理论上完全可以满足卫星移动业务对于Ku波段带宽的需求。

实际上，发展Ka波段主要动力来自几个方面：（1）由于频率更高，相同口径的天线其波束更窄，天线的指向性更好，这意味着天线接收到的邻星干扰更少，在偏轴功率谱密度上的限制也会更小，从而可以提高系统的性能；（2）更多的空余轨位可以让非主流的卫星运营商有机会进入这个市场，并且可以尝试更多的创新；（3）与Ku波段不同，美国专门为政府应用分配了专用的Ka频率，使得政府可以建立自己的卫星星座系统，著名的宽带全球通信卫星通信系统(WGS)正是这项政策的产物。

对于Ka波段的限制与Ku波段不同。虽然在天线尺寸确定的情况下，Ka波段可以获得更好的指向性和增益，但这却被更高的空间损耗所抵消，而且对于商用Ka波段，还有更严格的偏轴EIRP谱密度（ESD）的限值，后者对于移动应用系统而言非常重要。在Ku波段，由于偏轴ESD的限制，往往需要卫星终端的调制解调器采用扩频技术。在商业Ka波段这个问题同样存在，甚至比Ku波段的限值还要严格6dB；而在政府Ka波段上，偏轴ESD的限值则要比商用Ka宽松不少。

此外，Ka波段卫星系统并不是Ku系统的简单克隆。Ku波段卫星常使用覆盖整个大陆或特定海洋的区域波束（如Intelsat、Eutelsat、Telesat等），并专门为电视节目的传输做了优化设计。虽然有些Ka波束也是这样设计，但大部分新的Ka波段卫星都采用了点波束，通过采用频率复用技术（Viasat-1, Inmarsat-5 Global Xpress）的多点波束覆盖某个区域或者使用可移动的点波束（WGS, Inmarsat-5 High Capacity Payload (HCP)）。系统架构上的差异带来的是卫星性能以及可用频谱资源上的不同。

鉴于Ku波段、商用Ka波段以及政府Ka波段卫星系统在使用限制条件以及系统架构等方面的诸多不同，很难一眼判断出哪个更适合于移动应用。这个问题的答案或许将会影响到高达数亿美元的终端和卫星投资。本文试图从偏轴ESD限值的差异直到卫星性能和可用频谱等多个方面的差异进行分析，以探寻问题的答案。

扫码下方或搜索关注公众号“卫星参数网”，独家内幕新闻！