通信廣播衛(wèi)星的軌位資源與鄰星協(xié)調(diào)

在數(shù)據(jù)和多媒體通信、廣播業(yè)務量急劇增長的今天，通信廣播衛(wèi)星的軌位和頻譜資源愈顯緊張和珍貴。無線電管理部門與衛(wèi)星操作者應該盡自己的最大努力管好和用好相關(guān)資源。行內(nèi)同仁都知道，軌位和頻譜資源的申請與協(xié)調(diào)過程枯燥乏味，做不完的案卷工作似乎是無用功，但又絲毫出不得錯。除了熟悉無線電規(guī)則與電聯(lián)有關(guān)程序外，協(xié)調(diào)工程師最好有衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的管理經(jīng)驗作為技術(shù)支撐，并且經(jīng)常對衛(wèi)星行業(yè)的技術(shù)發(fā)展作前瞻后顧。軌位協(xié)調(diào)既有持久細致的工作，也要靈活變換策略。

　　軌位資源的申報和占用

　　軌位和頻率資源的申報和占用方式大致有以下幾種：

　　獨辟蹊徑式，靠技術(shù)研發(fā)實力開辟新領域。除了技術(shù)實力外，還需要風險資本的投入，以及在電聯(lián)范圍內(nèi)的霸權(quán)作后盾。典型的例子是，別人仍在爭奪C與Ku頻段資源時，Teledesic在WRC 95和WRC 97兩屆會議上，先后爭取到Ka頻段3GHz帶寬資源中500MHz帶寬的優(yōu)先使用權(quán)。此外，在僅有少數(shù)國家開展BSS業(yè)務時就按無線電規(guī)則附錄S30第4條的規(guī)劃修改程序申報覆蓋他國領土的BSS衛(wèi)星網(wǎng)路，也屬于本方式。

　　跑馬占地式，緊跟形勢發(fā)展，盡早加入資源瓜分者的行列。我國早在C頻段資源尚未緊缺時就曾發(fā)星占用過一些軌位，這些軌位大多被沿用至今?？上У氖菦]在當時按電聯(lián)規(guī)則以文件形式申報更多的軌位，以致于未分配到軌位資源的衛(wèi)星操作者不得不向當年曾參加跑馬占地的小國租賃軌位資源。在電聯(lián)著手對付紙面衛(wèi)星的今天，本方式也需要技術(shù)和經(jīng)濟實力，以保證在協(xié)調(diào)資料過期前發(fā)星占據(jù)軌位。

　　見縫插針式，在資源被分完前趕末班車。由于申報得太晚，協(xié)調(diào)地位落后，在與在軌鄰星的干擾協(xié)調(diào)過程中，不得不委曲求全，被迫限制己方的使用條件。

　　李代桃僵式，用廢棄星的協(xié)調(diào)資料保護后繼星。我國所用的大多數(shù)C頻段軌位屬于本情況。理論上，后繼星所用協(xié)調(diào)資料的修改版本需要與鄰星完成協(xié)調(diào)。由于原在軌衛(wèi)星曾在同一軌位上長期工作，鄰星干擾問題不會太嚴重。只要不在頻率、功率和覆蓋范圍上大作擴張，后繼星的協(xié)調(diào)工作并不困難。

　　廣種薄收、守株待兔式，在已無立錐之地時，只能大量申報紙面衛(wèi)星，希望能找到小范圍的可用頻段和服務區(qū)，或指望別人因故放棄使用資源，使自己得以取而代之。本方式需做大量的文件工作，并承擔長期協(xié)調(diào)費用。除了急于開展衛(wèi)星通信業(yè)務的一些發(fā)展中國家外，有家香港公司也屬此例。

　　筆者的協(xié)調(diào)經(jīng)歷基本上都在為見縫插針的軌位爭取合法權(quán)益，因而深知協(xié)調(diào)地位落后的苦惱。為此，希望中國的軌位申報能抓住跑馬占地的機會。目前似乎在BSS對本國的覆蓋、以及50/40GHz頻段等方面還有機會，企盼我主管部門和衛(wèi)星操作者對此加以注意和研究。

