三大升级驱动需求,构建空天陆海一体化的关键拼图。
卫星通信与地面通信互补合作,融合发展,实现全区域无缝覆盖。传统地面通信骨干网在海洋、沙漠及山区偏远 地区等苛刻环境下铺设难度大且运营成本高,通过部署传统通信骨干网络在互联网渗透率低的区域进行延伸普及 存在现实障碍。根据ITU数据,2021年全球约有66%人口使用互联网,但仍有27亿人无法上网。建设卫星互联网, 利用卫星作为基站的传输中继是解决地球“无互联网”人口数字鸿沟问题的重要手段,是实现网络信息地域连续 覆盖普惠共享的有效补充。其中,低轨卫星通信核心商业应用场景主要包括偏远地区通信、海洋作业及科考宽带、 航空宽带和灾难应急通信等。
手机作为消费型终端率先支持卫星通信功能,在此催化下,卫星通信渗透率有望快速提升。华为Mate50系列支 持北斗卫星通信,可在荒漠无人区等无地面网络信号覆盖的情景下,通过卫星通信发出求助信号,并基于位臵信 息形成轨迹地图;iPhone14系列在没有蜂窝网络和无线局域网信号时,可通过卫星发送SOS紧急联络并搭配 “查找”App进行户外定位。受限于卫星通信自身物理特性和当前技术的局限性,两者目前只能支持部分卫星通信功能,而且使用地域、发送 内容和对象都有限制。华为Mate50“可发,不能收” 。iPhone14“可发,也可收”,但不能定向发给个人。我们 认为,尽管短期以实现短报文或双向延迟短信和应急语音为主,后续在技术升级及应用升级下有望拓宽应用范围。

随着5G技术标准制定完成和商用启动,5G的先进技术和成熟的规模产业将对我国发展基于5G的低轨卫星通信 产业大有裨益。卫星通信和5G的差异性,决定了其关系是互补而非替代。国际电信联盟ITU定义了5G的三大 场景:增强移动宽带(eMBB)、大规模机器类通信(mMTC)、低时延高可靠(uRLLC)。其中,在增强移 动宽带场景下,卫星通信的优势在于向偏远地区的住户、空中的飞机乘客、海洋与大湖中船舶的船员和乘客、 穿越荒漠的火车乘客、野外科考者等提供Wi-Fi接入或便携卫星终端通信的服务;在大规模机器类通信场景下, 针对沙漠与海洋等油井和天然气井、货运与交通长距离监测跟踪等行业应用场景,低轨卫星具有全球覆盖和成 本比较优势。 我国在卫星通信与5G兼容的前期探索,将为未来的6G有机融合高中低轨卫星通信与地面移动通信发展打下坚 实的基础。
卫星通信链路性能仅达3G水平,与5G尚存在一定差距。对比三个系统(Telesat、OneWeb、SpaceX)的用户 下行链路性能,可以看出SpaceX 下行链路平均频谱效率为2.7bit/s/HZ,只达到3G水平,而5G的下行链路平 均频谱效率是10bit/s/HZ以上。低轨卫星通信与5G的关系是互补而非替代。从通信系统角度分析低轨卫星通信的频率与轨道资源、系统容量、 建设和运维成本等,若其要服务全球网民还差距太大,与5G的关系只能是互补而非替代。
卫星通信是6G时代的重要角色。6G,即第六代移动通信技术。根据IMT2030(6G)工作组《6G总体愿景与潜在 关键技术白皮书》,6G将在2030年实现商用,实现从万物互联到万物智联的跃迁。通过将卫星通信整合到6G移 动通信,可实现全球无缝覆盖。与前五代移动通信以地面通信为主不同,6G时代卫星网络将承担重要角色。 中国信科集团副总经理陈山枝提出了6G出现的两个标志:从需求的角度来看,6G要支持数字孪生、万物互联, 特别是万物互联将涉及广域覆盖的问题。但目前全球现有的移动通信网络仅覆盖陆地20%、地球表面积6%,这 是由技术经济学决定的。因此,通过卫星通信与地面移动通信融合发展,应用卫星对海洋、森林、沙漠、偏远地 区进行覆盖,实现星地海融合的全球广域覆盖,这是6G的标志之一。
我国已开始全面推进6G发展。2019年6月,IMT2030(6G)工作组由工信部推动成立。23年3月,工信部部长金 壮龙在第十四届全国人民代表大会第一次会议“部长通道”中表示,我国正在不断总结5G发展经验,组建 IMT2030(6G)工作组,并已经开展工作。工信部将搭建“产学研用”工作机制,加强国际合作和交流,加大核心技术攻关,全面推进6G技术研发。

卫星物联网,指各类信息感知设备通过卫星与互联网连接起来的网络。相较于传统地面网络,卫星物联网具有低 带宽、低功耗、大数量级、广覆盖、低频率、不受自然条件影响的优势。相比卫星通讯,卫星物联网对通信时延 有较高的容忍度。卫星物联网可以对地面网络不存在的地方提供服务。例如,对穿越太平洋的货物集装箱上配备 的跟踪设备,监控该集装箱的唯一方法是通过卫星。另外,卫星物联网也适合于虽然存在地面基础设施覆盖,但 必须跨越多个网络的情况,比如卡车运输等物流领域。卫星物联网在智能制造、智能零售、智慧农业、智慧安防、 智慧城市、智能家居、智慧医疗等场景都能发挥重大作用。
卫星物联网发展前景广阔,市场规模可观。根据Berg Insight数据,全球卫星物联网用户群2021年为390万,预计 2026年达到2120万,CAGR为40.3%。麦肯锡预测2025年卫星物联网行业规模可达5600~8500亿美元。只有约 10%的地球表面可以使用地面连接服务,这为卫星物联网留下了较大的机会。