我国卫星移动通信系统用频形势分析

+ 田伟 王健 韩朝晖

我国卫星移动通信系统用频形势分析

+ 田伟 王健 韩朝晖

卫星移动通信系统是国家重要的战略性基础设施，在交通运输、抢险救灾、科学考察等诸多领域都具备其特有的优势，对国家的经济建设、社会发展和安全保障至关重要。而频率资源是支撑卫星通信系统得以正常运行的最根本保证。本文对国际国内卫星移动通信业务的频率划分情况和我国卫星移动通信系统频谱资源储备情况进行了总结，对我国卫星移动通信系统主用的频谱资源目前在国内和国际面临的诸多问题进行了分析，并针对问题的解决提出了合理化建议，对我国后续制定卫星移动通信系统频谱资源保护策略，保障我国卫星移动通信系统的有效用频具备重要的参考意义。

卫星移动通信系统；频率资源；国际形势

一、概述

卫星移动通信系统是国家重要的战略性基础设施，对经济建设、社会发展和国家安全至关重要。但目前为止，国内经批准进行商业运营的全球星、海事卫星等卫星移动通信系统均为国外系统，这些系统的卫星测控站、主关口站均由国外控制，通信保障能力受制于人，通信安全存在重大隐患。自主的卫星移动通信系统是提高国家突发事件应急能力，提升国家安全保障能力的重要支撑手段，而且在交通运输、抢险救灾、科学考察等社会服务方面也具备特有优势。因此，我国决定要建立我国独立自主的卫星移动通信系统，并组织相关卫星操作者进行系统可用频谱资源的论证和储备工作。但由于我国卫星移动通信系统建设起步晚，大部分卫星移动业务频率资源已经被现有欧美等国家和国际组织的卫星移动通信系统抢占，且近年来地面移动业务发展迅速，频率资源缺口逐年加大，因此国际国内卫星业务和地面业务之间的频率资源争夺也愈演愈烈，我国卫星移动通信系统的用频形势也愈发严峻，值得引起各方的高度重视。

二、卫星移动通信业务频率划分情况

卫星移动通信系统的频率和轨道资源是极为稀缺的战略性资源，1.5GHz和2GHz频段更有卫星移动通信系统“黄金频段”之称。根据国际电联《无线电规则》频率划分规定，1-5GHz频段范围内，在全球均以主要业务形式划分给卫星移动通信业务的频率资源共计2 × 87.5 MHz，详见下表1。

从表1可以看出，虽然在1-5GHz频率范围内共有4对频段上下行各87.5MHz的频率资源可以用于卫星移动通信系统，但我国卫星移动通信系统实际可用的频段资源只有第4对上下行各30MHz的频率资源，原因分析如下：

第1对上下行各7MHz的频率资源在我国主要用于卫星气象业务，卫星移动业务目前是次要业务划分，且在国际上还需要保护射电天文业务以及美国的航空遥测业务。

第2对上下行各34MHz的L频段频率资源已经被海事卫星通信系统、Thuraya移动通信系统等占用，是目前大多数静止轨道卫星移动通信系统使用频段。另外，一、三区关于该频段的使用是在国际电联框架下，通过“静止轨道卫星移动通信系统磋商会”的机制实现各系统的频率分配，是首个在区域内解决频率共用分配问题的多边磋商机制。尽管此磋商机制不是公认的国际组织，但签署国之间通过协定来认可和约束成员国所属卫星系统在该频段内的运行，并以联盟的方式共同维护成员国的利益。联盟之外的任何一个卫星移动通信系统想要在该频段内获得可用频率，都必须首先加入该磋商机制，并与所有成员国的卫星移动通信系统完成协调后，方可获得可用频率；否则，即便卫星网络资料地位高于联盟内的部分卫星网络，也将受到联盟内其他地位优先网络的制约和牵制，无法实际完成协调。而我国目前为止还没有加入这一磋商机制。

第3对上下行各16.5MHz的频率资源主要被全球星、铱星系统占用，且这些系统已经在全球范围内有广泛的、成熟的商业运营。我国该频段资源主要用于北斗卫星导航系统。

第4对S频段频率资源是IMT系统使用频段，该频段可以用于IMT系统的空间部分或地面部分：

- 在空间系统部署方面。虽然在欧美地区曾经有卫星移动通信系统投入使用，但因卫星故障、资金短缺等原因，目前欧美地区没有卫星移动通信系统在实际运营，法国和俄罗斯表示有后续卫星移动业务使用规划，但目前没有实际在轨卫星。亚太地区只有个别国家在个别频点尝试开展卫星通信业务，但没有明确的后续系统规划，日本近期表示计划在其卫星导航系统QZSS卫星上搭载S频段载荷用于卫星移动通信，目前也没有实际在轨卫星。