　　軌位資源的分配和管理

　　衛(wèi)星操作者只要有見縫插針的機會，都會申報協(xié)調(diào)資料，以獲取軌位和頻率資源。過多的申報資料將增加主管部門的工作量，對外又有濫報紙面衛(wèi)星的嫌疑而使主管部門感到為難。不過，但凡沒趕上跑馬占地的好時機，軌位資源的獲取必定是廣種薄收的結(jié)果。一旦占有資源就可能帶來經(jīng)濟利益，暫時無法使用的協(xié)調(diào)資料也有可能在談判中被用作交換籌碼，為此，主管部門應該鼓勵和保護操作者申報和占用資源的積極性。

　　國內(nèi)衛(wèi)星公司所用的軌位資源都是伸手要來的，來得容易，用時就未必經(jīng)心。再加上使用權(quán)僅限于工作頻段，使用年限可能只及衛(wèi)星壽命，使用者在對協(xié)調(diào)資料的修改和補充方面就失卻了追求長遠利益的動力。我國的潛在可用資源都由一家并不操作在軌衛(wèi)星的公司代管，在缺乏利益驅(qū)動的條件下，恐怕很難要求該公司在編制和增補協(xié)調(diào)資料、以及鄰星協(xié)調(diào)工作上投放足夠的人力和財力。按照市場經(jīng)濟的規(guī)則，軌位資源的使用者應為此付出合理的代價。資源的分配可采用拍賣方式，也可采用選美方式。通過選美方式得到資源者也應支付租金，以避免資源不致被濫用。

　　資源應歸國家所有，主管部門在某種程度上可以代表國家行使軌位資源的管理權(quán)。軌位資源的分配和調(diào)撥關(guān)系到資源能否被合理使用。例如，位于東經(jīng)121度的C頻段軌位資源夾在兩個間隔各僅為1度的鄰星之間，幾乎沒有使用價值，但當它被分配給一家衛(wèi)星公司后，在協(xié)調(diào)中被用作交換籌碼，起到很好的作用。又如，申報東經(jīng)134度軌位資源的公司因出于無奈而租賃了同軌位的他國資源，我主管部門因被指責違反電聯(lián)規(guī)則而將該軌位另交其他公司代管，原申報者在為其系列衛(wèi)星網(wǎng)路補報修改協(xié)調(diào)資料時不得兼顧134度軌位，該軌位潛在可用的Ku資源將在近年內(nèi)過期失效。

　　軌位資源的租賃合作乃屬無奈之舉。有遠見者利用電聯(lián)規(guī)則，按程序登占軌位，自己不用而借合作之名出租牟利。地位落后者有理由鳴不平，急需資源者也不妨借用之。與轉(zhuǎn)發(fā)器和衛(wèi)星的租賃合作相似，租用軌位也是商業(yè)行為。商業(yè)決定的得失在很大程度上取決于對經(jīng)濟周期的把握，愚者在高潮中投資、在低潮時出局，智者在低潮時購入、在高潮中得利。要避免被迫租賃軌位，還需把握先機，做好軌位和頻率資源的申報和協(xié)調(diào)工作。

　　中國的軌位和頻譜資源

　　老一輩科技和工程專家對我國的衛(wèi)星通信行業(yè)作出了巨大的貢獻。在有限的條件下，中國靠自力更生擠進航天和衛(wèi)星通信大國的行列。早期發(fā)射的C頻段實驗通信衛(wèi)星所占用的多個軌位，為我們留下了寶貴的資源。當時也留有遺憾，由于政出多門、也因未能適應國際電聯(lián)在管理軌位和頻譜資源方面的規(guī)則變化，C頻段資源的申報與修改不及時，C擴展頻段和Ku頻段資源的申報更是落后于人。在已申報的協(xié)調(diào)資料中，有些軌位因離其它國家的在軌星較近而無法使用。按申報時間和有效年限看，這些申報資料已近失效。這些軌位是被視作紙面衛(wèi)星而任其自然淘汰，還是趕緊補報修改文件以爭取延長其壽命？我主管部門和相關(guān)操作者應盡早為此作出決定。

