衛星通信產品體系的設計思路

周 同，王永康

（中國電子科技集團公司第五十四研究所，河北 石家莊 050081）

0 引 言

衛星通信是中國航天技術的主要應用內容之一，因其覆蓋范圍大、通信距離遠、數據傳輸容量大、通信品質高、聯網靈活快捷以及資費和通信距離無關等優勢，已成為我國信息基礎設施中不能缺少的重要部分。中國建立了一條來源最豐富的衛星定位通信服務用的空間段，并正在努力為中國和亞洲地區和太平洋沿岸地區的用戶有效的服務，現已形成適應不同行業需求的衛星通信網，可以很好發揮地面通信網的互補、拓展和緊急備用功能。本文針對衛星通信產品體系的設計思路進行了研究。

1 衛星通信產品概述

1.1 衛星通信產品內涵

衛星通信是通信服務業的一項重要內容。衛星通信運營商借助”星、頻、站、網、端”的資源要素，以及業務運行質量保障體系和能力的建設，向客戶提供了交換機租用、互聯網傳輸、技術服務、系統集成以及終端定制等多種產品業務[1]。衛星通信產品與服務、平臺、人才以及技術概念高度相關，在實際中由于它們的相互產生和交叉聯系，特別是與產品和業務之間的概念和聯系往往造成了用戶的錯覺，并由此對產品、服務經營、平臺建設等企業管理工作造成了不必要的困難。但總的來說，產品是公司為實現滿足用戶需要、積極參加市場競爭的手段和方式，是公司業務開發、市場營銷、平臺運維、人才使用等行為的綜合結果。運營基礎和服務質量是互聯網下產品發展與服務價值創新的基礎，以”星、頻、站、網、端”等技術為代表的人財物技術發展成為了公司價值創新的動力，而技術發展主要分布在市場營銷、產品研發、整體運維和集成創新等的業務當中。

1.2 衛星通信產品介紹

1.2.1 衛星通信系統

衛星通信系統主要由地站-地面衛星天線構成，大多數反射天線通常為拋物面形，但也有部分多焦點雙極化天線是由球體與拋物面形組合而成。地面衛星信號在經過拋物面形雙極化天線的反射后，聚焦在它的中心聚焦部。其主要功能為實現地面電磁波信號和電信號之間的交叉變換，實現對C/KU 頻率微波信息的接收工作。下行功能：雙極化天線首先收到地面衛星所下發的微弱信息，然后通過高頻頭（Low Noise Block，LNB）實現低噪音釋放，同時把C/KU 的下行頻率轉換成L 波段信息，實現相鄰層接口間傳送的數據單元（Interface Data Unit，IDU）的模數變換、對基帶信息的包裝、拆包和信息的解調等操作[2]。上行功能：將由IDU 產生的L 波段TDMA 上行通道，輸入上變頻功率放大器（Block Up-Converter，BUC）實現向上變頻和能量釋放，以對應衛星的上游通道，進而利用雙極化天線發送給目標衛星。

1.2.2 超級基站自動尋星天線系統

（1）重要應用領域。中國國家環保網、中央政治局黨校遠程教育網、中國軍隊總參通信網、吉通電話集團移動互聯網、中國中央電視臺、省以下各級廣播電視、全國證券通信網以及各大企業移動通信工程。

（2）控制系統簡介。手動尋星天線控制系統的伺服追蹤控制系統一般由天線控制系統驅動器單元（Antenna Drioe Unit，ADU）、天線接收管理系統操控單元（Antenna Control Unit，ACU）、旋轉變壓器和傾角儀等所構成，利用接收信標、傾角傳感器等的信息調節天線接收控制系統方向/俯仰/極化傳動的起動裝置，并利用它的控制系統來調節天線接收控制系統的運動方向/俯仰/極化角度。天控系統具有地面測量與手動恢復控制功能，可以根據抗震要求設定，并且具有一鍵對星的控制功能，從追蹤、對星、調節等都可以手動調節或手動對星，還能夠預設存儲7 顆常用的衛星參數，甚至更多。

（3）天線控制單元的信標接收器描述。信標接受機和衛星信號的下變頻器組合，構成整體的跟蹤接收器，用作衛星通信地球站的自動跟蹤控制系統。它的工作是截獲同步衛星信號發送的信標數據，并將其下變頻轉換成中頻信號，進而測量出與信標數據高度成正比的直流壓力，給出衛星信標數據（即目標）相應于雙極化天線在不同角位時所對應的信息強度壓力，以直流壓力形式送到雙反射天線伺服控制器，從而實現了雙極化天線對衛星信號的自動監控[3]。該接受機模塊采用了領先的小步進鎖相環技術，與高穩健化參考源實現了高頻的精密控制，其工作機理就是使用小步進鎖相環技術，實現接收機將要接收的衛星信號頻率點的精密變頻，而其中的掃描方法可以由軟件實現。

1.2.3 便攜式衛星通信系統

（1）便攜式衛星通信系統簡介。由于便攜式衛星通信不受地域、氣象等因素的影響特點，因此對于要求及時迅速架設通信網絡的地方，便攜式衛星通信站往往起到關鍵性作用。

（2）便攜式衛星通信系統的作用。第一，滿足了人類對移動多媒體技術（視頻）的需要，可以做到對同一個地點所產生的所有事情實行即時的視頻轉播和遠距離介入，從而解答了多點廣播電視會議，數字視頻點播服務和其余各類多媒體視頻節目傳播問題。