- 在地面业务应用方面。根据亚太电信联盟无线电工作组进行的调查结果显示，亚太地区目前仅个别国家在试点开展地面业务，没有国家表示在此频段有明确的地面系统应用规划。

因此，无论从空间业务还是地面业务看，该频段都相对空闲，属于部署卫星移动通信系统的唯一理想频段。

表1：卫星移动业务常用频段

三、我国卫星移动通信系统建设及资源规划情况

目前为止，我国已经有两颗搭载S频段载荷的静止轨道卫星可以提供卫星移动业务：2010年9月5日发射的“中星6A”卫星和2011年9月18日发射的“中星1A”卫星；2015年，计划再发射一颗搭载大尺寸S频段天线的静止轨道卫星在我国及周边提供卫星移动通信业务；将来如果条件具备，有可能建设一个由多颗卫星组成的星座系统，拥有在全球开展卫星移动通信业务的能力。

根据《中华人民共和国无线电频率划分规定》和我国的频率资源规划，我国主管部门已经明确将S频段1980-2010MHz和2170-2200MHz用于卫星移动业务。为了满足我国卫星移动通信系统的频率轨道资源使用需求，1999年我国向国际电联申报了第一份S频段卫星移动业务网络资料，截至目前共申报S频段卫星网络资料92份，涉及67个静止轨道位置和2份非静止卫星网络资料，其中四个轨道位置的卫星网络进入国际电联频率登记总表，两个轨道位置正式投入使用。

四、S频段在国际上面临的严峻形势

（一）背景

2012年的世界无线电大会上，为了解决目前国际移动通信系统（IMT）地面业务用频的紧缺问题，大会决定成立联合工作组（JTG 4-5-6-7），“审议为作为主要业务的移动业务做出附加频谱划分，并确定国际移动通信（IMT）的附加频段及相关规则条款，以促进地面移动宽带应用的发展”。在国际电联IMT事务工作组WP 5D会议上，JTG 4-5-6-7表示“在研究IMT新的频谱需求时，为了提高频谱使用效率，从优化频段使用的技术角度出发，可以考虑目前已经划分给IMT的频段”。

根据《无线电规则》频率划分表，1 980-2 010 MHz 和 2 1702 200 MHz 频段以主要业务形式在全球范围内同时划分给了固定业务、移动业务和卫星移动业务。根据《无线电规则》脚注5.388 和5.351A，以及决议212 (Rev.WRC-07)，主管部门可以根据需要将1 980-2 010 MHz 和 2 1702 200 MHz 频段应用于IMT的地面或空间部分。

（二）形势分析

针对我国卫星移动通信系统目前唯一可用的S频段上下行各30MHz频段资源，目前国内存在来自邻频地面业务的潜在干扰，国际上面临着来自各国地面业务运营商、设备制造商等单位的严重威胁，在很多国家以及各类国际会议场合正在进行着一场地面业务和空间业务的频率争夺战。

国内——

目前我国在上述S频段邻频有地面移动通信系统和卫星测控系统部署：在上行频段1980-2010MHz的低端1930-1980MHz和高端2010-2025MHz频段范围内我国有地面移动业务划分，且有实际地面移动通信系统部署，来自大量基站和用户终端的集总杂散、交调等干扰会给我国卫星移动通信系统带来很大风险；在下行频段2170-2200MHz的低端2130-2170MHz和高端2200-2290MHz频段范围内，我国分别有地面移动业务划分和卫星测控业务划分，且有实际系统部署，其中低端的地面移动通信系统也会给我国卫星移动通信系统带来很大的潜在干扰。

亚太地区——

目前韩国和日本主管部门均在考虑该频段国内业务的指配问题：

韩国倾向于指配给地面移动业务使用，在第五研究组上，韩国提交文稿指出3GPP从2012年已经在开展此频段用于IMT地面系统的相关研究，韩国支持将1980-2010MHz/2170-2200MHz频段用于IMT地面系统。但韩国同时在国际电联第四研究组和中国一起进行了长达3年的深入研究后，于2013年完成了有关IMTAdvanced卫星接口标准的建议书制定工作。

日本考虑到其为地震等自然灾害多发国家，倾向于发展卫星移动业务，并已成立专门的技术研究小组，近期日本决定通过在其卫星导航系统（QZSS）上搭载S频段载荷构建卫星移动通信系统，但日本同时在国际电联第五研究组表示其主管部门计划让地面移动业务和卫星移动业务共享S频段的30MHz频谱资源。

鉴于上述情况，日本和韩国在其国内以及亚太电信联盟无线电工作组会议上，都在推动研究构建天地一体化混合型系统的可行性，以期能够同时满足卫星移动业务和地面业务的使用需求。但在技术成熟前，无论日本和韩国确定将该频段用于IMT的空间部分还是地面部分，对我国的卫星移动通信系统发展都有一定的影响。根据目前掌握的情况，如果韩国确定部署地面移动通信系统，那么中韩之间将涉及边境协调问题，如果日本确定部署卫星移动通信系统，那么后续两国间的卫星网络协调形势将非常棘手。

欧美地区——

DBSD是美国一家移动卫星服务供应商，前身是ICO全球通信公司，ICO一直致力于打造天地一体化通信网络，曾计划使用S频段中圆轨道星座系统提供移动通信业务，但该系统仅发射了一颗试验卫星，没有投入商业运行，2006年ICO放弃中轨的计划，转而发展GSO卫星移动通信系统。2008年发射同步通信卫星ICO-G1提供移动多媒体业务，覆盖美国全境、波多黎各、美属维京群岛和美国以外的北美地区，但截至2011年12月并未得到授权在美国以外地区提供服务。2009年ICO由于公司财务状况申请了破产保护。