　　WRC 97會議前后，Teledesic切去Ka頻段3GHz可用頻段的六分之一，另一些non-GSO系統(tǒng)也要求占用Ka頻段。在此形勢下，我主管部門和有關(guān)單位也向國際電聯(lián)申報了一些Ka軌位的協(xié)調(diào)資料。應該注意的是，電聯(lián)雖無法從根本上限制紙面衛(wèi)星，但在縮短協(xié)調(diào)文件的有效年限和采取行政措施方面已有所動作。為了保護資源，我國應著手研制Ka頻段實驗通信衛(wèi)星，爭取在文件失效前發(fā)星占據(jù)軌位。與此同時，應及時編制并向國際電聯(lián)提交修改版的協(xié)調(diào)資料，以延續(xù)相應軌位的文件壽命。與長期的軌位租賃費用（每年數(shù)百萬美元）相比，為研制和發(fā)射衛(wèi)星投入資金是值得的。研制Ka頻段通信衛(wèi)星還將提高我國在相關(guān)行業(yè)的綜合技術(shù)能力。

　　我有關(guān)部門在CPM-99和WRC-2000會議上，為中國爭取到更多的BSS資源。有關(guān)DBS計劃正在實施中，但在近年內(nèi)，靠自行研制的直播星占滿兩個優(yōu)先軌位的可能性并不大。為了保住和用好BSS軌位和頻譜資源，建議有關(guān)部門考慮由通信衛(wèi)星公司租用次選軌位，購外星用于通信業(yè)務。此外，國際電聯(lián)既已允許BSS資源用于FSS業(yè)務，又未反對覆蓋他國領土的BSS附加申報，這就有可能引發(fā)對BSS資源的申報熱潮。建議有關(guān)主管部門研究相關(guān)措施，并考慮允許國內(nèi)衛(wèi)星操作者申報BSS協(xié)調(diào)資料。

　　高頻段衛(wèi)星通信很難完全補償降雨衰耗。和大多數(shù)同行一樣，筆者也看不到V/Q頻段衛(wèi)星通信在我國的應用前景。但是，發(fā)達國家早在WRC 97會議期間就提出多個幾乎占據(jù)整個50/40GHz頻段的non-GSO和GSO的FSS系統(tǒng)。non-GSO系統(tǒng)可能沿用WRC-2000會議所定的EPFD限制及避開GSO弧段（GSO arc-avoidance）等措施，以避免對GEO系統(tǒng)的干擾。由于V/Q頻段的FSS業(yè)務可使用主瓣波束較寬的超小口徑面反射天線、或者相控陣平面天線（flat phased array antenna），GEO系統(tǒng)之間仍難以避免相互干擾。因此，如果不抓緊時間編制和申報該頻段的FSS協(xié)調(diào)資料，并且為此完成鄰星協(xié)調(diào)，只怕到技術(shù)條件成熟時又將找不到可用軌位。順便一提的是，雨衰只產(chǎn)生于對流層中接近地面的數(shù)千米高度，若將Ka以上頻段用于工作在同溫層中的高空通信平臺（high altitude platforms）與GEO衛(wèi)星之間的通信業(yè)務，則可以完全避免降雨衰耗。高空通信平臺與地面用戶之間的通信業(yè)務可以考慮采用倒置的C頻段（4GHz上行/6GHz下行）。如果限定高空通信平臺的服務區(qū)，使其采用指向背對赤道平面的高仰角地面天線，其通信波束就能避免與C頻段的FSS業(yè)務以及地面微波業(yè)務產(chǎn)生互擾。這樣，C頻段的頻率資源可得到再利用，工作于C頻段的高空通信平臺業(yè)務也可避免雨衰的影響。當然，這里還牽涉到電聯(lián)的頻率分配計劃，這就不屬于本文的探討范圍了。

　　經(jīng)驗與教訓

　　編制協(xié)調(diào)資料是一項細致而繁瑣的工作，容不得錯誤，但又很難保證不出錯。我國曾有衛(wèi)星公司因為部分Ku頻段數(shù)據(jù)有疏漏，所申報的協(xié)調(diào)資料被電聯(lián)退回。盡管提前公布資料日期在前，但協(xié)調(diào)資料的公布日期卻因修改重報而被拖后。其結(jié)果為，部分鄰星的協(xié)調(diào)地位相應得到提高，使我方的協(xié)調(diào)工作量因此而增加，協(xié)調(diào)時還被迫為此作出讓步。為了避免類似的錯誤，申報前應注意反復查錯。此外，不同頻段的資料可分為在同一軌位上的多個衛(wèi)星網(wǎng)路分別申報。上述案例中，如果將C頻段和Ku頻段的協(xié)調(diào)資料作為兩個子網(wǎng)路分別申報，C頻段資料就會被按期公布，而不致影響其協(xié)調(diào)地位。

