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提升单位带宽的效费比，是传统地球静止轨道（GEO）通信卫星运营商持续追求的命题。 过去数十年间，为达到这一目标，运营商采取众多技术途径，包括提高载荷功率以支持更大带宽传输、延长设计寿命以增加收入、多波束频率复用以提升容量等，推动了卫星平台承载能力的不断升级、载荷通信性能的快速改善。最明显的结果是，全球在轨通信卫星总容量在2013 年首次突破1Tbit/s，2016 年则翻番至2Tbit/s。 但容量激增也引发了市场需求与供给（供大于求）的经典矛盾，空置的转发器与部分用户通信需求无法满足的现象共存，反而在一定程度上降低了运营商的投资回报预期。针对此问题，通过载荷的灵活性，实现星上通信资源的高效按需调度和配置，成为业界当前关注的解决途径。
1 需求与灵活性辨析 主要背景需求 卫星通信作为商业化程度最高的航天应用领域，对市场的敏感性决定了其必须将不断降低带宽成本、最大化满足用户需求作为主要的服务目标。为了拓展在轨的盈利空间，近年来卫星设计寿命普遍延长，典型的通信卫星可工作15 年甚至更久。但这对运营商而言是一把“双刃剑”，虽然运行期限内总收入实现了增长，但由于绝大多数传统卫星都是按照预先确定的任务需求进行设计，其在入轨以后技术状态基本固定，很难针对市场变化（如用户所处地理范围、带宽需求、波束之间铰连关系动态改变、新型通信协议、技术体制涌现等）及时做出调整，在当前的产业环境下就引发了几个突出的问题。 （1）通信容量分配冷热不均，星上资源利用效率不高 （2）军事应用需求增长迅速，商业支持能力有待改进 （3）技术标准持续快速演进，在轨能力升级需求迫切 不得不说，在数据型的卫星通信业务尚未爆发之前，上述问题并未得到运营商的广泛重视。随着地面互联网和移动通信网络的迅猛发展，带动了用户向数据型应用消费习惯的演变，商业卫星通信领域也受到影响，采用高频段、多波束和频率复用技术的高通量卫星（HTS）随之出现，驱使运营商进一步降低成本，同业竞争不断加剧，上述弊端则暴露的更加明显，如何有效解决此类问题，成为运营商和制造商关注的焦点。 灵活性概念辨析 目前，国内外对灵活有效载荷未形成统一的概念，也有研究称之为可重构式载荷。前者为综合考虑载荷服务能力上的各种灵活性效果；后者则主要是指在同一个载荷上实现多种通信模式兼容性设计及在轨技术更新。 本文的灵活有效载荷主要是指具备波束覆盖、频谱管理、功率分配、互联互通以及协议体制方面灵活调节和控制能力的通信卫星载荷。 （1）波束覆盖 波束覆盖的灵活性主要是指卫星波束的形状、轮廓、波束中心、波束数量和大小等，都可以根据运营商业务需求的变化而调整。 （2）频谱管理 频谱管理的灵活性主要是指波束转发器的对应关系以及子信道数量、带宽、保护间隔等都是可变的，也指频率转换和本地晶振设计也是灵活的。 （3）功率分配 功率分配的灵活性是指对应不同的需求变化，分布式功率放大器的输出增益和行波管放大器的静态工作点都可调节，在不同的输出功率等级之间可进行灵活切换。 （4）互联互通 互联互通的灵活性包括至少两个层次的内涵，一是上下行波束之间具备任意交链能力；二是星上具备灵活的路由和交换能力，从而支持波束间/ 内用户灵活的组网方式。 （5）协议体制 协议体制的灵活性，主要包括调制解调方案以及编码方案的灵活性，要求星上调制解调器具备适应新型波形的能力。
2 典型系统灵活性分析 ……
3 启示建议 ……就目前来看，对运营商来说，最稳妥的办法仍是紧密结合业务需求特点，对系统进行低成本的灵活性设计。如前所述，最基本的可以考虑技术相对成熟的波束交链、可移动点波束等，通过付出较低的代价就能较为显著地增强在覆盖和连接能力上的灵活性。 而针对有明确需求，如军方用户、大型集团业务用户，或是有政府背景支持的新型业务，也可尝试在星上配备更高级别的灵活度，以最大化降低系统建设成本和运营风险。
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