衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)研究：天地萬物互聯(lián)時(shí)代到來

1、衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)研究：天地萬物互聯(lián)時(shí)代到來1. 蘋果入場，低軌衛(wèi)星通訊將成為 2022 年電子業(yè)一大關(guān)鍵趨勢Digital Trends 預(yù)測 iPhone 13 的硬件規(guī)格可支持低軌衛(wèi)星通訊。我們看好 iPhone 布局 的低軌衛(wèi)星通訊將在 2022 年加速帶動(dòng)相關(guān)服務(wù)與零部件出貨量成長。iPhone 13 或支持低軌衛(wèi)星通訊功能。如蘋果實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星通訊軟件功能，消費(fèi)者則可在無 4G/5G 覆蓋范圍內(nèi)仍然可以通話+傳訊。1. Digital Trends 指出，iPhone 13 采用高通 X60 基帶芯片以支持衛(wèi)星通訊功能。2. 高通與全球星合作緊密，2021 年 2 月高通宣布其將在未來的 X

2、65 基帶芯片支援全球的 n53 頻段，通過為 n53 提供全球 5G 頻段支持。其他智能手機(jī)品牌若想提供支援衛(wèi)星通 訊的機(jī)型，須等到 2022 年采用 X65 基帶芯片。全球星認(rèn)為其潛在的設(shè)備生態(tài)系統(tǒng)將顯著 擴(kuò)展。如果蘋果將要在 iPhone 13 上提供衛(wèi)星通訊功能，預(yù)判其極有可能合作的廠商為全 球星。3. 總結(jié)以上兩點(diǎn)可以得出，蘋果與全球星在衛(wèi)星通訊的合作存在潛在可能性，低軌衛(wèi)星 通訊將成為 2022 年電子業(yè)一大關(guān)鍵趨勢。我們預(yù)測消費(fèi)者可直接在 iPhone 13 上通過運(yùn) 營商的服務(wù)使用全球星的衛(wèi)星通訊服務(wù)。2. 衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)：千億美元市場, 實(shí)現(xiàn)天地融合，萬物互聯(lián)的突破性技術(shù)2.1.

3、 互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展歷程：從“人與人”互聯(lián)到天地融合萬物互聯(lián)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展歷程從 1）4G“人與人”互聯(lián)，到 2）5G“人與人、人與物和物與物”互聯(lián)， 到 3）衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)+5G 天地融合無縫隙通信網(wǎng)絡(luò)。衛(wèi)星通信和 5G 基站兩者在信號(hào)覆蓋上 形成良好互補(bǔ)。低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的帶寬和時(shí)延特性可以很好地承載 5G 基站業(yè)務(wù)?；ヂ?lián)網(wǎng) 自誕生之日起，作為基礎(chǔ)設(shè)施一直不斷改變?nèi)藗?，特別是由 4G 時(shí)代的“人與人”互聯(lián)進(jìn) 入 5G 時(shí)代的“人與人、人與物和物與物”互聯(lián)，愈發(fā)滲透并影響人們的生活，通過改變 人們的生活狀態(tài)和生活方式，帶來巨大的經(jīng)濟(jì)、政治與軍事影響。目前，因?yàn)榻ㄔO(shè)成本 和市場消費(fèi)能力等原因，世界上仍有超過一半

4、的人無法享受到互聯(lián)網(wǎng)。發(fā)展衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)， 迎接 6G 時(shí)代，是實(shí)現(xiàn)天地融合萬物互聯(lián)的關(guān)鍵。2.2. 競爭優(yōu)勢：廣覆蓋、低時(shí)延、寬帶化、低成本及推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展1. 廣覆蓋： 對(duì)公眾用戶而言，存在 “陸海空”全域覆蓋的盲點(diǎn)問題，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)提供 全域的無縫覆蓋。星座通信距離遠(yuǎn)，在衛(wèi)星波束覆蓋區(qū)域內(nèi)，通信距離高達(dá) 13000 公里；部署在低空軌道的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)星座可以輕松地實(shí)現(xiàn)“陸?？铡比虻臒o縫覆蓋。2低延時(shí)：對(duì)商業(yè)用戶而言，存在全球范圍長距離傳輸?shù)臅r(shí)延問題，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)極大減 少傳輸時(shí)延, 對(duì)于金融交易等對(duì)低時(shí)延有強(qiáng)烈需求的場景尤為重要：在金融電子交易中， 交易處理時(shí)間（包括電腦系統(tǒng)處理及網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)

5、間）比競爭對(duì)手慢 5 毫秒，將損失 1% 的 利潤）。以 Starlink 這個(gè)部署在 340 公里軌道高度的互聯(lián)網(wǎng)星座為例，走 Starlink 的衛(wèi)星會(huì) 多出一段上下行星鏈的延遲，而走地面光纜的速度大概是真空光通信的 2/3。也就是說， 即使是平原直線，只要信號(hào)源距離超過 1400 公里，理論上都是 Starlink 占優(yōu)勢。例如， 從北京訪問杭州、深圳、香港的網(wǎng)站都算是訪問偏遠(yuǎn)地區(qū)，Starlink 比起地面網(wǎng)絡(luò)延遲更 短，更占優(yōu)勢。3.低成本：與地面 5G 基站和海底光纖光纜等通信基礎(chǔ)設(shè)施相比，具有顯著成本優(yōu)勢?，F(xiàn) 代小衛(wèi)星研發(fā)制造成本低。同時(shí)軟件定義技術(shù)又可以進(jìn)一步延長在軌衛(wèi)星使用壽

6、命。 在航天飛機(jī)時(shí)代，將衛(wèi)星發(fā)射到太空的成本約為每磅 24,800 美元。發(fā)射一顆重量 4 噸的 小型通信衛(wèi)星的成本接近 2 億美元。如今，SpaceX 的 Starlink 衛(wèi)星重量僅有約 500 磅 （227 千克）?？芍貜?fù)使用的設(shè)計(jì)和低廉的制造成本，意味著我們可以通過火箭一次性發(fā) 射幾十顆衛(wèi)星，從而大幅降低成本。4.寬帶化：寬帶承載能力大幅提升。在衛(wèi)星通信方面，隨著衛(wèi)星通信帶寬從百 Mbps 提升 至 Gbps，帶寬承載能力大幅提升。5.推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)(車聯(lián)網(wǎng))快速發(fā)展，真正實(shí)現(xiàn)萬物互聯(lián) 隨著 4G、5G 技術(shù)的進(jìn)步和應(yīng)用，大大推動(dòng)了物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，城市物聯(lián)網(wǎng)往往借助傳統(tǒng) 的地面移動(dòng)通信系統(tǒng)建

7、立，但是，若在偏遠(yuǎn)地區(qū)實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)，衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)是更有 效的途徑。物聯(lián)網(wǎng)很大程度上受制于通信基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展，目前的三種通信方式：地面 有線網(wǎng)、地面無線網(wǎng)和衛(wèi)星通信網(wǎng)。地面通信網(wǎng)其覆蓋能力受限；我國 80%以上的陸地和 95%以上的海洋面積的無地面網(wǎng)絡(luò)覆蓋。衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用場景非常豐富，如野生動(dòng)物保 護(hù)，對(duì)于瀕危動(dòng)物、珍稀鳥禽的定位監(jiān)控、生理狀況采集是非常有效的保護(hù)手段，能夠 防止偷獵，并且及時(shí)發(fā)現(xiàn)和救助遇險(xiǎn)動(dòng)物；自然災(zāi)害防治，森林防火、地質(zhì)災(zāi)害、水災(zāi) 旱災(zāi)預(yù)警，通過部署攜帶衛(wèi)星終端的數(shù)據(jù)采集設(shè)備，可在無人值守的情況下自主預(yù)警； 另外，環(huán)境監(jiān)測、畜牧養(yǎng)殖漁業(yè)、無人機(jī)遠(yuǎn)程控制等可以很好地應(yīng)用到衛(wèi)

