2024年中國衛星應用大會(huì )衛星新技術(shù)論壇
在2024年10月23日舉行的中國衛星應用大會(huì )衛星新技術(shù)論壇上，關(guān)于手機直連衛星技術(shù)的討論主要集中在以下幾個(gè)方面：
1. **全球衛星產(chǎn)業(yè)發(fā)展現狀**：北京空間科技信息研究所的朱貴偉主任指出，全球衛星產(chǎn)業(yè)總體處于上行區間，衛星產(chǎn)業(yè)發(fā)展穩中有升。同時(shí)，衛通產(chǎn)業(yè)格局發(fā)生重大變革，業(yè)務(wù)發(fā)展呈現差異化特征。此外，衛星軌道革命加速演進(jìn)，低軌空間爭奪全球航天主導地位。
2. **手機直連衛星技術(shù)的發(fā)展方向**：朱主任提到，手機直連衛星、直連設備和窄帶物聯(lián)網(wǎng)已成為衛星互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展方向和應用服務(wù)新興領(lǐng)域。全球多家衛星運營(yíng)商和相關(guān)產(chǎn)業(yè)巨頭積極布局，推動(dòng)衛星部署、在軌測試和應用落地，搶占細分市場(chǎng)先發(fā)優(yōu)勢。
3. **商業(yè)化衛星互聯(lián)網(wǎng)的現狀**：中國信息通信研究院技術(shù)與標準研究所總工程師李俠宇表示，現階段商業(yè)化衛星互聯(lián)網(wǎng)以低軌寬帶衛星星座為主，兼顧高軌高通量衛星。通過(guò)一定數量的衛星形成規模組網(wǎng)，具備廣覆蓋、低延時(shí)、寬帶化、低成本等特點(diǎn)。
4. **手機直連衛星技術(shù)的關(guān)鍵挑戰**：多項證據表明，手機直連衛星技術(shù)面臨諸多挑戰，包括頻率資源使用受限、手機直連衛星寬帶業(yè)務(wù)要求、海量用戶(hù)業(yè)務(wù)時(shí)變非均勻分布、低軌衛星高動(dòng)態(tài)影響以及手機高密度集成等。
5. **未來(lái)發(fā)展趨勢**：手機直連衛星作為未來(lái)6G網(wǎng)絡(luò )中實(shí)現全球天地融合、萬(wàn)物智聯(lián)的重要技術(shù)手段，已成為全球范圍內的發(fā)展熱點(diǎn)。相關(guān)研究和商業(yè)項目正在積極推進(jìn)，以期在未來(lái)實(shí)現更廣泛的覆蓋和應用。
綜上所述，中國衛星應用大會(huì )2024首日技術(shù)講座中關(guān)于手機直連衛星的討論涵蓋了全球衛星產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現狀、手機直連衛星技術(shù)的關(guān)鍵挑戰和未來(lái)發(fā)展趨勢等內容。
#### 全球衛星產(chǎn)業(yè)發(fā)展的最新趨勢和預測是什么？
全球衛星產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢和預測可以從多個(gè)方面進(jìn)行分析：
1. **低軌衛星的快速發(fā)展**：根據Mordor Intelligence的報告，預計到2029年，低軌衛星市場(chǎng)規模將達到2843.9億美元，復合年增長(cháng)率為9.95%。這表明低軌衛星技術(shù)的成熟和應用將推動(dòng)市場(chǎng)快速增長(cháng)。
2. **衛星導航系統的多系統組合和復合體制**：全球衛星導航系統正從單系統獨立導航轉向多系統組合導航，同時(shí)導航技術(shù)體制也在從單一體制向復合體制發(fā)展。這包括星座自主導航技術(shù)、差分定位技術(shù)、導航通信一體化技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)的進(jìn)步。
3. **衛星應用領(lǐng)域的擴展**：衛星作為空間信息系統的基礎，其應用領(lǐng)域正在迅速擴展，不僅在國防軍事中發(fā)揮重要作用，也在國民社會(huì )各領(lǐng)域得到廣泛應用。衛星應用產(chǎn)業(yè)已進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化、系統化、規?；咚侔l(fā)展階段。
4. **衛星產(chǎn)業(yè)的可持續性活動(dòng)**：最新的《衛星產(chǎn)業(yè)狀況報告》中增加了對衛星可持續性活動(dòng)的評估，這表明未來(lái)衛星產(chǎn)業(yè)將更加注重環(huán)保和可持續發(fā)展。
5. **全球衛星市場(chǎng)的持續增長(cháng)**：盡管衛星通信市場(chǎng)近年來(lái)持續低迷，但在政府和商業(yè)的推動(dòng)下，全球通信衛星領(lǐng)域正處于前所未有的變革中，衛星技術(shù)不斷創(chuàng )新，系統能力演進(jìn)升級，應用服務(wù)拓展深化。