　　及時修改和適時補充協(xié)調(diào)資料。通信衛(wèi)星從編制和申報協(xié)調(diào)資料、電聯(lián)公布、鄰星協(xié)調(diào)，到設計、研制和發(fā)射，其過程長達數(shù)年。因此，協(xié)調(diào)資料中的衛(wèi)星和載波參數(shù)往往與實際衛(wèi)星相差較大。如果拘泥于協(xié)調(diào)優(yōu)先地位，堅持用與實際衛(wèi)星差別較大的過時資料進行協(xié)調(diào)，將降低協(xié)調(diào)對手的信任與合作程度。若將新公布或申報中的修改資料與地位較優(yōu)先的老資料一同使用，以新資料補充內(nèi)容，靠老資料保護協(xié)調(diào)地位，效果可能會好得多。適時申報補充修改資料將有利于保護傳統(tǒng)軌位，使后繼替代衛(wèi)星能有合法的協(xié)調(diào)和使用地位。主管部門應避免對此類申報征收協(xié)調(diào)費用，以鼓勵衛(wèi)星操作者自覺地按照電聯(lián)的慣例行事。在中國的衛(wèi)星操作者中，隨香港回歸的一家公司擁有的軌位最多最好，但它對協(xié)調(diào)工作仍很重視。不論是否使用，該公司對其所有軌位的每個潛在可用頻段都申報了協(xié)調(diào)資料，并與鄰星進行干擾協(xié)調(diào)，以保障其軌位和頻率資源可供公司的長遠發(fā)展。

　　國外的衛(wèi)星操作者在協(xié)調(diào)過程中通常都按電聯(lián)規(guī)程和文件行事。他們會盯著協(xié)調(diào)對手在文件與程序上的錯漏不放，也會在被對手挑出己方的毛病后低頭服軟。強硬的對手在被指出其實際衛(wèi)星的頻率計劃少量超出協(xié)調(diào)資料時，會放松對我方協(xié)調(diào)資料和干擾計算的吹毛求疵，并以務實的態(tài)度討論互擾問題。堅持過高C/I標準的對手在被指出其協(xié)調(diào)資料中的地面天線口徑遠大于商業(yè)宣傳資料數(shù)據(jù)時，也會作出相應的妥協(xié)與讓步。抓住不同協(xié)調(diào)地位的新老協(xié)調(diào)資料之間的差別，有可能令對手同意對其既存業(yè)務與后繼業(yè)務采用不同的協(xié)調(diào)方式。這些例證都表明編好和補全協(xié)調(diào)資料、以及尋找對方資料漏洞的重要性。

　　鄰星協(xié)調(diào)的目的在于共享有限的軌位和頻率資源，而不是封殺對方。優(yōu)先的一方也需要與相關(guān)的鄰星完成協(xié)調(diào)，以使自己軌位的協(xié)調(diào)地位由C(Coordination)轉(zhuǎn)為N(Notification)。協(xié)調(diào)地位優(yōu)先、并且堅持使用苛刻的干擾計算方法和判斷標準的對手通常會被下述問題所難倒：若用同樣的算法和標準，他自己的兩顆衛(wèi)星得以共存的最小軌位間隔是多少？如果按worst case計算鄰星干擾，10度以外的鄰星之間都很容易被找出不可接受的干擾。有通信轉(zhuǎn)發(fā)器管理經(jīng)驗的協(xié)調(diào)工程師可以結(jié)合干擾計算結(jié)果，估算實際存在的干擾程度。只要有可能，就應列出雙方都能接受的功率譜密度，作為共存的條件。必要時，可以約定雙方在上新業(yè)務之前都必須與對方預作業(yè)務安排。