8、星物聯(lián)網(wǎng)。2.3. 對(duì)標(biāo)客戶：為偏遠(yuǎn)地區(qū)、航海航空及低時(shí)延交易需求者提供全覆蓋及 高速服務(wù)1.地面網(wǎng)絡(luò)未通或欠發(fā)達(dá)地區(qū)的人口是最大潛在市場 We Are Social 估計(jì)，在 2020 年 3 月以前的 12 個(gè)月里，近 3 億人首次上網(wǎng)，其中大多數(shù) 新用戶生活在發(fā)展中經(jīng)濟(jì)體。截至，2020 年 3 月，全球仍然有 40%的人未聯(lián)網(wǎng)。2.航空通信。目前世界上有 2 萬架民航客機(jī)在運(yùn)行（未來 20 年數(shù)量還要加倍），保守估計(jì) 美國有 20 萬架私人飛機(jī)。在這些飛機(jī)上安裝相應(yīng)的天線，就可以基于衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)為乘坐 這些航班的乘客提供機(jī)艙高速上網(wǎng)。3.航海通信。衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)航海通信主要針對(duì)型郵輪與大型貨

9、輪。目前世界上有 300400 艘大型郵輪（載客量超過 1000 人），大型貨輪的數(shù)量暫未統(tǒng)計(jì)，但量級(jí)也是以萬計(jì)算的。 在這些船舶上安裝相應(yīng)天線，就可以基于衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)為乘坐這些船舶的乘客提供船艙高 速上網(wǎng)。4.海島及邊遠(yuǎn)地區(qū)通信。在全球范圍內(nèi)，很多小型海島和私人島嶼如果購買 Starlink 衛(wèi)星 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，其開銷將會(huì)比鋪設(shè)、維護(hù)海底光纜的費(fèi)用低得多對(duì)于地面公眾移動(dòng)/ 固定寬帶 網(wǎng)絡(luò)難以覆蓋的偏遠(yuǎn)地區(qū)，可以為其提供基于衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的通信服務(wù)。5.高頻量化交易。由于光纖的限制，全球各大外匯交易市場雖然交易的是同一批“產(chǎn)品” （比如 EURUSD 貨幣對(duì)、USDCHF 貨幣對(duì)、DAX 差價(jià)合約等），

10、但是價(jià)格不是同步變動(dòng)的。 比如紐交所與港交所、倫交所物理距離極遠(yuǎn)，雖然有專用的光纜連接，但依然有近 100 毫秒的延遲。Starlink 的星間通信真空光速要比光纖內(nèi)的光速高一些，能減少幾十毫秒的 誤差。對(duì)于一秒內(nèi)能成交上百筆的高頻交易程序來說，這是非常有利的。在各交易所間 打時(shí)間差，獲利極大。Starlink 一旦部署，全球交易所、主要外匯交易商或流動(dòng)性提供商 都必然購買它的服務(wù)，主要的金融機(jī)構(gòu)和投行也不能例外，甚至一些比較富裕的個(gè)人交 易者也會(huì)考慮購買。2.4. 衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈：地面設(shè)備+衛(wèi)星運(yùn)營服務(wù)占比過九成衛(wèi)星運(yùn)營服務(wù)和地面設(shè)備制造業(yè)是全球衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)收入的重要組成部分，2019 年二者

11、占比 90.7%。衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈主要涵蓋衛(wèi)星制造、衛(wèi)星發(fā)射、地面基站及終端設(shè)備、衛(wèi)星運(yùn) 營服務(wù)等環(huán)節(jié)。衛(wèi)星制造包括衛(wèi)星母體制造、星上載荷制造，其中星上載荷主要包括執(zhí) 行特定衛(wèi)星任務(wù)的儀器、設(shè)備或分系統(tǒng)等。衛(wèi)星發(fā)射服務(wù)主要包括發(fā)射場服務(wù)和火箭研 制兩部分。地面基站及終端設(shè)備主要包括地球站設(shè)備制造、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備制造、終端設(shè)備制 造。衛(wèi)星運(yùn)營服務(wù)主要包括衛(wèi)星電視直播、衛(wèi)星音頻廣播、衛(wèi)星寬帶、衛(wèi)星固定通信業(yè) 務(wù)、衛(wèi)星移動(dòng)通信業(yè)務(wù)、對(duì)地觀測業(yè)務(wù)等。占比 90%以上的地面設(shè)備及衛(wèi)星運(yùn)營服務(wù)產(chǎn)業(yè)鏈拆分：地面設(shè)備：主要包括固定地面站、移動(dòng)式地面站（靜中通、動(dòng)中通等）以及用戶終端。 固定地面站包括天線系統(tǒng)、發(fā)射系

12、統(tǒng)、接收系統(tǒng)、信道終端系統(tǒng)、控制分系統(tǒng)、電源系 統(tǒng)以及衛(wèi)星測控站和衛(wèi)星運(yùn)控中心等；移動(dòng)站主要由集成式天線、調(diào)制解調(diào)器和其它設(shè) 備構(gòu)成；用戶終端包含設(shè)備上游關(guān)鍵零部件及下游終端設(shè)備。 衛(wèi)星運(yùn)營及服務(wù)：主要包含衛(wèi)星移動(dòng)通信服務(wù)、寬帶廣播服務(wù)以及衛(wèi)星固定服務(wù)等。占比 7%的衛(wèi)星制造，百億美元產(chǎn)值新藍(lán)海。衛(wèi)星主要由衛(wèi)星平臺(tái)、衛(wèi)星載荷 組成，其中 衛(wèi)星平臺(tái)方為總裝單位，即甲方的一級(jí)供應(yīng)商。其余如火箭發(fā)射、火箭配套、衛(wèi)星載荷 等由產(chǎn)業(yè)鏈多家國企、民企共同構(gòu)成。2.5. 商業(yè)衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展依托 FPGA 等核心芯片技術(shù)演進(jìn)商業(yè)衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)要發(fā)展，終端接收設(shè)備必須先行，尤其是地面接收終端設(shè)備有望受益。當(dāng) 前，國

13、內(nèi)從事衛(wèi)星終端通信設(shè)備業(yè)務(wù)的公司主要有海衛(wèi)通、凱瑞得、中國電子 54 所等， 但衛(wèi)星通信地面硬件設(shè)備還是以海外公司為主并占有市場較大份額。 衛(wèi)星的制造、發(fā)射、通信、導(dǎo)航，都需要關(guān)鍵的芯片技術(shù)參與。與傳統(tǒng)衛(wèi)星不同，商用 衛(wèi)星更強(qiáng)調(diào)商用性，追求更低廉的發(fā)射成本、更小的尺寸以及更容易制造，這些特性有 助于提高潛在運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。所以商用衛(wèi)星在選擇芯片時(shí)，更希望是體積更小、質(zhì)量更 好、成本又較優(yōu)的芯片。高性能信號(hào)鏈產(chǎn)品廣泛用于全球航空航天市場，對(duì)于商用衛(wèi)星也發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。 此外高頻收發(fā)器平臺(tái)技術(shù)在衛(wèi)星通信頻段中可以實(shí)現(xiàn)更高的選擇率，利用其小尺寸和低 功耗的特性，可將收發(fā)器的整體尺寸縮小到一個(gè)數(shù)量

14、級(jí)，為解決下一代衛(wèi)星通信的難題 提供解決方案和實(shí)例?；?FPGA 的小衛(wèi)星通信系統(tǒng)在軌可重構(gòu)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了小衛(wèi)星在軌功能重構(gòu)與更新。小 衛(wèi)星體積功耗較小，且需要在復(fù)雜多變、環(huán)境惡劣的空間環(huán)境中連續(xù)穩(wěn)定地工作數(shù)年， 為了適應(yīng)復(fù)雜的太空環(huán)境，完成空間探測、通信等任務(wù)，小衛(wèi)星電子設(shè)備的 FPGA 平臺(tái) 就要能夠按照需求更新、修改其網(wǎng)表邏輯與軟件內(nèi)容。重構(gòu)技術(shù)為小衛(wèi)星精簡電子系統(tǒng) 以及在軌功能維護(hù)更新提供了新的技術(shù)思路。小衛(wèi)星重構(gòu)平臺(tái)數(shù)字基帶模塊主要由 FPGA 和 DSP 組成，F(xiàn)PGA 為信號(hào)處理主體，實(shí)現(xiàn)編碼譯碼、調(diào)制解調(diào)等處理。3. 市場展望：海外市場受“數(shù)字鴻溝“驅(qū)動(dòng)，我國受物聯(lián)網(wǎng)需求+有限

