中国通信学会-全球卫星通信产业发展前沿报告（2019）-2019.12-26页_836kb

报告摘要

全球卫星通信产业发展前沿报告总结（2019年）

核心内容

全球卫星通信产业正经历快速变革，进入以高通量卫星（HTS）、中低轨（NGSO）星座等技术系统为平台，以互联网应用为服务对象的卫星互联网发展阶段。卫星通信在覆盖范围、抗毁能力、业务多样性等方面具有显著优势，是信息基础设施和航天产业的重要组成部分。

主要观点

卫星通信技术发展趋势：卫星通信正向大容量、小型化、星座化、软件定义、高带宽方向发展。
卫星互联网与5G融合：卫星互联网与5G的融合成为行业热点，未来将重点发展内容投递、宽带接入、基站中继、移动平台通信等应用。
技术突破与创新：软件定义技术、太赫兹通信、激光通信、电调控平板天线等新技术正在推动行业升级。
卫星制造与发射业变革：LEO星座的建设推动了卫星制造和发射业向批量生产、低成本、高效率方向发展。
在轨服务兴起：通过在轨维修、燃料补给、碎片处理等手段，延长卫星寿命并提升运营效率。

关键信息

一、全球发展态势

GEO HTS：
- 以多点波束和频分复用技术为基础，已部署超过150颗，容量显著提升。
- 代表系统包括Viasat-1、Viasat-3、Eutelsat Quantum等，部分卫星已具备1Tbps容量。
- “国家星”（Nationsat）小型GEO HTS正在兴起，成本降低至每Gbps百万美元以下。
NGSO HTS：
- 包括LEO和MEO星座，如OneWeb、Starlink、O3b等。
- LEO星座以星间链路和“天星天网”架构为主，提供全球互联网接入服务。
- MEO星座如O3b系统已实现商用，具备全球覆盖能力。
软件定义技术：
- 实现卫星载荷的动态调整和功能重构，提高卫星灵活性和效费比。
- 代表产品包括Eutelsat Quantum、OneSat、702X系列、Inspire等。
高带宽技术：
- EHF（Q/V/W）、太赫兹、激光通信等技术正在推动更大带宽的实现。
- 太赫兹通信理论传输速度可达1Tbps，适合卫星通信环境。
小卫星制造与发射：
- 小卫星批量生产成为趋势，采用COTS组件、3D打印、模块化设计等技术。
- SpaceX通过火箭回收和多星发射大幅降低发射成本，推动星座部署。
卫星互联网与5G融合：
- 国际标准化组织如ITU、3GPP、SaT5G等正推动星地融合标准制定。
- 5G应用包括视频传输、内容缓存、基站中继、移动平台接入等。
电调控平板天线（ESA）：
- ESA在移动通信中具有重要作用，具备小尺寸、低功耗、快速波束切换等优势。
- OneWeb的ESA模块成本低，未来将推动卫星通信终端的普及。
通导结合：
- 通信与导航技术融合，提升定位精度和服务能力。
- 应用于ADS-B、AIS、导航增强系统等，提高空海交通监控水平。
中继通信：
- 卫星中继服务从数据传输扩展到资产管理和轨道间路由，商业化进程加快。
在轨服务：
- 通过空间机器人、无人飞船等手段实现卫星维修、燃料补给和碎片处理。
- 在轨服务市场预计到2028年累计收入将达45亿美元。

二、我国发展现状

卫星通信综合实力提升：
- 我国已建立相对完整的卫星通信技术和应用体系。
- 军民商通信卫星实现100%自主研制，商业卫星出口达10颗。
低轨星座建设：
- 多家单位参与低轨星座系统建设，如鸿雁星座、虹云星座等。
- 代表项目包括“地面信息港”、“灵巧卫星”等，推动天地一体化信息网络发展。
有效载荷技术突破：
- 我国在灵活载荷、Q/V频段载荷、激光通信载荷等领域取得重要进展。
- 亚太6C卫星是当前我国有效载荷技术最先进的通信卫星，转发器数量达700余台。
卫星终端天线制造：
- 卫星终端天线市场活力强，民营企业在动中通、静中通、平板式天线等领域具备竞争力。
- 天线制造技术向低成本、低功耗、小尺寸方向发展。

三、技术预见

轨道技术：
- 高中低轨卫星将在天地一体信息网络中协同工作，实现无缝覆盖。
- LEO星座需要解决关口站部署、星际链路、路由算法等技术难题。
通信业务方向：
- 卫星互联网将在视频广播、内容投递、移动平台接入等领域发挥重要作用。
- 通导结合、遥感、AIS、ADS-B等技术将提升综合服务能力。
数字载荷与软件定义：
- 数字载荷和软件定义技术将提高通信卫星的灵活性和效费比。
- 软件定义有效载荷对网络安全提出新挑战。
星地融合：
- 5G技术中的MIMO、NOMA、SDN、NFV等将推动星地融合和标准化。
太赫兹通信：
- 太赫兹技术将用于未来6G通信和天地一体化信息网络，具有高带宽、抗干扰等优势。
频率干扰与空间环境：
- NGSO星座部署将带来频率冲突和干扰问题，需统筹规划和高效复用技术。
- 太空碎片和碰撞风险增加，需加强AI在频率管理、轨道预测、碰撞避免中的应用。
平板天线发展：
- 电调控平板天线将成为卫星互联网终端的重要组成部分，推动6G通信发展。