美国TerreStar公司同样希望构建天地一体化通信网络。其天基网络由两颗超大卫星组成，2009年发射了承载18米S频段天线的TerreStar-1卫星，覆盖范围包括加拿大、美国大陆、夏威夷和美属维京群岛。TerreStar-2计划2012年8月发射，但2010年10月，TerreStar公司因经营问题进入破产保护程序。

Dish Network公司是美国第二大付费电视供应商，它分别于2011年1月和7月收购了DBSD和TerreStar公司。目前，Dish Network在S频段拥有40MHz频谱资源（上行：2000-2020MHz，下行：2180-2200MHz）。2011年8月，Dish Network向FCC提出申请，希望开展天地一体化通信服务。鉴于L频段“光平方事件”中光平方系统对GPS系统的频率干扰问题，FCC目前仍有疑虑，但Dish Network认为S频段与L频段不同，不会对GPS造成干扰。目前，Dish Network尚未提出网络建设方案的时间表，有分析表示，Dish Network在未来有可能替代光平方公司成为FCC构建天地一体化网络的首选。

Inmarsat和Solaris在2009年被授予S频段频率，在欧洲地区开展该频段2GHz频谱的业务。Solaris Mobile于2009年开始运营含有S频段卫星移动和卫星广播融合业务的W2A卫星，W2A为欧洲首颗移动电视卫星，2010年S频段天线出现故障，目前为止没有发射后继接续卫星。

Inmarsat还与Thales Alenia Space（泰雷兹阿莱尼亚宇航公司）于2008年8月22日签署了EuropaSat卫星研制合同授权书，计划2011年发射。该卫星将装载一个工作在2GHz的有效载荷，利用直径12米的S频段天线，通过东经31度轨位为欧洲提供S频段移动宽带和双向通信服务。但由于没有地面运营商的合作，Inmarsat已暂停考虑在2GHz频段开展卫星移动业务的应用。

我国卫星移动通信系统的长远规划有可能面向全球开展商业运营，如果欧美国家将来继续在S频段部署卫星移动通信系统，会给我国的卫星移动通信系统带来两方面的挑战：首先欧美国家的卫星网络资料地位普遍优先于我国的卫星网络资料，这将给我国的卫星网络协调带来更多的困难；其次在商业运营上，我国的技术发展水平与欧美国家间还存在一定的差距，这势必会为我国卫星移动通信系统的市场运营带来不小的挑战和阻力。

国际电联研究组会议形势——

从上面的情况可以看出，目前在全球范围内没有S频段卫星移动通信系统实际投入商业运营。

因此，在IMT事务工作组WP 5D会议上，俄罗斯、加拿大、韩国和埃及均向会议输入提案，指出目前在S频段几乎没有实际IMT卫星系统部署使用，而IMT地面业务发展迅速且频率资源紧缺，为了提高频谱使用效率，提议修改建议书ITU-R M.1036（关于IMT地面业务频率安排），将 1 980-2 010 MHz 和 2 1702 200 MHz 全频段增加到IMT地面业务频率安排列表中，此提案获得了与会多个国家的支持。鉴于我国主管部门已经明确将此频段规划给卫星移动通信系统使用，因此我国在今年2月份的WP5D会议上输入提案，反对将上述频段列入地面业务频率安排列表。但由于WP5D会议参会代表几乎全部来自各国的地面业务运营单位，因此我国在会上处于孤立无援的状态，形势不容乐观。

目前世界范围内很多国家没有确定将1 980-2 010 MHz 和 2 1702 200 MHz频段用于IMT的空间业务还是地面业务的重要原因之一是国际电联没有针对此频段的应用给出指导性意见，而建议书ITU-R M.1036是关于IMT地面业务频率安排的建议，在国际层面有一定的导向性，一旦WP 5D采纳俄罗斯等国的提案在其地面业务频率安排指导性列表中加入1 980-2 010 MHz 和 2 1702 200 MHz频段，在IMT地面业务飞速发展且频率需求旺盛的形势下，目前很多没有确定此段频率应用方向的国家很可能将其用于IMT地面业务，这将严重威胁我国S频段卫星移动通信系统的用频利益和建设发展。

五、总结

综上所述，S频段卫星移动通信系统的用频还面临诸多问题，仅凭某个单位的单方面努力已经难以确保我国卫星移动通信系统所需频率资源在国际国内的良好用频环境。因此，这一问题需要引起我国主管部门的高度重视，协调统一国内立场，加强国内邻频地面移动通信业务的规范用频管理，从全局掌控我国卫星移动通信系统频率资源的维护和拓展。成立我国卫星移动通信系统频率工作领导小组，研究频谱资源保护策略，开展技术研究，稳步推进资源拓展工作。利用各种机会和渠道，从各个层面共同推进各项工作进展，切实维护我国卫星移动通信系统的用频利益。