15、軌道資源驅(qū)動(dòng)3.1. 全球市場：近 50 億的潛在用戶數(shù)千億美元的未來市場預(yù)計(jì) 2019 到 2025 年，全球衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)收入至少翻倍。隨著太空空間探索的逐步深入，國 內(nèi)外就衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)紛紛展開部署，2019 年全球衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)總收入為 2860 億美元，同比增 長 3.20%。預(yù)計(jì) 2025 年前，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)值可達(dá) 5600 億8500 億美元。 市場潛在用戶或接近 50 億。衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的市場規(guī)模研判衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的目標(biāo)群體包括 41 億人次的航空員工和旅客、3000 萬人次的航海員工和旅客、約占偏遠(yuǎn)地區(qū) 30 億人口 5%10%（1.5 億3 億人）的富裕階層、3 億人次左右戶外旅行探險(xiǎn)者等。美國發(fā)

16、射衛(wèi)星顆數(shù)未來占比超九成，中國厚積薄發(fā)。細(xì)分國家來看，預(yù)計(jì)到 2029 年全球 將在地球近地軌道部署總計(jì)約 57000 顆低軌衛(wèi)星。其中美國將部署 50，000 顆占比 87.7%， 中國將加快布局，預(yù)計(jì)到 2019 年部署 1900 顆占比 3.3%。3.2. 國際市場：“數(shù)字鴻溝“為主要驅(qū)動(dòng)力，加速帶動(dòng)市場需求3.2.1. 移動(dòng)寬帶普及率未過半，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)是彌合“數(shù)字鴻溝“的最佳手段數(shù)字鴻溝指在信息時(shí)代工具擁有者和未曾擁有者之間存在的鴻溝。 數(shù)字鴻溝所體現(xiàn)的差距現(xiàn)象，不僅存在于信息技術(shù)的開發(fā)領(lǐng)域，也廣泛存在于信息技術(shù) 的應(yīng)用領(lǐng)域，并且不著痕跡地滲透在人們的經(jīng)濟(jì)、政治、教育和社會(huì)生活的方方面

17、面。 由于對(duì)信息和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的擁有程度、應(yīng)用程度以及創(chuàng)新能力的差別，處于鴻溝不幸的一 邊成為“信息窮人”，就意味著很少有機(jī)會(huì)參與到以信息化為基礎(chǔ)的新經(jīng)濟(jì)當(dāng)中，也很少 有條件體驗(yàn)到在線的教育、培訓(xùn)、購物、娛樂和交往，其與“信息富人”之間的信息落 差，將導(dǎo)致貧富兩極分化趨勢的不斷加大。全球平均移動(dòng)寬帶人口普及率 48%，我國占比已達(dá)到 98%，除去中國后全球平均移動(dòng)寬帶 普及率更低，可見海外數(shù)字鴻溝凸顯，而衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)是彌合數(shù)字鴻溝的最佳手段。從世界范圍看，衛(wèi)星通信和地面網(wǎng)絡(luò)，是解決電信普遍服務(wù)問題的兩種主要通達(dá)手段。從統(tǒng)計(jì)學(xué)分布特點(diǎn)看，地面網(wǎng)絡(luò) 建設(shè)成本與人口分布高度正相關(guān)，并且隨著通信距離增加而呈

18、現(xiàn)非線性式的增長，除了 適用于城市地區(qū)以外，也適用于網(wǎng)絡(luò)建設(shè)總成本目標(biāo)能夠覆蓋住的距離城市較近的農(nóng)村 地區(qū)。而衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本不會(huì)隨著地理距離的增長而增加，這種成本距離特點(diǎn)就決定了，在邊遠(yuǎn)地區(qū)和光纖難以通達(dá)區(qū)域，以衛(wèi)星通信方式為主建設(shè)網(wǎng)絡(luò)，是實(shí)現(xiàn)有限資源 擇優(yōu)分配、網(wǎng)絡(luò)整體經(jīng)濟(jì)性最佳的解決辦法。3.2.2. 下游客戶接受度極高，需求端未來增量可期過半美國民眾接受并計(jì)劃使用衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。R 最近進(jìn)行的一項(xiàng)調(diào)查顯示， 超過一半的美國人準(zhǔn)備轉(zhuǎn)向美國太空探索技術(shù)公司 SpaceX 的星鏈衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。調(diào)查 顯示，在不使用衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的受訪者中，55%的人表示，如果星鏈衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的

19、連接速度 更快，他們會(huì)永久使用它，即使它的價(jià)格高于目前的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供商。3.3. 國內(nèi)市場： 萬物智聯(lián)+地緣政治+軌道資源不可再生促進(jìn)產(chǎn)業(yè)加速發(fā) 展2019 年，我國衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)市場規(guī)模接近 700 億元，預(yù)計(jì) 2020 年我國衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)市場規(guī) 模將超過 800 億元。當(dāng)前，中國在軌衛(wèi)星數(shù)量位于世界前列，我國商業(yè)航天市場的逐步 開放，將帶動(dòng)通信小衛(wèi)星研制、火箭發(fā)射、衛(wèi)星通信系統(tǒng)終端設(shè)備與軟件應(yīng)用市場發(fā)展， 中國衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)將迎來高速發(fā)展。 “數(shù)字鴻溝”問題在我國已基本通過“寬帶中國”戰(zhàn)略解決。自 2013 年“寬帶中國”戰(zhàn) 略實(shí)施以來，我國的寬帶普及程度快速提升。截至 2019 年 6 月，我國

20、固定寬帶用戶達(dá) 4.35 億，家庭普及率 86.1%，人口普及率 31.1%，其中光纖寬帶用戶占比超過 91%，遠(yuǎn)高于 OECD 國家 26%的平均水平。移動(dòng)寬帶人口普及率達(dá)到 98%，遠(yuǎn)高于全球平均水平的 48%， 其中 4G 用戶滲透率 77.6%，遠(yuǎn)高于 47.4%的全球平均水平。3.3.1. 車聯(lián)網(wǎng)+物聯(lián)網(wǎng)需求迭起，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)低成本優(yōu)勢凸顯隨著 5G 網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，地面物聯(lián)網(wǎng)迎來了廣闊的應(yīng)用前景，但成本制約其進(jìn)一步發(fā)展。 2025 年全球物聯(lián)網(wǎng)連接數(shù)量將達(dá)到甚至超過 270 億。但受限于覆蓋能力及建設(shè)成本，以 互聯(lián)網(wǎng)、傳統(tǒng)電信網(wǎng)、蜂窩網(wǎng)絡(luò)等為信息承載體的地面物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展受到一定制約。 相

21、對(duì)于地面物聯(lián)網(wǎng)，衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)在覆蓋范圍、通信容量以及網(wǎng)絡(luò)建設(shè)等方面有明顯的優(yōu) 勢，尤其是低軌衛(wèi)星星座系統(tǒng)。由低軌衛(wèi)星構(gòu)成的星座系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)全球的無縫覆蓋。 新興的低軌星座容量提升顯著，如星鏈星座（4 425 顆衛(wèi)星）吞吐量可達(dá)到 23.7 Tbit/s。地面應(yīng)用端我們認(rèn)為低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)完成后將有力驅(qū)動(dòng)以智能汽車產(chǎn)業(yè)為代表的大 規(guī)模車聯(lián)網(wǎng)市場行業(yè)發(fā)展。據(jù)中國產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)披露 2019 年全球汽車產(chǎn)量達(dá)到 9217 6 萬輛2020 年產(chǎn)業(yè)受疫情影響較大產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)失真從中長期看 汽車行業(yè)仍將保持穩(wěn)定發(fā)展態(tài)勢 預(yù)計(jì)至 2024 年全球汽車產(chǎn)量將達(dá)到 11 470 萬 。以此產(chǎn)量為基數(shù)在全球汽車產(chǎn)量保

