卫星物联网选频竟然还能这样操作？

ITU官方网站显示，2021年11月11日，收到了两份神奇的卫星网络资料：

其“神奇”之处在于以下两点：

1) 又一个巨型星座

轨道面数1152，每轨面卫星数99，各种倾角、轨道高度的组合，形成了一个卫星总数为114048的星座。对于近几年低轨巨型星座风起云涌的通信卫星界，这显然是熟悉的感觉。

2) 最熟悉与最陌生的频段

这两份网络资料中的频率指配相当简单，摘录如下:

2025-2110/2200-2290MHz频段，是全球范围内划分最丰富、约束最少的空间操作业务频段（即卫星测控）；也是启用最早、技术最成熟、应用最普遍的测控频段，没有之一。AETHER-K和AETHER-C卫星网络申报这个频段本该是很正常的事，但当我们仔细分析这两份资料中具体的频率指配时会发现其“神奇”之处：

首先，收/发方向各申报了15MHz带宽（2025-2040/2200-2215MHz）。熟悉卫星测控的工程师都知道：USB测控体制全球通用，1-2MHz带宽足以；当然，从频率资源储备甚至占用的角度考虑，多申报一点也可以，但这两份资料多的显然不是一点，15MHz带宽即使是扩频体制测控都占不满，这是要传些什么业务呢？

其次，业务指配的是类型是EW、EH、ET，即卫星地球探测业务、空间研究业务和空间操作业务，业务区是全球所有国家。

这都是符合频率划分的。但是，这些业务的显著特点之一是使用特定地球站，让我们来看看如此庞大的星座的地球站位置也是可以帮助我们理解其系统状态的。但是….

没有任何地球站信息！

同时，在相关卫星信息中显示，其通信的对象是

这下，自然就豁然开朗了，操作者申报的是S频段的“空对空”划分，显然，这种使用在规则上是没有问题的。

但是，使用技术、应用如此成熟的S测控频段，申报如此大规模的空对空链路，这是要传些什么业务呢？

频率咨询公司的职业习惯让我们直觉地认识到，这两份网络资料背后的动机显然是不寻常的。幸好，谜底即将揭开。

查询资料的操作者，就看到了这个熟悉的名字: Kepler Communications

熟悉“Kepler通信”这家公司有几个原因。

2019年世界无线电通信大会上，在未来议题的讨论中，以Kepler公司代表为主的欧洲多个国家，力推为卫星物联网划分新频段的新议题。

当时笔者作为中国团负责此事项的代表，尽管了解国内的卫星物联网行业用频需求也跟欧洲一样的迫切，但苦于大会讨论的候选频段在我们国内有其他业务使用，必须按国家已经确定了的反对立场进行发言。为此，我跟中国代表团的其他专家一道，与Kepler的Karsten博士进行了多次艰苦的交流，艰苦的主要原因在于，对方陈述的理由实际上我们都是同意的，但出于国家立场，中方代表必须找各种理由反对该议题。

当然，争论的结果是我们圆满完成了国家预案的预期，欧洲人也得到了他们希望的新议题，即WRC新议题中关于卫星IOT频率划分的研究，仅限于1、2区（WRC-23 AI 1.18）。

熟悉Kepler的另一个原因是，这家卫星公司的第一颗卫星是在中国发射的。2018年1月19日12时10分，吉林一号视频07、08星，淮安号恩来星，湘江新区号，全图通一号，Kepler通信公司KIPP卫星共六颗卫星由长征十一号火箭在甘肃酒泉卫星发射中心成功发射升空。这是中国为加拿大发射的第一颗卫星。其实，从这一点就已经表现出，Kepler是一个不走寻常路的团队。

Kepler是一家加拿大的卫星创业公司，Kepler成立于2015年，最初的计划是在2021年前分三步向太空部署140颗Cubesat的卫星，其计划使用Ku频段实现一个物联网星座的方案使其在众多以卫星物联网为目标的新兴航天公司中显得独树一帜。这仿佛也再次证实了，Kepler在技术路线的选择上有另辟蹊径的基因。

Kepler的星座部署与铱星类似，但轨道更低，只有575km，这也就意味着要达到全球覆盖，其需要更多的卫星数量，这也是为何与铱星系统设计类似的Kepler需要140颗左右卫星的原因。

Kepler的单颗卫星采用的是3U的立方星设计，其对地面为一个3U的平面，这个平面上部署了一个Ku频段的相控阵天线用于跟地面终端通信，同时卫星具备星间链路，能够保证采集的数据实时回传到网关站。

Kepler因为具有星间链路，因此其不需要很多的地面网关站设置，从Kepler公开的信息来看，Kepler的网关站选择均在北极圈内，其中加拿大的站选在了Inuvik，北纬68°，瑞典的站选在了Esrange，北纬67°。

Kepler的地面终端采用相控阵天线，口径30cm左右，网关站采用2.4m或更大口径的抛物面天线。

Kepler星座系统设计决定了其商业模式，这体现了Kepler对其用户的对IoT系统的理解，是重在采集而非通信。

因此Kepler的数据链路设计是非常不对称的。通常的通信卫星的上行链路和下行链路的速率比为1:10，而Kepler认为的IoT系统上行链路容量应高于下行链路，因此Kepler的系统设计中，上行容量是下行的100倍。这也就意味着Kepler的星座系统的发射部分更为简单，因此3U的立方星能够完成Ku频段的“通信”也就成为了可能。

目前，Kepler又将万物互联的概念落实聚焦到太空物体上。在需要互联的太空物体上安装其终端，通过其星间链路网络，使目标太空物体可以实现与地球的实时连接。

 其所说的太空互联终端是这个样子的：

在这里，我们看到了本文所关注的AETHER-C、AETHER-K两份网络资料申报频段的应用场景。至此，谜底揭晓，原来Kepler的计划是希望为太空物体提供Internet 互联网络，将我们讨论的卫星IoT的领域延申到广袤的太空。

固然，有多少空间飞行器可能成为其付费用户，这种商业模式是否可持续都远未可知，但这毕竟都是投资方需要关注的问题。而我们作为频率专业的工程师，看到的实实在在的客观情况是，随着这两份网络资料即将在ITU公布，成熟的、宝贵的S测控频段用于星间通信的巨大优越性将为实现这种新的应用场景提供强大助力，甚至很快形成利用S频段开展星间通信的垄断局面也是可能的，这在当前各种业务都在激烈竞争频谱资源、特别是卫星IOT在用频问题上几乎无路可走的困境下，无疑是令人惊喜的表现。而Kepler为此付出的，只是每份资料570瑞郎的网络资料成本回收费用，连协调程序都不需要履行！

跟国内很多卫星物联网行业的公司探讨频率问题通常是很无奈的，大家总希望我们能给出到底有什么频段能用的答案。不得不说，大家希望的那种答案并不存在，而我们更希望探讨解决问题的理念，那就是：其他很多领域都可以借鉴、参考，看看别人怎么做，总结经验教训，弄好了没准还能弯道超个车；但选频这件事恰恰相反，只要别人选了、用了，后来者只能规避，除非掌握了技术上兼容的方法，否则绝不能跟。

Kepler给我们的启示是：在选频问题上，需要打破固化思维模式，另辟蹊径。不走寻常路才可能找到出路！