6. **衛星建造與發(fā)射的未來(lái)預測**：預計到2027年前，全球年均將有330顆重量在50公斤以上的衛星發(fā)射，市場(chǎng)價(jià)值將達到2840億美元。這顯示了衛星建造和發(fā)射市場(chǎng)的巨大潛力。
全球衛星產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢主要集中在低軌衛星的快速增長(cháng)、衛星導航系統的多系統組合與技術(shù)進(jìn)步、衛星應用領(lǐng)域的擴展、產(chǎn)業(yè)的可持續性以及市場(chǎng)的持續增長(cháng)等方面。
#### 手機直連衛星技術(shù)面臨的主要技術(shù)挑戰有哪些？
手機直連衛星技術(shù)面臨的主要技術(shù)挑戰包括以下幾個(gè)方面：
1. **鏈路損耗和傳輸距離**：由于手機直連衛星通信的傳輸距離遠，鏈路損耗較大，這對星載相控陣的能力提出了新的要求。為了克服這一挑戰，需要設計高效的波束成形架構和天線(xiàn)陣列，以確保信號在長(cháng)距離傳輸過(guò)程中的質(zhì)量和穩定性。
2. **高動(dòng)態(tài)適應性**：低地球軌道（LEO）衛星具有高動(dòng)態(tài)特性，這對空口接口提出了適應高動(dòng)態(tài)環(huán)境的技術(shù)要求。這包括開(kāi)發(fā)能夠快速調整方向和頻率的多波束天線(xiàn)系統，以應對衛星快速移動(dòng)帶來(lái)的挑戰。
3. **頻譜資源和干擾管理**：手機直連衛星通信需要在有限的頻譜資源中進(jìn)行高效管理和干擾控制。這涉及到頻譜分配、干擾抑制技術(shù)和多模終端的天線(xiàn)設計等方面的挑戰。
4. **系統集成與協(xié)調**：分布式衛星群的設計和管理是另一個(gè)重要挑戰，尤其是在多個(gè)平臺協(xié)同工作時(shí)的協(xié)調問(wèn)題。這需要先進(jìn)的算法和控制系統來(lái)確保各個(gè)平臺之間的同步和有效通信。
5. **終端設備的集成與小型化**：為了實(shí)現高性能和小型化的智能手機設計，需要在終端設備中集成高集成度的硬件和軟件解決方案。這包括開(kāi)發(fā)適用于衛星通信的新型芯片和天線(xiàn)技術(shù)。
6. **標準化與兼容性**：實(shí)現手機直連衛星通信還需要解決標準化和兼容性問(wèn)題，以確保不同設備和系統之間的無(wú)縫連接。這涉及到制定統一的技術(shù)標準和協(xié)議，以支持全球范圍內的通信需求。
手機直連衛星技術(shù)面臨的技術(shù)挑戰主要集中在鏈路損耗、高動(dòng)態(tài)適應性、頻譜資源管理、系統集成與協(xié)調、終端設備集成以及標準化與兼容性等方面。
#### 如何解決手機直連衛星技術(shù)中的頻率資源使用受限問(wèn)題？
解決手機直連衛星技術(shù)中的頻率資源使用受限問(wèn)題，可以從以下幾個(gè)方面入手：
1. **頻譜共享與干擾管理**：在B5G/6G時(shí)代，衛星與地面網(wǎng)絡(luò )的融合是實(shí)現全球覆蓋的重要趨勢。通過(guò)頻譜共享機制，可以有效緩解頻譜短缺問(wèn)題。然而，這種共享可能會(huì )導致嚴重的系統間干擾。因此，需要采用一種新的干擾緩解技術(shù)，該技術(shù)結合了衛星網(wǎng)絡(luò )的地球固定波束成形能力和地面網(wǎng)絡(luò )，通過(guò)干擾感知的無(wú)線(xiàn)電資源組共享機制以及次優(yōu)的TN和NTN分組算法來(lái)優(yōu)化整體系統容量，并確保每個(gè)鏈路的信號質(zhì)量處于可接受水平。
2. **擴展L頻段頻率協(xié)調**：針對非對地靜止軌道（NGSO）衛星移動(dòng)業(yè)務(wù)用頻緊張的問(wèn)題，可以通過(guò)擴展L頻段并進(jìn)行頻率協(xié)調來(lái)解決。這包括分析手機直連NGSO衛星系統的用頻現狀及趨勢，并研究與之相關(guān)的空間業(yè)務(wù)的頻率協(xié)調方案。通過(guò)這些協(xié)調方案，可以減少干擾并提高頻率資源的利用效率。
3. **多維資源優(yōu)化與用戶(hù)分配**：在低軌衛星通信中，由于資源受限，需要采用綜合考慮通信、感知、計算和存儲的資源模型，并據此提出一種分配策略。這種策略能夠提高資源利用率，服務(wù)更多手機用戶(hù)，從而緩解頻率資源使用受限的問(wèn)題。
4. **認知衛星通信資源分配**：在認知衛星通信中，通過(guò)聯(lián)合波束成形和載波分配方案，可以在共享頻譜中實(shí)現認知空間到地面的通信，同時(shí)保護地面固定服務(wù)（FS）系統的優(yōu)先操作。此外，還可以采用聯(lián)合功率和載波分配策略，以最大化衛星總吞吐量，同時(shí)保護地面FS系統不受有害干擾。