　　有失才有得，舍得放棄方能換來收獲。仍以東經(jīng)121度軌位的經(jīng)驗為例，當時協(xié)調(diào)地位優(yōu)先的相鄰軌位沒有在軌星，談判對手擔心我方會先行占用121度軌位，我方以對方發(fā)星后放棄使用121度軌位為條件，換取對方在其他方面的重大讓步。通過一攬子交易，我方不僅在久陷僵局的另一對軌位協(xié)調(diào)上得到突破，也獲保證可在對方發(fā)星前合法使用121度軌位。在另一次與公認為難纏對手的談判中，通過暗示（但不深究）對方在其傳統(tǒng)軌位上沒有在軌衛(wèi)星，也在雙方限制功率譜密度的條件下完成了協(xié)調(diào)。

　　幾點建議

　　對軌位和頻譜資源的管理應將責權(quán)利相結(jié)合。由主管部門分配的軌位資源應該有償使用，使用者必須承擔補報修改協(xié)調(diào)資料、并且進行鄰星干擾協(xié)調(diào)的責任。主管部門應鼓勵衛(wèi)星操作者尋找潛在可用的軌位，并為此編制和申報協(xié)調(diào)資料。自行申報的軌位資源應盡可能讓操作者自行支配。為避免浪費潛在可用的軌位資源，應該允許衛(wèi)星操作者分析和研究主管部門掌握中的未分配軌位資源，在此基礎上提出開發(fā)使用建議，經(jīng)主管部門評估后決定是否向該操作者發(fā)放相應軌位的使用權(quán)。

　　我國在東經(jīng)134度軌位申報的協(xié)調(diào)資料行將過期失效。該軌位的Ku頻段申報資料的協(xié)調(diào)優(yōu)先地位僅落后于某個靠租售軌位牟利的國家。從該國在東經(jīng)138度也有地位優(yōu)先的Ku申報，而SS/Loral旗下的Orion公司曾在1999年向其東經(jīng)139度軌位發(fā)射過Ku衛(wèi)星（發(fā)射失?。┑丛饪棺h分析，Orion公司或已與該國達成默契，或認為可以無視該國軌位的優(yōu)先地位。依此推論，我國并不是沒有機會占用134度軌位的Ku資源。該軌位的協(xié)調(diào)資料因曾被退回重報，其失效日期反在協(xié)調(diào)地位優(yōu)先者之前。由于未曾補報該軌位的修改協(xié)調(diào)資料，已申報和公布的資料將在兩年內(nèi)被撤銷。現(xiàn)在就是有公司愿意使用該軌位，在時間周期上也成問題。希望主管部門能關(guān)注134度軌位及類似問題，即便不能挽救該軌位，也應從中汲取教訓，以避免再次錯過利用潛在可用資源的時機。

　　鄰星協(xié)調(diào)是長期的工作。即使在完成文件協(xié)調(diào)以后，雙方衛(wèi)星在運營中也需要不時解決互擾問題。因此，雙方的協(xié)調(diào)工程師之間需要建立信任與合作關(guān)系。合作的基礎在于雙方能接受共同的協(xié)調(diào)方法與標準，信任的基礎在于以誠為本、前后一致。早年間，我方的協(xié)調(diào)資料與實際衛(wèi)星相差甚遠，對電聯(lián)規(guī)則的理解和應用能力也不如協(xié)調(diào)對手，加上協(xié)調(diào)地位落后又迫切需要打開局面，經(jīng)常被指責為不按規(guī)矩行事。近年來，與協(xié)調(diào)對手的工作關(guān)系與受尊敬程度已大為改善。在今后的交往中還應該繼續(xù)維護和發(fā)展與協(xié)調(diào)對手的工作關(guān)系。

　　隊伍的培養(yǎng)也是個大問題。五、六年前的協(xié)調(diào)工程師中，約有半數(shù)退出了協(xié)調(diào)第一線。無線電規(guī)則是一本難念的經(jīng)，電聯(lián)的許多內(nèi)部運作規(guī)程和細節(jié)還不為我們所熟悉。為此，希望主管部門繼續(xù)為衛(wèi)星操作者提供電聯(lián)的文件資料、邀請電聯(lián)官員和專家來華講課、并且主辦有關(guān)協(xié)調(diào)課題的研討會，以使新人提高工作能力，從而能夠更快更好地接上班。