22、持不變的情況下若汽車產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)由傳統(tǒng)汽車向智能汽 車的迭代替換則低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)地面應(yīng)用端將會(huì)帶來 573.35 億美元增量市場空間。產(chǎn)品 單價(jià)按照 starlink 終端單價(jià) 499 美元臺(tái)進(jìn)行計(jì)算。 國內(nèi)的天通一號(hào)、北斗系統(tǒng)均可提供衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。鴻雁、虹云等低軌星座計(jì)劃相繼 發(fā)布，首個(gè)“天基物聯(lián)網(wǎng)”被命名為“行云工程”，計(jì)劃由 80 顆低軌衛(wèi)星組成。此外， 九天微星的“瓢蟲系列”7 顆衛(wèi)星于 2018 年成功入軌，在野生動(dòng)物保護(hù)、野外應(yīng)急救援、 車輛船舶監(jiān)測、物流追溯等領(lǐng)域開展星座物聯(lián)網(wǎng)驗(yàn)證。2019 年，北京國電高科科技有限 公司研制的天啟滄州號(hào)衛(wèi)星成功入軌，實(shí)現(xiàn)了天啟物聯(lián)網(wǎng)星座初步組網(wǎng)運(yùn)

23、行。3.3.2. 空間軌道和頻段這些不可再生的戰(zhàn)略資源將日益緊缺境外衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)一旦完成頻率與軌道占位，我國將可能面臨被迫關(guān)閉部分或整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的 顛覆性風(fēng)險(xiǎn)當(dāng)前。隨著美國“星鏈”計(jì)劃啟動(dòng)，全球低軌星座發(fā)展已全面進(jìn)入競爭提速 期，空間軌道和頻段這一不可再生的戰(zhàn)略資源將日益緊缺。因此，各國政府力量加速加 力介入：美國軍方多項(xiàng)目并行推進(jìn)“星鏈”計(jì)劃星座開發(fā)應(yīng)用、英國政府收購衛(wèi)星運(yùn)營 商 One Web、加拿大政府斥巨資扶持本國的電信衛(wèi)星低軌公司(Telesat LEO)、俄羅斯利用 俄羅斯國家集團(tuán)(R o s c o s m o s)統(tǒng)籌加快衛(wèi)星星座建設(shè)。以上舉動(dòng)充分說明，各國已經(jīng) 充分認(rèn)識(shí)到軌道頻率資

24、源的重要戰(zhàn)略地位，并加大力度爭相搶占。我國目前僅有 3 顆在 軌運(yùn)行的低軌寬帶通信衛(wèi)星，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)已經(jīng)較為滯后。3.3.3. 政治的不確定性使實(shí)現(xiàn)自主可控成為我國發(fā)展衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)重要戰(zhàn)略“實(shí)體名單“限制引發(fā)政治不確定，自主可控是發(fā)展衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的重要策略。2019 年以 來美國將多家中國機(jī)構(gòu)與公司列入出口管制“實(shí)體名單”，限制零部件的購買。當(dāng)前國際 形勢日益復(fù)雜，可能為通信衛(wèi)星的發(fā)展帶來風(fēng)險(xiǎn)，因此，我國高通量衛(wèi)星要堅(jiān)持向自主 可控方向發(fā)展，包括產(chǎn)業(yè)鏈以及軌道的自主可控。 高通量衛(wèi)星是未來空間網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，軟硬件及管理能力缺一不可，政治的不確定性將 給高通量衛(wèi)星發(fā)展帶來挑戰(zhàn)。產(chǎn)業(yè)鏈上，我國在電子

25、元器件、應(yīng)用系統(tǒng)和運(yùn)營服務(wù)等領(lǐng) 域能力有待加強(qiáng)。衛(wèi)星類型上，我國 GEO 高通量衛(wèi)星經(jīng)驗(yàn)相對(duì)豐富，但 LEO/MEO 衛(wèi)星 星座需要進(jìn)一步布局。4. 發(fā)展趨勢：融合5G、開發(fā)AI、低軌高通量衛(wèi)星技術(shù)及太赫茲等頻率資源助力6G4.1. 低軌衛(wèi)星與 5G 融合架構(gòu)形成無縫銜接通信網(wǎng)絡(luò)低軌衛(wèi)星與 5G 互補(bǔ)應(yīng)用場景分析：低軌衛(wèi)星通信不可替代的優(yōu)勢在于全球無縫覆蓋，特別是接入點(diǎn)分散時(shí)的低成本優(yōu)勢， 與 5G 互補(bǔ)，將覆蓋 5G 因技術(shù)或經(jīng)濟(jì)因素?zé)o法建設(shè)和運(yùn)行的偏遠(yuǎn)地區(qū)、空中、海洋、沙 漠、山區(qū)、森林等。在成本可接受的情況下，衛(wèi)星通信具有其獨(dú)特應(yīng)用價(jià)值，但絕不是 替代 5G。（1）增強(qiáng)型移動(dòng)寬帶（eMB

26、B）應(yīng)用場景“星鏈”等低軌衛(wèi)星的優(yōu)勢是服務(wù)于偏遠(yuǎn)地區(qū)的住戶、空中的飛機(jī)乘客、海洋與大湖中 船舶的船員和乘客、穿越荒漠的火車乘客、野外科考者等。大多數(shù)的衛(wèi)星終端形態(tài)是機(jī) 載、船載、車載的客戶端設(shè)備（CPE），提供 Wi-Fi 接入；野外科考者利用便攜衛(wèi)星終端 直接通信。而對(duì)于城市普通用戶而言，5G 手機(jī)的小體積、大帶寬和低資費(fèi)仍具有絕對(duì)優(yōu) 勢。（2）萬物互聯(lián)（mMTC）應(yīng)用場景針對(duì)沙漠與海洋等油井和天然氣井、采礦等野外作業(yè)、環(huán)境和氣候監(jiān)測、貨運(yùn)與交通長 距離監(jiān)測跟蹤、邊境和邊防的電子圍欄等行業(yè)應(yīng)用場景，低軌衛(wèi)星具有全球覆蓋和成本 比較優(yōu)勢。（3）低時(shí)延高可靠（uRLLC）應(yīng)用場景對(duì)于時(shí)延敏感業(yè)務(wù)

27、，衛(wèi)星通信處于絕對(duì)的劣勢。5G 的空口時(shí)延是毫秒級(jí)；而低軌衛(wèi)星的 空口時(shí)延達(dá)數(shù)十毫秒，車聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等應(yīng)用場景的低時(shí)延和高可靠性要求是其無 法滿足的。陸地移動(dòng)通信基站分布密度與人口密度的地理分布、經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r是正相關(guān) 的，從 1G 到 4G 都是這樣。人口稠密、經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，則基站密度高；反之，人口稀疏、經(jīng) 濟(jì)落后，則基站密度低。另外，基站優(yōu)先建設(shè)在人口稠密和經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的城市和工業(yè)園區(qū) 等，再擴(kuò)展到人口相對(duì)稀疏、經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)的郊區(qū)和農(nóng)村。而 5G 目標(biāo)是服務(wù)于千行百業(yè)和萬物互聯(lián)，那么按道理說未來 5G 基站分布將取決于人口 分布或行業(yè)應(yīng)用需求。矛盾點(diǎn)就在于人的活動(dòng)空間是相對(duì)集中的，而行業(yè)應(yīng)用中需要

28、通 信與監(jiān)控的物體在地理與空間分布上是相對(duì)分散的。某些行業(yè)應(yīng)用需求是 5G 由于技術(shù)或 經(jīng)濟(jì)因素很難實(shí)現(xiàn)的，特別是空中飛機(jī)及無人機(jī)、海上油井和船舶、森林防火及野生動(dòng) 物的視頻監(jiān)控、天然氣管道及電力線路和鐵路沿線的巡檢、邊境線的防控等應(yīng)用場景。 即使在陸地的物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)應(yīng)用，采用 5G 覆蓋，前期商業(yè)模式面臨很大的挑戰(zhàn)，收入規(guī)模 與 5G 建站和運(yùn)維成本不相匹配。這就給低軌衛(wèi)星通信帶來了商機(jī)，全球覆蓋，且成本敏 感性與行業(yè)應(yīng)用的地理位置和通信接入點(diǎn)區(qū)域密度沒有直接相關(guān)性，特別是對(duì)于低密度 用戶接入場景下的寬帶互聯(lián)和通信更具優(yōu)勢。若通信對(duì)象在一定區(qū)域（如幾平方千米到 幾十平方千米）是密集的，則 5G