#### 商業(yè)化衛星互聯(lián)網(wǎng)的未來(lái)發(fā)展方向和潛在市場(chǎng)是什么？
商業(yè)化衛星互聯(lián)網(wǎng)的未來(lái)發(fā)展方向和潛在市場(chǎng)可以從多個(gè)角度進(jìn)行分析。首先，隨著(zhù)技術(shù)的進(jìn)步和市場(chǎng)需求的增長(cháng)，衛星互聯(lián)網(wǎng)正逐漸成為連接全球尤其是偏遠地區的重要手段。低軌衛星（LEO）和高軌衛星（GEO）的結合使用，以及與地面5G網(wǎng)絡(luò )的融合，將是未來(lái)發(fā)展的關(guān)鍵趨勢。
從市場(chǎng)潛力來(lái)看，衛星互聯(lián)網(wǎng)的應用領(lǐng)域正在迅速擴展。除了傳統的通信服務(wù)外，衛星互聯(lián)網(wǎng)還將深入到傳媒、公共服務(wù)、能源、交通運輸等多個(gè)行業(yè)。特別是在偏遠地區和海洋區域，衛星互聯(lián)網(wǎng)提供了一種有效的通信解決方案，這些地區通常難以通過(guò)傳統的地面網(wǎng)絡(luò )獲得高速互聯(lián)網(wǎng)接入。
此外，隨著(zhù)全球化的推進(jìn)和國際合作的加強，衛星互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的國際化也是一個(gè)重要的發(fā)展方向。通過(guò)與國際電信運營(yíng)商的合作，可以更有效地進(jìn)入全球市場(chǎng)，同時(shí)也能夠利用當地資源和市場(chǎng)優(yōu)勢。
然而，衛星互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展也面臨一些挑戰。例如，高軌衛星由于其較高的軌道位置，通常會(huì )導致較高的延遲和較低的數據傳輸速率。此外，衛星互聯(lián)網(wǎng)的安全性也是一個(gè)需要關(guān)注的問(wèn)題，尤其是在網(wǎng)絡(luò )安全日益重要的今天。
商業(yè)化衛星互聯(lián)網(wǎng)的未來(lái)發(fā)展方向將集中在技術(shù)創(chuàng )新、市場(chǎng)擴展和國際合作上。潛在市場(chǎng)包括但不限于偏遠地區的寬帶接入、行業(yè)應用服務(wù)以及全球化的市場(chǎng)拓展。
#### 低軌寬帶衛星星座與高軌高通量衛星在商業(yè)化應用中的優(yōu)勢和局限性分別是什么？
低軌寬帶衛星星座與高軌高通量衛星在商業(yè)化應用中的優(yōu)勢和局限性可以從多個(gè)方面進(jìn)行分析。
**低軌寬帶衛星星座的優(yōu)勢：**
1. **全球覆蓋與低時(shí)延**：低軌衛星由于其較低的軌道高度，能夠提供較低的傳輸時(shí)延和較強的信號覆蓋，這對于需要快速響應的應用場(chǎng)景（如金融交易）尤為重要。
2. **成本效益**：隨著(zhù)技術(shù)的進(jìn)步，如火箭重復使用和批量生產(chǎn)，低軌衛星星座的建設和運營(yíng)成本正在逐漸降低。
3. **靈活性與適應性**：低軌衛星星座能夠快速部署，適應性強，能夠迅速響應市場(chǎng)需求變化。
4. **廣泛的應用場(chǎng)景**：低軌衛星不僅適用于通信，還廣泛應用于遙感、導航增強等領(lǐng)域。
**低軌寬帶衛星星座的局限性：**
1. **頻譜資源競爭**：隨著(zhù)低軌衛星數量的增加，頻譜資源的競爭日益激烈，這可能會(huì )影響服務(wù)的質(zhì)量和可靠性。
2. **地面基礎設施依賴(lài)**：盡管低軌衛星可以減少延遲，但其性能仍然受到地面基礎設施的限制，如地面站的建設和維護成本。
**高軌高通量衛星的優(yōu)勢：**
1. **穩定的通信服務(wù)**：高軌衛星通常提供更穩定的通信服務(wù)，因為它們不受天氣和地形的影響。
2. **較高的容量密度**：高軌衛星能夠在單個(gè)衛星上攜帶更多的通信設備，從而提供更高的數據傳輸速率和更大的容量。
**高軌高通量衛星的局限性：**
1. **較高的延遲**：由于高軌衛星距離地球較遠，信號傳輸延遲較高，這可能不適合對實(shí)時(shí)性要求極高的應用。
2. **成本較高**：高軌衛星的發(fā)射和運營(yíng)成本通常高于低軌衛星，這可能限制了其在某些市場(chǎng)的競爭力。
總結來(lái)說(shuō)，低軌寬帶衛星星座在提供快速、靈活的全球通信服務(wù)方面具有明顯優(yōu)勢，尤其是在新興市場(chǎng)和技術(shù)應用領(lǐng)域。然而，它們面臨的主要挑戰包括頻譜資源的競爭和對地面基礎設施的依賴(lài)。