中国通信学会-全球卫星通信产业发展前沿报告（2019）26页_905kb

全球卫星通信产业发展前沿报告（2019年）总结

核心内容概述

全球卫星通信产业正经历快速变革，进入以卫星互联网为核心的新阶段。卫星通信具有覆盖广、业务多、建设快、抗毁性强等优势，是信息基础设施的重要组成部分，与航天产业紧密相关。随着互联网、物联网的普及，以及5G和6G技术的发展，卫星通信在宽带接入、移动平台通信、内容投递、基站中继等领域展现出广阔前景。

主要观点

• 技术发展趋势：卫星通信正向高通量卫星（HTS）、中低轨（NGSO）星座、软件定义技术、太赫兹和激光通信、电调控平板天线等方向发展。
• 行业结构变化：GEO HTS向大容量、小型化和星座化演进，NGSO星座大规模部署，推动卫星制造和发射服务业升级。
• 卫星互联网与5G融合：卫星互联网与5G的融合取得实质进展，涉及内容投递、基站中继、移动平台接入等领域。
• 卫星终端天线发展：终端天线逐步向小型化、低功耗、低成本、电调控方向发展，平板天线成为关键技术。
• 在轨服务与可持续发展：在轨服务技术如卫星维修、碎片处理等正在兴起，成为延长卫星寿命、提升运营效益的重要手段。
• 挑战与瓶颈：频率资源获取、LEO星座运行复杂性、星座结构设计、制造和发射成本控制是当前面临的主要工程难题。

关键信息

全球发展态势

• GEO HTS：已部署150多颗，容量达到1Tbps，代表系统包括Viasat-3、KONNECT VHTS等。
• NGSO HTS：OneWeb、SpaceX、O3b等公司推动LEO和MEO星座建设，SpaceX计划部署近1.5万颗卫星，OneWeb计划部署2560颗MEO卫星。
• 软件定义技术：提升卫星灵活性，实现覆盖、带宽、频率等参数的动态调整，降低运营成本。
• 高带宽技术：EHF（Q/V/W）、太赫兹和激光通信成为高带宽传输的重要手段，太赫兹理论传输速度可达1Tbps。
• 小卫星制造：采用COTS组件、3D打印、模块化设计等技术，实现批量生产，单颗卫星成本降至百万美元以下。
• 电调控平板天线（ESA）：成为卫星互联网中关键技术，OneWeb已推出低成本ESA模块，预计2026年年销售量将超210万块。
• 通导结合：卫星通信与导航融合，提升定位精度和监视能力，如Iridium二代星搭载的ADS-B和AIS载荷。
• 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、碎片处理，预计2028年市场累计收入达45亿美元。

我国发展现状

• 综合实力提升：我国卫星通信技术体系相对完整，军民卫星100%自主研制，商业卫星出口10颗，信号覆盖全球75%以上国家和地区。
• 低轨星座发展：多方参与低轨星座建设，如鸿雁1号、虹云1号等实验星，以及民营企业的星座计划。
• 有效载荷突破：在灵活载荷、Q/V频段载荷、激光通信载荷等方面取得突破，亚太6C卫星成为代表。
• 终端天线市场：我国卫星终端天线制造产业最具市场活力，民营企业在动中通、静中通、平板天线等领域表现突出。

技术预见

• 轨道布局：GEO、MEO、LEO卫星将在天地一体化信息网络中各司其职，NGSO星座将推动行业升级。
• 业务扩展：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：软件定义技术提升卫星效费比，但也带来网络安全新挑战。
• 星地融合：5G技术中的MIMO、NOMA、SDN/NFV将推动星地融合和标准化。
• 太赫兹应用：在6G和天地一体化信息网络中将发挥关键作用。
• 频率与空间环境：频率冲突、碰撞风险等将加剧，需加强频率复用和AI在干扰检测、轨道预测等方面的应用。
• 平板天线发展：电调控平板天线将成为卫星互联网和6G的重要组成部分。

工程难题

• 频率资源：频率轨道是卫星通信发展的战略资源，成为NGSO发展最大瓶颈。
• LEO星座运行：高频次、高速度运行带来频率干扰、多普勒频移等问题。
• 星座结构：需在“天星地网”和“天星天网”两种模式中选择，面临地缘部署和星际链路技术挑战。
• 制造与发射：需采用流水线方式批量生产小卫星，降低成本并提升全球运营能力。

政策建议

• 加强技术与体制创新：提升卫星通信技术和服务水平，推动HTS、移动通信、直播电视等领域产业化。
• 统筹规划频率与轨道资源：加强国际合作，研究高效频率复用技术，应对频率干扰和碰撞风险。
• 推进星地融合与标准化：加快5G新技术在卫星互联网中的应用，推动标准化和智能化发展。
• 重视网络安全与空间可持续性：加强软件定义卫星的网络安全研究，推进空间碎片处理技术发展。
• 推广应用：在“宽带中国”、普遍服务、机载通信等领域推广卫星通信应用，发展高清、超高清卫星直播电视服务。

总结

全球卫星通信产业正向高通量、低轨星座、软件定义、星地融合等方向快速发展。我国卫星通信产业在技术、制造、应用等方面取得显著进展，但仍需在频率资源、星座结构、制造与发射成本、体制与机制创新等方面加强。未来，卫星通信将在天地一体化信息网络中发挥关键作用，与5G、6G深度融合，推动全球信息基础设施的完善和升级。