2024年中國衛星應用大會衛星新技術論壇

在2024年10月23日舉行的中國衛星應用大會衛星新技術論壇上，關于手機直連衛星技術的討論主要集中在以下幾個方面：

1. **全球衛星產業發展現狀**：北京空間科技信息研究所的朱貴偉主任指出，全球衛星產業總體處于上行區間，衛星產業發展穩中有升。同時，衛通產業格局發生重大變革，業務發展呈現差異化特征。此外，衛星軌道革命加速演進，低軌空間爭奪全球航天主導地位。

2. **手機直連衛星技術的發展方向**：朱主任提到，手機直連衛星、直連設備和窄帶物聯網已成為衛星互聯網的發展方向和應用服務新興領域。全球多家衛星運營商和相關產業巨頭積極布局，推動衛星部署、在軌測試和應用落地，搶占細分市場先發優勢。

3. **商業化衛星互聯網的現狀**：中國信息通信研究院技術與標準研究所總工程師李俠宇表示，現階段商業化衛星互聯網以低軌寬帶衛星星座為主，兼顧高軌高通量衛星。通過一定數量的衛星形成規模組網，具備廣覆蓋、低延時、寬帶化、低成本等特點。

4. **手機直連衛星技術的關鍵挑戰**：多項證據表明，手機直連衛星技術面臨諸多挑戰，包括頻率資源使用受限、手機直連衛星寬帶業務要求、海量用戶業務時變非均勻分布、低軌衛星高動態影響以及手機高密度集成等。

5. **未來發展趨勢**：手機直連衛星作為未來6G網絡中實現全球天地融合、萬物智聯的重要技術手段，已成為全球范圍內的發展熱點。相關研究和商業項目正在積極推進，以期在未來實現更廣泛的覆蓋和應用。

綜上所述，中國衛星應用大會2024首日技術講座中關于手機直連衛星的討論涵蓋了全球衛星產業的發展現狀、手機直連衛星技術的關鍵挑戰和未來發展趨勢等內容。

#### 全球衛星產業發展的最新趨勢和預測是什么？

全球衛星產業的發展趨勢和預測可以從多個方面進行分析：

1. **低軌衛星的快速發展**：根據Mordor Intelligence的報告，預計到2029年，低軌衛星市場規模將達到2843.9億美元，復合年增長率為9.95%。這表明低軌衛星技術的成熟和應用將推動市場快速增長。

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，同時導航技術體制也在從單一體制向復合體制發展。這包括星座自主導航技術、差分定位技術、導航通信一體化技術等關鍵技術的進步。

3. **衛星應用領域的擴展**：衛星作為空間信息系統的基礎，其應用領域正在迅速擴展，不僅在國防軍事中發揮重要作用，也在國民社會各領域得到廣泛應用。衛星應用產業已進入產業化、系統化、規模化高速發展階段。

4. **衛星產業的可持續性活動**：最新的《衛星產業狀況報告》中增加了對衛星可持續性活動的評估，這表明未來衛星產業將更加注重環保和可持續發展。

5. **全球衛星市場的持續增長**：盡管衛星通信市場近年來持續低迷，但在政府和商業的推動下，全球通信衛星領域正處于前所未有的變革中，衛星技術不斷創新，系統能力演進升級，應用服務拓展深化。

6. **衛星建造與發射的未來預測**：預計到2027年前，全球年均將有330顆重量在50公斤以上的衛星發射，市場價值將達到2840億美元。這顯示了衛星建造和發射市場的巨大潛力。

全球衛星產業的發展趨勢主要集中在低軌衛星的快速增長、衛星導航系統的多系統組合與技術進步、衛星應用領域的擴展、產業的可持續性以及市場的持續增長等方面。

#### 手機直連衛星技術面臨的主要技術挑戰有哪些？

手機直連衛星技術面臨的主要技術挑戰包括以下幾個方面：

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陣列，以確保信號在長距離傳輸過程中的質量和穩定性。

2. **高動態適應性**：低地球軌道（LEO）衛星具有高動態特性，這對空口接口提出了適應高動態環境的技術要求。這包括開發能夠快速調整方向和頻率的多波束天線系統，以應對衛星快速移動帶來的挑戰。

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行高效管理和干擾控制。這涉及到頻譜分配、干擾抑制技術和多模終端的天線設計等方面的挑戰。

4. **系統集成與協調**：分布式衛星群的設計和管理是另一個重要挑戰，尤其是在多個平臺協同工作時的協調問題。這需要先進的算法和控制系統來確保各個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。這包括開發適用于衛星通信的新型芯片和天線技術。

