2024年中國衛(wèi)星應(yīng)用大會衛(wèi)星新技術(shù)論壇

在2024年10月23日舉行的中國衛(wèi)星應(yīng)用大會衛(wèi)星新技術(shù)論壇上，關(guān)于手機(jī)直連衛(wèi)星技術(shù)的討論主要集中在以下幾個方面：

1. **全球衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀**：北京空間科技信息研究所的朱貴偉主任指出，全球衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)總體處于上行區(qū)間，衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)發(fā)展穩(wěn)中有升。同時，衛(wèi)通產(chǎn)業(yè)格局發(fā)生重大變革，業(yè)務(wù)發(fā)展呈現(xiàn)差異化特征。此外，衛(wèi)星軌道革命加速演進(jìn)，低軌空間爭奪全球航天主導(dǎo)地位。

2. **手機(jī)直連衛(wèi)星技術(shù)的發(fā)展方向**：朱主任提到，手機(jī)直連衛(wèi)星、直連設(shè)備和窄帶物聯(lián)網(wǎng)已成為衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展方向和應(yīng)用服務(wù)新興領(lǐng)域。全球多家衛(wèi)星運營商和相關(guān)產(chǎn)業(yè)巨頭積極布局，推動衛(wèi)星部署、在軌測試和應(yīng)用落地，搶占細(xì)分市場先發(fā)優(yōu)勢。

3. **商業(yè)化衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的現(xiàn)狀**：中國信息通信研究院技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)研究所總工程師李俠宇表示，現(xiàn)階段商業(yè)化衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)以低軌寬帶衛(wèi)星星座為主，兼顧高軌高通量衛(wèi)星。通過一定數(shù)量的衛(wèi)星形成規(guī)模組網(wǎng)，具備廣覆蓋、低延時、寬帶化、低成本等特點。

4. **手機(jī)直連衛(wèi)星技術(shù)的關(guān)鍵挑戰(zhàn)**：多項證據(jù)表明，手機(jī)直連衛(wèi)星技術(shù)面臨諸多挑戰(zhàn)，包括頻率資源使用受限、手機(jī)直連衛(wèi)星寬帶業(yè)務(wù)要求、海量用戶業(yè)務(wù)時變非均勻分布、低軌衛(wèi)星高動態(tài)影響以及手機(jī)高密度集成等。

5. **未來發(fā)展趨勢**：手機(jī)直連衛(wèi)星作為未來6G網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)全球天地融合、萬物智聯(lián)的重要技術(shù)手段，已成為全球范圍內(nèi)的發(fā)展熱點。相關(guān)研究和商業(yè)項目正在積極推進(jìn)，以期在未來實現(xiàn)更廣泛的覆蓋和應(yīng)用。

綜上所述，中國衛(wèi)星應(yīng)用大會2024首日技術(shù)講座中關(guān)于手機(jī)直連衛(wèi)星的討論涵蓋了全球衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀、手機(jī)直連衛(wèi)星技術(shù)的關(guān)鍵挑戰(zhàn)和未來發(fā)展趨勢等內(nèi)容。

#### 全球衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)發(fā)展的最新趨勢和預(yù)測是什么？

全球衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢和預(yù)測可以從多個方面進(jìn)行分析：

1. **低軌衛(wèi)星的快速發(fā)展**：根據(jù)Mordor Intelligence的報告，預(yù)計到2029年，低軌衛(wèi)星市場規(guī)模將達(dá)到2843.9億美元，復(fù)合年增長率為9.95%。這表明低軌衛(wèi)星技術(shù)的成熟和應(yīng)用將推動市場快速增長。

2. **衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的多系統(tǒng)組合和復(fù)合體制**：全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)正從單系統(tǒng)獨立導(dǎo)航轉(zhuǎn)向多系統(tǒng)組合導(dǎo)航，同時導(dǎo)航技術(shù)體制也在從單一體制向復(fù)合體制發(fā)展。這包括星座自主導(dǎo)航技術(shù)、差分定位技術(shù)、導(dǎo)航通信一體化技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)的進(jìn)步。

3. **衛(wèi)星應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)展**：衛(wèi)星作為空間信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)，其應(yīng)用領(lǐng)域正在迅速擴(kuò)展，不僅在國防軍事中發(fā)揮重要作用，也在國民社會各領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。衛(wèi)星應(yīng)用產(chǎn)業(yè)已進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化、系統(tǒng)化、規(guī)模化高速發(fā)展階段。

4. **衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)性活動**：最新的《衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)狀況報告》中增加了對衛(wèi)星可持續(xù)性活動的評估，這表明未來衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)將更加注重環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展。

5. **全球衛(wèi)星市場的持續(xù)增長**：盡管衛(wèi)星通信市場近年來持續(xù)低迷，但在政府和商業(yè)的推動下，全球通信衛(wèi)星領(lǐng)域正處于前所未有的變革中，衛(wèi)星技術(shù)不斷創(chuàng)新，系統(tǒng)能力演進(jìn)升級，應(yīng)用服務(wù)拓展深化。