29、 基站還是有優(yōu)勢的，回傳（中繼）則可以是衛(wèi)星通信， 如一個(gè)海洋孤島、沙漠中的頁巖油開發(fā)區(qū)等。LEO 與 5G 網(wǎng)絡(luò)的融合旨在形成一張無縫銜接的通信網(wǎng)絡(luò)，覆蓋地球上除極地以外的絕大部分區(qū)域，實(shí)現(xiàn)空、天、地一體化通信，系統(tǒng)包括：a）終端（UE）：以手機(jī)、pad 為代表的傳統(tǒng)用戶終端（UE）和車載衛(wèi)星、機(jī)載衛(wèi)星等衛(wèi) 星終端。 b）用戶鏈路（Service Link）：UE 和衛(wèi)星、基站之間的鏈路。c）空間平臺(tái)（Space Platform）：具備星上數(shù)據(jù)處理及數(shù)據(jù)透傳能力的衛(wèi)星。d）星間鏈路（Inter-Satellite Links）：具備星座內(nèi)或星座間數(shù)據(jù)透傳的激光或微波鏈路。e）信關(guān)站（Gat

30、eway）：負(fù)責(zé)地面網(wǎng)絡(luò)與衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)通信的關(guān)口。f）饋電鏈路（Feeder links）：衛(wèi)星與地面控制站相互通信的鏈路。LEO 網(wǎng)絡(luò)與地面 5G 網(wǎng)絡(luò)融合包括以下方面，從最低程度覆蓋融合向最高程度系統(tǒng)融合遞 進(jìn)。a）覆蓋融合：LEO 網(wǎng)絡(luò)作為地面移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的補(bǔ)充，用于覆蓋地面移動(dòng)網(wǎng)難以覆蓋的高山、 荒漠、海洋等區(qū)域，仍是相互獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)。b）業(yè)務(wù)融合：獨(dú)立組網(wǎng)為用戶提供相似的服務(wù)內(nèi)容及服務(wù)質(zhì)量，能達(dá)到相當(dāng)水平的服務(wù) 標(biāo)準(zhǔn)。c）用戶融合：用戶使用同一 ID 可接入 2 種網(wǎng)絡(luò)，依據(jù)網(wǎng)絡(luò)場景及網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量選擇通信網(wǎng) 絡(luò)，可自動(dòng)完成網(wǎng)絡(luò)切換。d）體制融合：二者之具有相同的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、傳輸和交換協(xié)議，終端、地面

31、基站、信關(guān)站、 衛(wèi)星可使用相同的技術(shù)機(jī)制。e）系統(tǒng)融合：LEO 通信網(wǎng)與 5G 網(wǎng)絡(luò)完全融合，形成一張網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)空天地一體化無縫 銜接，采用相同的資源調(diào)度、計(jì)費(fèi)、漫游方式?，F(xiàn)階段 5G 網(wǎng)絡(luò)與 LEO 網(wǎng)絡(luò)的融合大多是網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)層面的融合，實(shí)現(xiàn)二者之間的網(wǎng)絡(luò)互 通、架構(gòu)互聯(lián)，可完成多種不同類型的終端之間數(shù)據(jù)互通，通過云平臺(tái)的調(diào)度完成融合 終端的無差別服務(wù)提供。在下一階段的研究方向中，將重點(diǎn)實(shí)現(xiàn) 5G 網(wǎng)絡(luò)與 LEO 網(wǎng)絡(luò)之 間在物理層解決方案、接口架構(gòu)、核心網(wǎng)結(jié)構(gòu)、鑒權(quán)管理解決方案、基于 3GPP 標(biāo)準(zhǔn)的協(xié) 議和資源控制、通用地面無線接入體系結(jié)構(gòu)和接口協(xié)議規(guī)范以及服務(wù)和系統(tǒng)方面的融合。4.2.

32、EHF、太赫茲、激光等頻率資源是 6G 天地一體化信息網(wǎng)的技術(shù)基石大力開發(fā) EHF、太赫茲、激光等頻率資源以形成天地一體化信息網(wǎng)。頻率是通信的基礎(chǔ) 和帶寬的源頭。頻段越高，頻率資源越豐富，能夠提供的帶寬越大。經(jīng)過多年的發(fā)展， 衛(wèi)星通信中的 L、S、C、Ku 頻段資源已幾乎被使用殆盡，Ka 頻段正在被廣泛應(yīng)用。與此 同時(shí)，衛(wèi)星通信的 C、Ka 頻段也要面對(duì) 5G 網(wǎng)絡(luò)的激烈爭奪。2018 年底，由 Intelsat、 SES、Eutelsat、Telesat 全球四大衛(wèi)星通信運(yùn)營商組成的 C 頻段聯(lián)盟同意讓出 200MHz 供5G 網(wǎng)絡(luò)使用，這要求衛(wèi)星通信行業(yè)必須大力開發(fā) EHF（Q/V/W）、

33、太赫茲、激光等更高 頻段的頻率資源。太赫茲適用于衛(wèi)星通信，將在未來 6G 通信和天地一體化信息網(wǎng)絡(luò)中發(fā)揮關(guān)鍵作用。衛(wèi)星 通信帶寬需要的持續(xù)增長將需要開發(fā) EHF、太赫茲、激光等頻率資源。太赫茲不僅可以用 于高速傳輸，還可以用于檢測、成像，將在未來 6G 通信和天地一體化信息網(wǎng)絡(luò)中發(fā)揮關(guān) 鍵作用。 太赫茲頻率在 0.1-10THz 之間，兼有微波和光波的特性，具有頻譜資源豐富、抗干擾能 力強(qiáng)等技術(shù)優(yōu)勢，其理論傳輸速度可達(dá) 1Tbps，是 5G 的 50 倍，4G 的 1000 倍。2018 年 5 月，Tektronix/IEMN（一個(gè)法國研究試驗(yàn)室）在 252-325GHz 頻段實(shí)現(xiàn)了 100

34、Gbps 無線 傳輸（最近 IEEE 802.15.3d 標(biāo)準(zhǔn)）。日本總務(wù)省規(guī)劃將在 2020 年東京奧運(yùn)會(huì)上采用太赫茲 通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn) 100Gbit/s 高速無線局域網(wǎng)服務(wù)。由于太空中沒有水分吸收問題，太赫茲特 別適合用于衛(wèi)星通信。4.3. 推動(dòng)高通量系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展實(shí)現(xiàn)吞吐量提升傳統(tǒng)到高通量衛(wèi)星轉(zhuǎn)變可實(shí)現(xiàn)吞吐量的提升。高通量衛(wèi)星（HTS，High Throughput Satellite），也稱高吞吐量通信衛(wèi)星。通俗地來形容，從傳統(tǒng)通信衛(wèi)星到高通量衛(wèi)星的轉(zhuǎn)變， 相當(dāng)于把家庭上網(wǎng)從電話撥號(hào)升級(jí)到了百兆寬帶。高通量衛(wèi)星呈現(xiàn)軌道多樣化、高頻拓展的發(fā)展特點(diǎn)，供應(yīng)量預(yù)計(jì)將大幅增加，預(yù)計(jì) 2018-202

35、4 年 CAGR 1.7%，從 2018 年的 5%提升到 2024 年的 23%。地球軌道通信衛(wèi)星相 對(duì)于傳統(tǒng)的高地球軌道衛(wèi)星，具有軌道多樣化、微型生產(chǎn)批量化、終端小型化、時(shí)延低、 頻率復(fù)用率高、能夠覆蓋全球等特點(diǎn)。從全球高通量衛(wèi)星容量供應(yīng)來看，2009 年之前， 全球只有北美洲和亞洲地區(qū)部署高通量衛(wèi)星。2010 年以來，高通量衛(wèi)星系統(tǒng)開始加速發(fā) 展，目前已經(jīng)成為衛(wèi)星容量供應(yīng)量增量的主要推動(dòng)因素。高通量衛(wèi)星容量供應(yīng)量在 2018 年達(dá)到 1.8Tbit/s，預(yù)計(jì)到 2021 年可用容量達(dá)到 3.8Tbit/s。多個(gè)低軌寬帶星座全面投入運(yùn) 營的時(shí)間均設(shè)在 2022 年前后，因此預(yù)計(jì) 2022