6. **標準化與兼容性**：實現手機直連衛星通信還需要解決標準化和兼容性問題，以確保不同設備和系統之間的無縫連接。這涉及到制定統一的技術標準和協議，以支持全球范圍內的通信需求。

手機直連衛星技術面臨的技術挑戰主要集中在鏈路損耗、高動態適應性、頻譜資源管理、系統集成與協調、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中的頻率資源使用受限問題？

解決手機直連衛星技術中的頻率資源使用受限問題，可以從以下幾個方面入手：

1. **頻譜共享與干擾管理**：在B5G/6G時代，衛星與地面網絡的融合是實現全球覆蓋的重要趨勢。通過頻譜共享機制，可以有效緩解頻譜短缺問題。然而，這種共享可能會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，該技術結合了衛星網絡的地球固定波束成形能力和地面網絡，通過干擾感知的無線電資源組共享機制以及次優的TN和NTN分組算法來優化整體系統容量，并確保每個鏈路的信號質量處于可接受水平。

2. **擴展L頻段頻率協調**：針對非對地靜止軌道（NGSO）衛星移動業務用頻緊張的問題，可以通過擴展L頻段并進行頻率協調來解決。這包括分析手機直連NGSO衛星系統的用頻現狀及趨勢，并研究與之相關的空間業務的頻率協調方案。通過這些協調方案，可以減少干擾并提高頻率資源的利用效率。

3. **多維資源優化與用戶分配**：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，服務更多手機用戶，從而緩解頻率資源使用受限的問題。

4. **認知衛星通信資源分配**：在認知衛星通信中，通過聯合波束成形和載波分配方案，可以在共享頻譜中實現認知空間到地面的通信，同時保護地面固定服務（FS）系統的優先操作。此外，還可以采用聯合功率和載波分配策略，以最大化衛星總吞吐量，同時保護地面FS系統不受有害干擾。

#### 商業化衛星互聯網的未來發展方向和潛在市場是什么？

商業化衛星互聯網的未來發展方向和潛在市場可以從多個角度進行分析。首先，隨著技術的進步和市場需求的增長，衛星互聯網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網絡的融合，將是未來發展的關鍵趨勢。

從市場潛力來看，衛星互聯網的應用領域正在迅速擴展。除了傳統的通信服務外，衛星互聯網還將深入到傳媒、公共服務、能源、交通運輸等多個行業。特別是在偏遠地區和海洋區域，衛星互聯網提供了一種有效的通信解決方案，這些地區通常難以通過傳統的地面網絡獲得高速互聯網接入。

此外，隨著全球化的推進和國際合作的加強，衛星互聯網產業的國際化也是一個重要的發展方向。通過與國際電信運營商的合作，可以更有效地進入全球市場，同時也能夠利用當地資源和市場優勢。

然而，衛星互聯網的發展也面臨一些挑戰。例如，高軌衛星由于其較高的軌道位置，通常會導致較高的延遲和較低的數據傳輸速率。此外，衛星互聯網的安全性也是一個需要關注的問題，尤其是在網絡安全日益重要的今天。

商業化衛星互聯網的未來發展方向將集中在技術創新、市場擴展和國際合作上。潛在市場包括但不限于偏遠地區的寬帶接入、行業應用服務以及全球化的市場拓展。

#### 低軌寬帶衛星星座與高軌高通量衛星在商業化應用中的優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化應用中的優勢和局限性可以從多個方面進行分析。

**低軌寬帶衛星星座的優勢：**

1. **全球覆蓋與低時延**：低軌衛星由于其較低的軌道高度，能夠提供較低的傳輸時延和較強的信號覆蓋，這對于需要快速響應的應用場景（如金融交易）尤為重要。

2. **成本效益**：隨著技術的進步，如火箭重復使用和批量生產，低軌衛星星座的建設和運營成本正在逐漸降低。

3. **靈活性與適應性**：低軌衛星星座能夠快速部署，適應性強，能夠迅速響應市場需求變化。

4. **廣泛的應用場景**：低軌衛星不僅適用于通信，還廣泛應用于遙感、導航增強等領域。

**低軌寬帶衛星星座的局限性：**

1. **頻譜資源競爭**：隨著低軌衛星數量的增加，頻譜資源的競爭日益激烈，這可能會影響服務的質量和可靠性。

2. **地面基礎設施依賴**：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勢：**

1. **穩定的通信服務**：高軌衛星通常提供更穩定的通信服務，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，這可能不適合對實時性要求極高的應用。

2. **成本較高**：高軌衛星的發射和運營成本通常高于低軌衛星，這可能限制了其在某些市場的競爭力。

總結來說，低軌寬帶衛星星座在提供快速、靈活的全球通信服務方面具有明顯優勢，尤其是在新興市場和技術應用領域。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。