6. **衛(wèi)星建造與發(fā)射的未來預(yù)測**：預(yù)計到2027年前，全球年均將有330顆重量在50公斤以上的衛(wèi)星發(fā)射，市場價值將達(dá)到2840億美元。這顯示了衛(wèi)星建造和發(fā)射市場的巨大潛力。

全球衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢主要集中在低軌衛(wèi)星的快速增長、衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的多系統(tǒng)組合與技術(shù)進(jìn)步、衛(wèi)星應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)展、產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)性以及市場的持續(xù)增長等方面。

#### 手機(jī)直連衛(wèi)星技術(shù)面臨的主要技術(shù)挑戰(zhàn)有哪些？

手機(jī)直連衛(wèi)星技術(shù)面臨的主要技術(shù)挑戰(zhàn)包括以下幾個方面：

1. **鏈路損耗和傳輸距離**：由于手機(jī)直連衛(wèi)星通信的傳輸距離遠(yuǎn)，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(zhàn)，需要設(shè)計高效的波束成形架構(gòu)和天線陣列，以確保信號在長距離傳輸過程中的質(zhì)量和穩(wěn)定性。

2. **高動態(tài)適應(yīng)性**：低地球軌道（LEO）衛(wèi)星具有高動態(tài)特性，這對空口接口提出了適應(yīng)高動態(tài)環(huán)境的技術(shù)要求。這包括開發(fā)能夠快速調(diào)整方向和頻率的多波束天線系統(tǒng)，以應(yīng)對衛(wèi)星快速移動帶來的挑戰(zhàn)。

3. **頻譜資源和干擾管理**：手機(jī)直連衛(wèi)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)和多模終端的天線設(shè)計等方面的挑戰(zhàn)。

4. **系統(tǒng)集成與協(xié)調(diào)**：分布式衛(wèi)星群的設(shè)計和管理是另一個重要挑戰(zhàn)，尤其是在多個平臺協(xié)同工作時的協(xié)調(diào)問題。這需要先進(jìn)的算法和控制系統(tǒng)來確保各個平臺之間的同步和有效通信。

5. **終端設(shè)備的集成與小型化**：為了實現(xiàn)高性能和小型化的智能手機(jī)設(shè)計，需要在終端設(shè)備中集成高集成度的硬件和軟件解決方案。這包括開發(fā)適用于衛(wèi)星通信的新型芯片和天線技術(shù)。

6. **標(biāo)準(zhǔn)化與兼容性**：實現(xiàn)手機(jī)直連衛(wèi)星通信還需要解決標(biāo)準(zhǔn)化和兼容性問題，以確保不同設(shè)備和系統(tǒng)之間的無縫連接。這涉及到制定統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議，以支持全球范圍內(nèi)的通信需求。

手機(jī)直連衛(wèi)星技術(shù)面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)主要集中在鏈路損耗、高動態(tài)適應(yīng)性、頻譜資源管理、系統(tǒng)集成與協(xié)調(diào)、終端設(shè)備集成以及標(biāo)準(zhǔn)化與兼容性等方面。

#### 如何解決手機(jī)直連衛(wèi)星技術(shù)中的頻率資源使用受限問題？

解決手機(jī)直連衛(wèi)星技術(shù)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(wèi)星與地面網(wǎng)絡(luò)的融合是實現(xiàn)全球覆蓋的重要趨勢。通過頻譜共享機(jī)制，可以有效緩解頻譜短缺問題。然而，這種共享可能會導(dǎo)致嚴(yán)重的系統(tǒng)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(jié)合了衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的地球固定波束成形能力和地面網(wǎng)絡(luò)，通過干擾感知的無線電資源組共享機(jī)制以及次優(yōu)的TN和NTN分組算法來優(yōu)化整體系統(tǒng)容量，并確保每個鏈路的信號質(zhì)量處于可接受水平。

2. **擴(kuò)展L頻段頻率協(xié)調(diào)**：針對非對地靜止軌道（NGSO）衛(wèi)星移動業(yè)務(wù)用頻緊張的問題，可以通過擴(kuò)展L頻段并進(jìn)行頻率協(xié)調(diào)來解決。這包括分析手機(jī)直連NGSO衛(wèi)星系統(tǒng)的用頻現(xiàn)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(diào)方案。通過這些協(xié)調(diào)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)化與用戶分配**：在低軌衛(wèi)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(jù)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(jī)用戶，從而緩解頻率資源使用受限的問題。

4. **認(rèn)知衛(wèi)星通信資源分配**：在認(rèn)知衛(wèi)星通信中，通過聯(lián)合波束成形和載波分配方案，可以在共享頻譜中實現(xiàn)認(rèn)知空間到地面的通信，同時保護(hù)地面固定服務(wù)（FS）系統(tǒng)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(wèi)星總吞吐量，同時保護(hù)地面FS系統(tǒng)不受有害干擾。