36、年的可用供應(yīng)量將大幅增加，達(dá)到 10.8Tbit/s。在高通量衛(wèi)星時(shí)代，衛(wèi)星使用場景不再局限于手持一臺(tái)笨重設(shè)備，到處搜索衛(wèi)星信號(hào)， 只為了打一通電話，而很可能是你用自己的手機(jī)連上了 Wi-Fi，享受著與日常無異的上網(wǎng) 體驗(yàn)，而遠(yuǎn)程的信號(hào)傳輸則是由衛(wèi)星來完成。 高通量衛(wèi)星有 3 大特征：1）技術(shù)升級(jí)；2）頻段拓展；3）軌道開發(fā)。1）技術(shù)升級(jí)：高通量衛(wèi)星是相對(duì)于使用相同頻率資源的傳統(tǒng)通信衛(wèi)星而言的，主要技術(shù) 特征包括多點(diǎn)波束、頻率復(fù)用、高波束增益等；2）頻段拓展：高通量衛(wèi)星逐漸向更高頻段發(fā)展，因傳統(tǒng)使用的 C、Ku 頻段逐漸飽和，如 使用 Ka 頻段的中國首顆高通量衛(wèi)星中星 16 號(hào)，又例如銀河航

37、天的使用 Q/V 頻段的 5G 通信衛(wèi)星。Ka 頻段可用于同步衛(wèi)星通信的帶寬達(dá)到 3.5GHz，超過了現(xiàn)有的 L、S、C、Ku 頻段的總和。此外，Ka 高通量衛(wèi)星還具有頻率高、抗干擾性強(qiáng)、天線靈活易控等優(yōu)勢；3）軌道開發(fā)：地球同步軌道軌位屬于戰(zhàn)略資源，由國家向國際電信聯(lián)盟（ITU）申請(qǐng)， 遵循“先申報(bào)先使用”的原則。但赤道同步軌道僅此一條，資源相當(dāng)緊張。據(jù)學(xué)者測算， 地球同步軌道可容納衛(wèi)星 1800 顆。4.4. 低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)星座是實(shí)現(xiàn)全球互聯(lián)的核心解決方案低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)星座可實(shí)現(xiàn)：高帶寬、高性能全球覆蓋、可便攜式 嵌入式終端、低成本、 邊際成本的全球互聯(lián)服務(wù)：五大特點(diǎn)：1)高穩(wěn)定性：系統(tǒng)抗

38、災(zāi)害能力強(qiáng)，局部的自然災(zāi)害和突發(fā)事件幾乎不影響系統(tǒng)正常工作。2)低時(shí)延：衛(wèi)星處在近地軌道運(yùn)行，天地之間 的通信距離較短，通常在 350 1 000 km ， 與高軌 衛(wèi)星相比，通信距離明顯縮短，可提供更加實(shí)時(shí)的 信息傳輸。3)低成本輕量化終端： 低軌 衛(wèi)星 在地面終端和衛(wèi)星輕質(zhì)量化、低功耗化方面具備明顯優(yōu) 勢。由于低軌通信距離較短，無線通信信號(hào)的衰減明顯減弱，與使用相同頻率的高軌衛(wèi) 星相比，設(shè)備和衛(wèi)星所需要的發(fā)射功率、接收靈敏度都低，功耗下降明顯，可應(yīng)用嵌入 式技術(shù)打開廣闊應(yīng)用場景。4)不依賴地面基礎(chǔ)設(shè)施：星座衛(wèi)星數(shù)量龐大，可實(shí)現(xiàn)天基中繼傳輸，從而擺脫對(duì)地面基礎(chǔ)設(shè)施的依賴。5)可實(shí)現(xiàn)全球覆蓋：

39、通信不受地域限制，并能夠?qū)⑽锫?lián)網(wǎng)擴(kuò)展到遠(yuǎn)海和天空。按照軌道高度，衛(wèi)星主要分為低軌、中軌、高軌三類，其中低軌衛(wèi)星由于傳輸時(shí)延小、 鏈路損耗低、發(fā)射靈活、應(yīng)用場景豐富、整體制造成本低，非常適合衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的 發(fā)展。 現(xiàn)有中高軌道通信衛(wèi)星僅解決全球基本覆蓋問題，技術(shù)特點(diǎn)無法滿足全球互聯(lián)接入需求 現(xiàn)有的中高軌道衛(wèi)星解決了地球的覆蓋問題，相當(dāng)于移動(dòng)通信的 2/3G 網(wǎng)絡(luò)，僅提供基本 語音和低容量的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。 中高軌衛(wèi)星設(shè)計(jì)要求穿透性強(qiáng)、信號(hào)覆蓋面積大，一般采用的低頻段波段。其組建一個(gè) 完整覆蓋地球的衛(wèi)星數(shù)量少（如中國天通一號(hào)高通量衛(wèi)星單一一顆可覆蓋全國）。4.5. 基于 AI 技術(shù)的衛(wèi)星系統(tǒng)自主任務(wù)控

40、制和切換將成重要趨勢“一星多用、多星協(xié)同、天基組網(wǎng)、智能自主”為未來重要技術(shù)發(fā)展趨勢。隨著低軌通 信星座的大規(guī)模部署，星座運(yùn)控成為運(yùn)營商面臨的現(xiàn)實(shí)問題。通過軟件技術(shù)實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星的 自主任務(wù)控制和切換，打造太空云平臺(tái)，可極大降低未來大規(guī)模星座地面運(yùn)控的復(fù)雜度。 同時(shí)，隨著未來太空中衛(wèi)星數(shù)量的高速增長，衛(wèi)星軌道逐漸擁擠，碰撞風(fēng)險(xiǎn)不斷增加， 自主運(yùn)行衛(wèi)星可實(shí)現(xiàn)在軌自動(dòng)避讓等操作。目前來看，無論是洛馬公司基于軟件定義無 線電技術(shù)的“智能衛(wèi)星”（Smartsat）、“黑杰克”項(xiàng)目的“賭臺(tái)官”（PitBoss），還是美國 空軍擬打造的“變色龍”（Chameleon）星座計(jì)劃，都屬于這一范疇?；谌斯ぶ悄芗霸朴?jì)

41、算的衛(wèi)星管理系統(tǒng)：降低了衛(wèi)星任務(wù)管理成本，解決衛(wèi)星數(shù)量呈指 數(shù)級(jí)增長所帶來的數(shù)據(jù)量爆炸的問題。2020 年 5 月 21 日，美國人工智能創(chuàng)企特超巨 星公司正式推出名為“超智能航天器增強(qiáng)”（HIVE）的衛(wèi)星任務(wù)管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)面向商 業(yè)用戶和政府用戶，旨在利用人工智能（AI）技術(shù)和云計(jì)算技術(shù)降低衛(wèi)星任務(wù)管理成本， 可同時(shí)支持人為遠(yuǎn)程和自主航天器任務(wù)操控模式，減少操控人員的培訓(xùn)時(shí)間，提高衛(wèi)星 運(yùn)營商的運(yùn)管效率。目前，美國空軍太空與導(dǎo)彈系統(tǒng)中心（SMC）已經(jīng)與特超巨星公司 簽署協(xié)議，將在未來的任務(wù)中使用該平臺(tái)。HIVE 系統(tǒng)具備兩大技術(shù)特點(diǎn)：一是基于人工 智能技術(shù)，系統(tǒng)可自動(dòng)提取航天器任務(wù)操控所需