第二，為了滿足用戶的移動部門辦公需要，便攜式衛星通信系統將能夠成為“虛擬辦公室”，沒有固定辦公地場所，人們隨時隨地和公司內部或指揮中心之間實現永不間斷的通信聯絡以及消息共享，如發傳真、打電話，還能夠隨時高速連接網絡和公司專網等，并可以很方便地完成公司總部對移動部門的活動集中管理。

第三，應用于地方政府應急通信機構、部隊及其特種系統。這種系統除對設備的可靠性、安全、操控性和三防性等因素的需求很高外，通常需要設備可以具有很長的回傳通道，以確保發送清晰的語音、高速的文字信息、即時的視頻和服務信息，并需要設備在極端和嚴酷的天氣環境下，可以保證永不間斷的通信聯絡[4]。

2 衛星通信產品體系設計思路

2.1 設計原則

在產品體系設計流程中，必須面對哪些應該是產品、哪些應該是服務、哪類是評估與抉擇。需要滿足下列3 項要求方可列入產品范疇，也就是必須遵守的3 項準則：一是產品要符合公司戰略發展方向；二是具備明確的目標市場和客戶需求；三是擁有必要的資源和能力基礎。

產品系統是商品的多層次、結構化組合，只有進行正確的定位，才能獲得正確的商品系統。設計必須堅持以下3 個方面原則：一是高度內聚、較低相互耦合性；二是貫徹專業化分工原則；三是體現團隊比較優勢。

因此，項目的設計、研發與咨詢工作的進行，最終都必須依靠具備一定專長的人以及專門技能的設計部門。

2.2 基本類型

隨著中國數字經濟的發展、互聯網數字化革命的深入，衛星通信運營業務一定要和產業互聯網、行業互聯網融合發展。這就需要衛星通信運營商從挖掘衛星網絡資源、提升網絡品質、豐富產品種類、提升服務水平、培訓咨詢、計算機技術、定制應用終端以及設計整體方案等方面尋找優勢，下足功夫，建立以中國高軌衛星轉發器資源服務為核心的衛星運營業務、以中國高通衛星網絡服務與數字平臺為基礎的綜合資料業務系統、以中國物聯網/虛擬現實/大數據挖掘/人工智能等信息技術服務為重點的業務系統，并整合3 個基本產業類型，以適應世界衛星通信產業變化，把握好國家數字化轉型戰略、新時代基建規劃所帶來的重大發展機會。

2.3 設計要點

產品設計并非名詞術語的單純羅列，亦并非資源要素的任意結合，它是公司傳播顧客價值的重要途徑，是提高顧客滿意度和忠誠度的重要媒介，是公司參加市場競爭的重要工具，是公司實現收入與盈利的根本。所以，企業在明確設計產品要素時，就必須以顧客利益、公司的競爭優勢、生產技術等設計概念為基礎，對企業各個產品作出完整、系統的界定，從而保證企業產品具備充分的活性與生命力。本文將給出如下10 種產品設計要點。

（1）產品簡介。說明產品基本類別、針對的產業和市場、外形和特征、性能和功用，為使用者解決問題以及提供售后服務。

（2）目標用戶。介紹主要目標群體及用戶類別，包括個人、家庭、公司以及組織等。

（3）用戶價值。提供企業可以給用戶提供的價值，包括帶寬容量、費用、信息服務質量、覆蓋范圍、響應能力、數據與安全等[5]。

（4）核心技術。描述產品應用所涉及的核心技術，主要包括通信、電腦軟硬件、自動化、機器人以及能源等關鍵領域。

（5）競爭對手條件。說明該企業存在的主要競爭對手、優點和缺陷等。五力模型和SWOT 矩陣都是最主要的數據分析工具。

（6）合作者。描述技術開發、研究與推廣環節的合作者。價值鏈、戰略聯盟和商業生態都是最有效的分析方法。

（7）生命循環。描述商品所處的生命循環，分為進入發展階段、生長時代、發展階段以及衰敗期等。

（8）市場總收入預測。描述當前的市場總收入狀況和未來3 年的市場總收入預測狀況。

（9）產品執行困境。描述產品運作流程中面臨的困難，通常分布于技術開發、人員組合、業務協同、政府許可、市場以及費用安排等方面。

（10）應對戰略。描述公司針對執行難度大而采用的對策與辦法，需要根據公司內部環境，并使用相應的管理理論與運營理念。

2.4 體系架構

產品體系框架必須反映了產品重大的功能類別或領域、產品的具體類型以及產品與用戶和產品間的交互聯系。換言之，產品體系框架必須包含了客戶、產品和服務3 個維度。根據當前衛星通信的形勢與發展，衛星通信系統可分為衛星服務類、電信服務類和系統集成類。衛星運營服務是對常規高地球軌道衛星技術業務的進一步擴展，在原常規高回波通信衛星提出的交換器租用業務和高通量衛星技術提出的互聯網傳送業務的基本上，增加了網站運維、衛星測控、主站托管等增值性業務。信息技術業務類依托高通量衛星網絡，向航空、海洋、交通運輸以及能源等領域的客戶開展互聯網接入、視頻交流、電子商務等信息技術業務。網絡系統綜合類所涉及的主要業務領域有衛星網絡系統、衛星端口、專業計算機以及信息系統等。

3 結 論

綜上所述，衛星通信是航天技術應用的主要內容，在信息時代的通信中有著地面通信無法取代的巨大功能。而產品系統構建是確定技術創新目標、打造產品服務平臺、推動業務拓展、調整資源架構等任務的基礎，是衛星通信運營商數字化改造進程的關鍵，是提高公司產品競爭力和產品影響力的根本。為深入推進衛星通信業務，各公司要針對業務開展和企業經營現狀，適時調整產品結構，實現產品迭代提升。