#### 商業(yè)化衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的未來發(fā)展方向和潛在市場是什么？

商業(yè)化衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的未來發(fā)展方向和潛在市場可以從多個角度進(jìn)行分析。首先，隨著技術(shù)的進(jìn)步和市場需求的增長，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)正逐漸成為連接全球尤其是偏遠(yuǎn)地區(qū)的重要手段。低軌衛(wèi)星（LEO）和高軌衛(wèi)星（GEO）的結(jié)合使用，以及與地面5G網(wǎng)絡(luò)的融合，將是未來發(fā)展的關(guān)鍵趨勢。

從市場潛力來看，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用領(lǐng)域正在迅速擴(kuò)展。除了傳統(tǒng)的通信服務(wù)外，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)還將深入到傳媒、公共服務(wù)、能源、交通運輸?shù)榷鄠€行業(yè)。特別是在偏遠(yuǎn)地區(qū)和海洋區(qū)域，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)提供了一種有效的通信解決方案，這些地區(qū)通常難以通過傳統(tǒng)的地面網(wǎng)絡(luò)獲得高速互聯(lián)網(wǎng)接入。

此外，隨著全球化的推進(jìn)和國際合作的加強(qiáng)，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的國際化也是一個重要的發(fā)展方向。通過與國際電信運營商的合作，可以更有效地進(jìn)入全球市場，同時也能夠利用當(dāng)?shù)刭Y源和市場優(yōu)勢。

然而，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展也面臨一些挑戰(zhàn)。例如，高軌衛(wèi)星由于其較高的軌道位置，通常會導(dǎo)致較高的延遲和較低的數(shù)據(jù)傳輸速率。此外，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的安全性也是一個需要關(guān)注的問題，尤其是在網(wǎng)絡(luò)安全日益重要的今天。

商業(yè)化衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的未來發(fā)展方向?qū)⒓性诩夹g(shù)創(chuàng)新、市場擴(kuò)展和國際合作上。潛在市場包括但不限于偏遠(yuǎn)地區(qū)的寬帶接入、行業(yè)應(yīng)用服務(wù)以及全球化的市場拓展。

#### 低軌寬帶衛(wèi)星星座與高軌高通量衛(wèi)星在商業(yè)化應(yīng)用中的優(yōu)勢和局限性分別是什么？

低軌寬帶衛(wèi)星星座與高軌高通量衛(wèi)星在商業(yè)化應(yīng)用中的優(yōu)勢和局限性可以從多個方面進(jìn)行分析。

**低軌寬帶衛(wèi)星星座的優(yōu)勢：**

1. **全球覆蓋與低時延**：低軌衛(wèi)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(qiáng)的信號覆蓋，這對于需要快速響應(yīng)的應(yīng)用場景（如金融交易）尤為重要。

2. **成本效益**：隨著技術(shù)的進(jìn)步，如火箭重復(fù)使用和批量生產(chǎn)，低軌衛(wèi)星星座的建設(shè)和運營成本正在逐漸降低。

3. **靈活性與適應(yīng)性**：低軌衛(wèi)星星座能夠快速部署，適應(yīng)性強(qiáng)，能夠迅速響應(yīng)市場需求變化。

4. **廣泛的應(yīng)用場景**：低軌衛(wèi)星不僅適用于通信，還廣泛應(yīng)用于遙感、導(dǎo)航增強(qiáng)等領(lǐng)域。

**低軌寬帶衛(wèi)星星座的局限性：**

1. **頻譜資源競爭**：隨著低軌衛(wèi)星數(shù)量的增加，頻譜資源的競爭日益激烈，這可能會影響服務(wù)的質(zhì)量和可靠性。

2. **地面基礎(chǔ)設(shè)施依賴**：盡管低軌衛(wèi)星可以減少延遲，但其性能仍然受到地面基礎(chǔ)設(shè)施的限制，如地面站的建設(shè)和維護(hù)成本。

**高軌高通量衛(wèi)星的優(yōu)勢：**

1. **穩(wěn)定的通信服務(wù)**：高軌衛(wèi)星通常提供更穩(wěn)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(wèi)星能夠在單個衛(wèi)星上攜帶更多的通信設(shè)備，從而提供更高的數(shù)據(jù)傳輸速率和更大的容量。

**高軌高通量衛(wèi)星的局限性：**

1. **較高的延遲**：由于高軌衛(wèi)星距離地球較遠(yuǎn)，信號傳輸延遲較高，這可能不適合對實時性要求極高的應(yīng)用。

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

總結(jié)來說，低軌寬帶衛(wèi)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，尤其是在新興市場和技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域。然而，它們面臨的主要挑戰(zhàn)包括頻譜資源的競爭和對地面基礎(chǔ)設(shè)施的依賴。