42、的各類信息，并能通過與外部數(shù)據(jù)源進(jìn) 行關(guān)聯(lián)分析，對(duì)未來任務(wù)需求、任務(wù)類型進(jìn)行預(yù)測，還能對(duì)衛(wèi)星運(yùn)行的健康狀況進(jìn)行監(jiān) 控和診斷，從而自動(dòng)控制衛(wèi)星開展相應(yīng)在軌任務(wù)操作。相比傳統(tǒng)人工模式，有效節(jié)省了 數(shù)據(jù)提取和分析的時(shí)間，降低了衛(wèi)星任務(wù)管理成本。在此基礎(chǔ)上，運(yùn)營商可大幅改進(jìn) 管理能力，實(shí)現(xiàn)從原來同時(shí)運(yùn)管 3 5 顆衛(wèi)星提升至 75 100 顆衛(wèi)星，解決衛(wèi)星數(shù)量呈 指數(shù)級(jí)增長所帶來的數(shù)據(jù)量爆炸的問題。二是基于云計(jì)算技術(shù)和下一代人機(jī)交互界面技 術(shù)，具備各類移動(dòng)平臺(tái)的可移植性，支持在筆記本電腦、平板電腦等各類移動(dòng)終端遠(yuǎn)程 上，對(duì)所運(yùn)管的衛(wèi)星進(jìn)行操控，這為緊急情況下，衛(wèi)星操控人員無法現(xiàn)場執(zhí)行任務(wù)提供 了極大的

43、靈活性。5. 全球公司：從與地面通信網(wǎng)絡(luò)正面交鋒到融合發(fā)展5.1. 國際公司： 新老玩家逐鹿中原，競爭態(tài)勢進(jìn)一步深化5.1.1. 銥星和全球星 80、90 年代率先入局1)銥（Iridium）衛(wèi)星移動(dòng)通信 銥系統(tǒng)是美國 Motorola 公司提出的一種利用低軌道衛(wèi)星群實(shí)現(xiàn)全球衛(wèi)星移動(dòng)通信的方案。 它是最早提出并被人們所了解的低軌道衛(wèi)星系統(tǒng)。資金的籌集和技術(shù)的開發(fā)等方面均進(jìn) 展順利。在技術(shù)上 Motorola 的技術(shù)人員在實(shí)驗(yàn)室里驗(yàn)證了所有的論證。并在模擬試驗(yàn)中 取得令人滿意的效果。 銥系統(tǒng)的原始設(shè)計(jì)是由 77 顆小型智能衛(wèi)星，均勻有序地分布于離地面 785KM 的上空的 7 個(gè)軌道平面上，通過

44、微波鏈路形成全球連接網(wǎng)絡(luò)。因?yàn)槠渑c銥原子的外層電子分布狀況 有一定的類似，故取名為銥系統(tǒng)。爾后為減少投資強(qiáng)度，簡化結(jié)構(gòu)以及增強(qiáng)與其他 LEO 系統(tǒng)的競爭能力，摩托羅拉公司將其衛(wèi)星數(shù)降低到 66 顆，軌道平面降至 6 個(gè)圓形極地軌 道，每條極地軌道上的衛(wèi)星仍為 11 顆，軌道高度改為 765KM，衛(wèi)星直徑為 1.2M，高度 為 2.3M，重量為 386.2KG，壽命為 5 年（最高為 8 年）。2）高通入股的全球星（Globalstar）系統(tǒng)全球星（Globalstar）系統(tǒng)是美國 LQSS（Loral Qualcomm Satellite Service）公司于 1991 年 6 月向美國聯(lián)邦

45、通信委員會(huì)（FCC）提出低軌道衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)。LQSS 公司是 由 Loral 宇航局和 Qualcomm 公司共同組建的一個(gè)股份公司。全球星（Globalstar）系統(tǒng) 與銥系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和技術(shù)上均不同。全球星（Globalstar）系統(tǒng)屬于非迂回型，不單獨(dú) 組網(wǎng)，其作用只是保證全球范圍內(nèi)任意用戶隨時(shí)可以通過該系統(tǒng)接入地面公共網(wǎng)聯(lián)合組 網(wǎng)，其聯(lián)結(jié)接口設(shè)在關(guān)口站。當(dāng)時(shí)全球星（Globalstar）系統(tǒng)已經(jīng)制定了衛(wèi)星發(fā)射計(jì)劃表， 計(jì)劃在 1997 年底發(fā)射 1216 顆衛(wèi)星，并于 1998 年發(fā)射其他的衛(wèi)星。全球星（Globalstar）系統(tǒng)的基本設(shè)計(jì)思想是利用 LEO 衛(wèi)星組成一個(gè)連續(xù)覆蓋全

46、球的移 動(dòng)通信衛(wèi)星系統(tǒng)。向世界各地提供話音、數(shù)據(jù)或傳真、無線電定位業(yè)務(wù)。它是作為地面 蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)和其他移動(dòng)通信系統(tǒng)的延伸，與這些系統(tǒng)具有互運(yùn)行性。此外，它還 是一個(gè)類似于無繩電話的無線電話系統(tǒng)，但其服務(wù)范圍不受限制，同一手持機(jī)就可以在 世界上任何的地方、任何時(shí)間與任何地方的用戶建立可靠、迅速、經(jīng)濟(jì)的通信聯(lián)絡(luò)。全 球星（Globalstar）系統(tǒng)采用低成本、高可靠的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，一個(gè)關(guān)口站只需要 35 萬美元。 手持機(jī)的價(jià)格只相當(dāng)于目前廣泛使用的蜂窩手機(jī)的價(jià)格，故其服務(wù)對(duì)象更適合為邊遠(yuǎn)地 區(qū)蜂窩電話用戶、漫游用戶、外國旅行者，以及希望低成本擴(kuò)充通信的國家和政府通信 網(wǎng)和專用網(wǎng)。按目前全球星（G

47、lobalstar）系統(tǒng)合作伙伴的分布情況來看，它可以為 33 個(gè) 國家提供服務(wù)，其中包括 14 個(gè)歐洲國家，8 個(gè)亞洲國家，6 個(gè)美洲國家以及其他地區(qū)的 5 個(gè)國家。5.1.2. 經(jīng)驗(yàn)豐富的老牌“三巨頭”SES、Intelsat、Eutelsat傳統(tǒng)衛(wèi)星服務(wù)巨頭 SES、Intelsat、Eutelsat 共同控制著 34%的衛(wèi)星固定服務(wù)市場。其中 SES 2018 年銷售額約 24 億美元，Intelsat 22 億美元，Eutelsat16.2 億美元。目前，“三巨 頭”都已啟動(dòng)了自己的高通量衛(wèi)星計(jì)劃，為市場提供更大容量、更快的速率，提升原有 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量。Eutelsat 于 2010

48、 年發(fā)射了第一顆Ka 頻段高通量衛(wèi)星，擁有 90Gbps 容量，并可提供 50Mbps 下行速率與 6Mbps 上行速率。公司計(jì)劃于 2021 年發(fā)射下一代 VHTS 高通量衛(wèi) 星，為歐洲區(qū)域的固定寬帶連接和機(jī)載連接提供 500Gbps 容量的 Ka 頻段服務(wù)。 Intelsat 自 2016 年起啟動(dòng)“Intelsat EpicNG”計(jì)劃，已于 2018 年 10 月完成了由 6 顆GEO 衛(wèi)星組成的高通量衛(wèi)星星座，實(shí)現(xiàn)全球覆蓋，單顆衛(wèi)星可提供 25-60Gbps 容量。在 設(shè)計(jì)上，IntelsatEpicNG 主要面向運(yùn)營商，提供固定流量速率服務(wù)，而非面向消費(fèi)者級(jí)的 寬帶應(yīng)用。 SES 于

