中国通信学会-全球卫星通信产业发展前沿报告（2019年）-2019.12-26页_889kb

全球卫星通信产业发展前沿报告（2019年）总结

核心内容概述

全球卫星通信产业在2019年进入卫星互联网发展的新阶段，技术热点包括高通量卫星（HTS）、中低轨（NGSO）星座、软件定义技术、EHF/太赫兹/激光通信、电调控平板天线、中继通信、在轨服务等。卫星通信作为信息基础设施的重要组成部分，具有覆盖广、抗毁能力强等优势，正与5G、6G融合，推动行业向更高效、更灵活、更智能的方向发展。

主要观点

• 卫星通信发展趋势：卫星通信正从传统模式向高通量、星座化、软件定义、多频段融合等方向演进，成为实现全球无缝覆盖的关键手段。
• HTS技术发展：GEO HTS向大容量、小型化方向发展，部分卫星容量已达到1Tbps，推动宽带接入和机载通信服务。
• NGSO星座部署：全球范围内MEO和LEO星座计划加速推进，如OneWeb、SpaceX、O3b等，将提升全球通信覆盖能力。
• 软件定义技术应用：软件定义有效载荷技术提升了通信卫星的灵活性和可重构性，降低了建设和运营成本。
• 高带宽频率资源开发：EHF、太赫兹、激光通信等新技术为满足未来带宽需求提供了可能性。
• 小卫星推动产业升级：LEO星座的快速部署推动了卫星制造和发射技术的革新，如采用COTS组件、3D打印、模块化设计等。
• 星地融合与5G融合：5G技术中的MIMO、NOMA、NFV/SDN等成为卫星互联网与5G融合的关键支撑技术。
• 电调控平板天线发展：ESA技术成为卫星移动通信的关键，未来将广泛应用于卫星互联网和6G网络。
• 在轨服务提升卫星寿命：通过空间机器人、无人飞船等技术手段实现卫星的维修、燃料补给、碎片处理等服务，延长卫星使用寿命。
• 通导结合应用：卫星通信与导航增强、遥感、AIS、ADS-B等技术融合，提升综合信息服务能力。

关键信息

全球发展态势

• 截至2018年底，全球在轨通信卫星接近800颗，其中七成以上为商用通信卫星。
• 卫星行业总产值为2774亿美元，其中卫星制造业195亿美元，发射服务业62亿美元，卫星服务业1265亿美元。
• GEO HTS：主要运营商包括Viasat、Eutelsat、Inmarsat等，部分卫星容量已达1Tbps。
• NGSO HTS：OneWeb、SpaceX、O3b等公司正大规模部署LEO和MEO星座，提供全球宽带接入服务。
• 软件定义卫星：欧洲量子（Eutelsat Quantum）、空客OneSat、波音702X系列等代表了该技术的商业化应用。
• 高带宽技术：Q/V频段、太赫兹、激光通信等技术已进入实用阶段，为未来6G和天地一体化信息网络奠定基础。
• 电调控平板天线：Kymeta、hiSky等公司已推出相关产品，OneWeb开发的低成本ESA模块具有商业化潜力。
• 在轨服务：劳拉、空客、Northrop Grumman等公司正在研发卫星维修、燃料补给、碎片处理等技术，预计到2028年市场规模将达45亿美元。
• 通导结合应用：如Iridium二代星搭载ADS-B和AIS载荷，用于空中和海上交通监视，提升安全性和效率。

我国发展现状

• 我国卫星通信综合实力已进入国际前列，具备研制100—1000Gbps超大容量HTS的能力。
• 低轨星座建设受到多方支持，如鸿雁1号、虹云1号等实验星已发射，部分民营企业也积极参与。
• 有效载荷技术取得突破，亚太6C卫星是目前我国转发器最多、功能最灵活的通信卫星。
• 卫星终端天线制造产业最具市场活力，相关民营企业已成功进入国际市场。

技术预见

• 轨道发展：高中低轨卫星将在天地一体化信息网络中各司其职，NGSO星座将推动卫星制造和发射服务业升级。
• 业务发展：卫星互联网将在视频广播、内容投递、基站中继、宽带接入等领域发挥重要作用。
• 数字载荷：软件定义技术成为提升通信卫星效费比和适应市场需求变化的关键。
• 星地融合：5G技术中的MIMO、NOMA、NFV/SDN等将成为星地融合的重要支撑。
• 太赫兹应用：未来将用于6G和天地一体化信息网络，具备高速传输和检测成像等潜力。
• 频率干扰与空间环境：随着NGSO星座的部署，频率冲突和碰撞风险将增加，需加强频率规划、AI应用和空间管理。
• 平板天线发展：低成本、低功耗、跨频段的电调控平板天线将成为卫星互联网用户终端的发展趋势。

工程难题

• 频率资源获取：频率轨道是卫星通信发展的战略资源，将成为我国NGSO星座发展的主要瓶颈。
• LEO星座运行：高频次的用户接入和资源管理、多普勒频移、移动性管理等是LEO星座运营的关键挑战。
• LEO星座结构：需要在“天星地网”和“天星天网”两种架构之间权衡，分别面临地缘部署和星际链路技术难题。
• LEO卫星制造：需要采用类似汽车和飞机的流水线生产方式，以实现低成本、高效率的批量生产。

政策建议

• 加强天地一体化信息网络的规划与建设。
• 推动高中低轨卫星融合发展。
• 提升频轨资源的综合利用效率。
• 加强卫星载荷灵活性和卫星互联网的智能化水平。
• 推进电调控平板天线技术的研究与应用。
• 加强空间碎片处理和卫星通信网络安全研究。
• 推广卫星通信在“宽带中国”、普遍服务和机载通信中的应用。
• 深化卫星通信行业的军民融合和体制机制改革。

总结

全球卫星通信产业正经历技术升级和应用拓展的双重变革，卫星互联网成为新的发展方向。我国在卫星通信技术、有效载荷、终端天线制造等方面取得显著进展，但仍需在频率资源、星座运营、制造成本、网络安全等领域加强创新与突破，以实现“网络强国”和“航天强国”战略目标。