Ka频段宽带卫星通信时代呼之欲来

目前，我国自主研制的Ka频段高通量通信卫星受到广泛关注。这颗卫星投入运营后，我国将正式步入使用国产Ka频段宽带卫星进行多媒体通信的崭新时代。

作为无线通信的特定形式，卫星通信有哪些频段？我国缘何开展Ka频段宽带通信卫星的研究？它将给人们的现代生活带来哪些影响？未来应用前景如何？中国航天报记者就此进行了调查采访。

调查背景：轨位和频率资源紧张Ka频段优势独具

中国卫通集团有限公司副总工程师沈永言告诉记者，卫星通信使用到的频段有很多，目前涵盖L、S、C、Ku、Ka等频段。这些频段就类似架设在太空与地球之间 的多条行车道，信息通过叠加在某一频段内的载波上进行传送，从而实现端到端的通信。这其中，信息就相当于乘客，载波就相当于汽车或渡船。沈永言说，频段的范围就相当于公路的宽度，直接影响到信息传输的速度和数量。

他介绍，不同的频段有不同的特点。一般来说，频段越低，电波进入雨层中引起的衰 减越小，绕射能力越强，对终端天线的方向性要求也低，它较适合用于移动通信环境，但缺点是带宽较小。而频段越高，情况正好相反。人们早期使用的L、S频段 就处于低端，传递话音、文字等低速率信息不成问题，但很难满足当今社会多媒体视频等宽带内容的传输需求。而C、Ku频段相对较高，它们传输容量较大，是目 前卫星通信领域的主流频段。

为什么世界各国都在争相开发、应用Ka频段的卫星通信？中国航天科技集团公司科技委顾问、中国工程院院士张履谦 认为主要有两方面的原因。一是C和Ku频段的卫星轨位十分紧张，地球赤道上空有限的地球同步卫星轨位几乎已被各国占满；这两个频段内的频率也被大量使用， 这迫使人们寻找、开发更高频段来满足新的通信需求。二是Ka频段卫星通信优势明显，具体体现在三个方面：其一，Ka频段工作范围为26.5-40GHz， 远超C频段（3.95-8.2GHz）和Ku频段（12.4-18.0GHz），可以利用的频带更宽，更能适应高清视频等应用的传输需要；其二，由于频率 高，卫星天线增益可以做得较大，用户终端天线可以做得更小更轻，这有利于灵活移动和使用；其三，运用多波束技术和相控阵技术，可以让卫星上的天线灵活地改 变指向，以满足对多点通信和星上交换的应用需要。

关于Ka频段宽带卫星通信容量话题，沈永言形象地给记者打了个比方。C和Ku频段的频率工 作范围相对有限，只能行驶30个座位的大巴，而Ka频段的频率工作范围要大数倍，可以跑100个座位的大巴，承载能力变大不言自明。此外，多点波束和频率 复用技术的运用相当于将单层大巴车改装成了多层巴士，这使得卫星通信容量得以数十倍甚至百倍以上的增加。

基于此，越来越多的国家把注意力和 研究重心放在了Ka频段宽带卫星通信的开发运用上。统计资料显示，目前全球在轨的全Ka频段宽带通信卫星有20余颗，2016年全球Ka频段商用通信卫星 将达50颗左右。就我国而言，加紧Ka频段卫星研制及相关应用研究，对于跟踪国际先进卫星通信技术、更好地利用航天技术服务民众生活，其意义十分重大。

应用前景：Ka频段宽带通信卫星能给生活带来哪些改变？

随 着技术进步和人民生活水平的提高，简单的语音对话、文字沟通早已不能满足人们沟通交流的需求。坐在电视前，人们更喜爱观看高清视频节目；网上冲浪，人们需 要赏心悦目的超媒体内容和更流畅的网速；乘坐车船飞机旅行，人们也希望享受无限WiFi的畅爽；甚至作为新闻工作者，全时空传播的发展趋势也要求记者能在 偏远地区和通信中断等恶劣环境下，迅速传递音视频资料，将新闻资讯在第一时间呈现给观众……，而这一切需求，Ka频段宽带卫星通信都能够轻松满足。

对Ka频段宽带卫星通信的应用领域，沈永言进行了梳理：面向千家万户的宽带接入服务、企业联网、移动运营商的基站中继和应急备份、机载车载船载"动中通"通信，高清视频采集和分发、区域性卫星电视直播等。

沈永言说，中国人口众多、地域辽阔、发展不均衡，在中东部地区地面光纤网络轻松走入普通人家的时候，西部偏远山区的人们却因光纤铺设成本高、施工难度大而无缘享受宽带上网等信息服务，百姓平等接受信息服务的权利尚难保障。

相比为几十户山村铺设数十公里光缆的巨额投入和运行维护成本，通过Ka频段宽带卫星一步到位实现卫星通信，其综合性价比更高。在高铁沿线搭设基站和光缆提供WiFi联网服务也一样，显然不如通过Ka频段宽带卫星来的更简单有效。

但是，Ka频段宽带卫星也不是完美无缺，其用户终端和使用费用相对偏高，这就需要政府出面协调解决。例如澳大利亚实施了NB