49、 2016 年 8 月收購 O3b，將其 12 顆 MEO 高通量衛(wèi)星并入網(wǎng)內(nèi)，未來計(jì)劃用 27 顆 MEO 高通量衛(wèi)星組成星座群。同時(shí) SES 自 2017 年起發(fā)射 GEO 高通量衛(wèi)星，目前已有 3 顆在軌。通過 MEO 與 GEO 高通量衛(wèi)星的復(fù)合組網(wǎng)，SES 可以提供低延時(shí)、廣覆蓋的衛(wèi)星 通信。系統(tǒng)覆蓋全球 99.9%的區(qū)域，單波束可以達(dá)到 1Gbps 容量與 150ms 以下的延時(shí)。5.2. 國內(nèi)公司：中國星網(wǎng)集團(tuán)成立+民營初創(chuàng)型公司百花齊放5.2.1. 國家戰(zhàn)隊(duì)：成立新央企中國衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)通信集團(tuán)，中國星鏈計(jì)劃或?qū)⒊鍪乐袊l(wèi)星網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)有限公司預(yù)計(jì)將成為我國商業(yè)航天衛(wèi)星運(yùn)營主要承包單位。

50、2021 年 4 月 29 日，經(jīng)國務(wù)院批準(zhǔn)，公司由國務(wù)院國有資產(chǎn)監(jiān)督管理委員會(huì)代表國務(wù)院履 行出資人職責(zé)，列入國務(wù)院國有資產(chǎn)監(jiān)督管理委員會(huì)履行出資人職責(zé)的企業(yè)名單。公 司業(yè)務(wù)涉及衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的論證設(shè)計(jì)、研究試驗(yàn)、工程建設(shè)、工程服務(wù)、運(yùn)行控制、運(yùn) 營管理等多個(gè)領(lǐng)域。同時(shí)，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)軟硬件和系統(tǒng)衍生產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)制定、檢測 鑒定、產(chǎn)品認(rèn)證、網(wǎng)絡(luò)與信息安全、系統(tǒng)防護(hù)及相關(guān)技術(shù)服務(wù)也將由公司作為主要責(zé) 任人，預(yù)計(jì)公司將成為我國商業(yè)衛(wèi)星發(fā)射主要承包單位。航天科工：“虹云工程“協(xié)同 “行云工程”實(shí)現(xiàn)星座構(gòu)，打造天基物聯(lián)網(wǎng)1999 年，中國航天機(jī)電集團(tuán)公司成立，2001 年正式更名為中國航天科工集團(tuán)公司。2

51、017 年，航天科工完成改制，由全民所有制改制為國有獨(dú)資公司，名字變更為中國航天科工 集團(tuán)有限公司，為世界 500 強(qiáng)企業(yè)之一。 在低軌衛(wèi)星領(lǐng)域，航天科工提出“虹云工程”。“虹云工程”是我國首次提出建立基于小衛(wèi)星的低軌寬帶互聯(lián)網(wǎng)接入系統(tǒng)?！昂缭乒こ獭鳖A(yù)計(jì)將一共發(fā)射 156 顆衛(wèi)星，最終將構(gòu)建 一個(gè)覆蓋全球的低軌 Ka 寬帶通信衛(wèi)星系統(tǒng)，以天基互聯(lián)網(wǎng)接入能力為基礎(chǔ)，融合低軌導(dǎo) 航增強(qiáng)、多樣化遙感，實(shí)現(xiàn)通、導(dǎo)、遙的信息一體化?！昂缭乒こ獭睂⒎秩齻€(gè)階段，2018 年已發(fā)射第一顆技術(shù)驗(yàn)證星；到 2020 年末，將發(fā)射 4 顆業(yè)務(wù)試驗(yàn)星，使用戶進(jìn)行初步業(yè) 務(wù)體驗(yàn)；到“十四五”中期，則將實(shí)現(xiàn)全部 156

52、顆衛(wèi)星組網(wǎng)運(yùn)行，完成業(yè)務(wù)星座構(gòu)建。 2018 年 12 月發(fā)射的工程首星“武漢號(hào)”是我國首顆低軌寬帶通信技術(shù)驗(yàn)證衛(wèi)星，搭載通 信主載荷、光譜測溫儀和 3S 載荷，后續(xù)將以“武漢號(hào)”為基礎(chǔ)，開展低軌天基互聯(lián)網(wǎng)試 驗(yàn)與應(yīng)用示范。除了“虹云工程”，航天科工還提出“行云工程”，研制低軌窄帶小衛(wèi)星通信星座系統(tǒng)。 該系統(tǒng)將包括 80 顆低軌衛(wèi)星，實(shí)現(xiàn)全球范圍內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)信息的獲取、傳輸與共享，同時(shí)構(gòu) 建信息生態(tài)系統(tǒng)，打造天基物聯(lián)網(wǎng)。首顆技術(shù)試驗(yàn)星“行云一號(hào)”已于 2017 年發(fā)射， “行云二號(hào)”也即將發(fā)射。航天科工所屬 22 家二級(jí)單位，控股 9 家上市公司，擁有完整 的科研生產(chǎn)體系。近年來，航天科工大力發(fā)展

53、商業(yè)航天工程?！昂缭乒こ獭庇珊教炜乒ざ?院負(fù)責(zé)，“行云工程”則由航天科工四院負(fù)責(zé)，并各自完成了商業(yè)公司組建，進(jìn)行衛(wèi)星研 制。航天科技：“鴻雁星座”預(yù)計(jì)在 2022 年建成并投入運(yùn)營航天科技集團(tuán)公司于 1999 年正式成立，2013 年，中國航天科技集團(tuán)設(shè)立董事會(huì)。2017 年，航天科技完成了公司制改制，由全民所有制企業(yè)改制為國有獨(dú)資公司，企業(yè)名稱變 更為中國航天科技集團(tuán)有限公司。航天科技為世界 500 強(qiáng)企業(yè)之一。在低軌衛(wèi)星領(lǐng)域， 航天科技將運(yùn)營低軌通信衛(wèi)星項(xiàng)目“鴻雁星座”?！傍櫻阈亲睂⒂?300 多顆低軌小衛(wèi)星 及全球業(yè)務(wù)處理中心組成，具備全天候、全時(shí)段及復(fù)雜地形條件下的實(shí)時(shí)全球雙向通信

54、能力，實(shí)現(xiàn)“溝通連接萬物、全球永不失聯(lián)”?！傍櫻恪币黄趯⒂?60 顆核心骨干衛(wèi)星組成， 主要實(shí)現(xiàn)全球移動(dòng)通信、物聯(lián)網(wǎng)、導(dǎo)航增強(qiáng)、航空監(jiān)視等功能，預(yù)計(jì)于 2022 年建成并投 入運(yùn)營；二期則將實(shí)現(xiàn)全球任意地點(diǎn)的互聯(lián)網(wǎng)接入，預(yù)計(jì)于 2025 年完成建設(shè)。2018 年 12 月，航天科技已發(fā)射了“鴻雁星座”首顆實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“重慶號(hào)”。這顆實(shí)驗(yàn)星配置有 L/Ka 頻段通信載荷、導(dǎo)航增強(qiáng)載荷、航空件事載荷，將實(shí)現(xiàn)“鴻雁星座”關(guān)鍵技術(shù)在軌試驗(yàn)。 航天科技擁有 8 個(gè)大型科研生產(chǎn)聯(lián)合體、11 家專業(yè)公司和 13 家上市公司，科研生產(chǎn)基地 遍及北京、上海、西安、深圳、香港等地。目前，航天科技擁有“實(shí)踐十三號(hào)”高通量 衛(wèi)星。航天科技于 2018 年在重慶成立東方紅衛(wèi)星移動(dòng)通信有限公司，由該公司負(fù)責(zé)建設(shè) 與運(yùn)營“ 鴻雁星座”這一低軌衛(wèi)星項(xiàng)目。5.2.2. 民營企業(yè)：逐漸形成從衛(wèi)星設(shè)計(jì)研制、通信系統(tǒng)到行業(yè)應(yīng)用的商業(yè)閉環(huán)銀河航天：2020 年 1 月成功發(fā)射首發(fā)衛(wèi)星銀河航天成立于 2018 年，為國內(nèi)民營商業(yè)航天的獨(dú)角獸企業(yè)，計(jì)劃發(fā)射上千顆低軌 5G 通信衛(wèi)星，在 1200 km 的近地軌道組成星座網(wǎng)絡(luò)，讓用戶可以高速靈活地接入 5G 網(wǎng)絡(luò)。2020 年 1 月完成首顆 200