5G低轨星座完整版.docx

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5G低轨星座

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郭正标

要在600千米的轨道向地面传输信号，确保低时延和低功耗以及大面积精确化地覆盖用户，我国的卫星制造技术能否实现？有理由相信，只要有足够的动机，突破这个技术障碍不成问题。

??未来5G通信卫星与地面通信网络运营商之间，存在一个竞争、互补以及融合的过程。我国5G时代的通信网络运营，既需要利用移动、联通、电信的地面基础设施，也需要中国卫通、鑫诺卫星、亚太卫星这样的卫星运营商来配合。

畅想

2025年的某个夏日清晨，马克先生醒来，摘下耳机，手指在混合现实眼镜上切换了一个频道——昨晚陪伴他入睡的，是某个户外爱好者在南极洲架设的12K全景摄像头直播的极地雪景和海冰的丝丝声。起床后，马克先生享用了妻子给他准备的早餐——马克太太远在国际空间站，刚刚结束工作的她，通过手机能够远程控制地球上家中的一系列智能机器。

马克先生用手指切换频道，实时了解私人金融业务的状况——他通过卫星星座在苏黎世做金融高频交易，原本这项业务的数据传输需要绕经多个国际网关，现在利用星座间激光传输即可完成。其中购买的一家股票来自中国的一带一路空间信息服务企业，收益颇丰。早餐后，马克先生收拾行李出门，今天他要去国外出差。赶赴机场的路上，为了避免交通拥堵，他的智能汽车已经和路网对接，并与几辆同行的汽车互联。几辆车通过一段郊区，却仍然可以跟来往车辆互联进行变道、超车，丝毫没有迟滞感。

登机后，马克先生戴起混合现实眼镜，阅读最新的新闻资讯。偶尔他也会购买茶水和点心，热情的空中乘务员并不直接收取现金，因为她已经收到银行发来的付款信息。马克先生今天要会见的客户是做全球航运的，据介绍今年财报特别理想，因为通过卫星数据调配船舶资源，实现经济巡航，节省了大量燃料，从而节约了大笔开支。飞行途中，马克先生接到老友电话，邀请他到自己在远东地区投资的农场考察。老友开玩笑道：“在这种寒冷荒芜的地区，我几乎不雇佣工人，而是由接入卫星网络的智能设备来照顾农作物，浇水、施肥一应俱全。”

卫星通信网络

天基互联网并不是一个最新才出现的热词，诸多基于各种模式的天星地网、天基网络或者独立的天网与地网方案，很早之前就都被提了出来。SpaceX、Facebook、Oneweb、Iridium铱星等公司近年来都推出了各自的天网方案，例如，Oneweb正在通过几百颗低轨卫星形成组网覆盖，Facebook的无人机互联网以及发生爆炸的Amos-6通信卫星等等。而太空梦想家马斯克最近推出的星座计划更是高达4225颗。

不久前国务院通过了《十三五国家信息化规划》，李克强总理在汇报中提出，实施宽带乡村和中西部地区中心城市基础网络完善工程，采用蜂窝、光纤、低轨星座等多种方式，加快实现农村及偏远地区4G网络覆盖。信威、欧比特、光启等企业无不把视角瞄准覆盖全球的“空天信息网络”战略布局;同时，航天科技集团成立了商业化的长征火箭公司，东方红公司公布鸿雁星座计划，航天科工提出福星计划等等，谋求转型的国企也在紧锣密鼓地布局之中;一大批初创的商业航天公司更是发扬了灵活的优势，一路攻城拔寨。

低轨卫星星座雖有不少运营成功的案例，而血淋淋的案例也非常普遍。铱星计划原本是一项非常具有前景和优势的项目，借助低轨通信，采用多星组网的方式，提供原本高轨卫星所不具备的通信能力。但是铱星公司的领导层似乎遗忘了一点，那就是现代通信技术的高速发展，等到铱星产品成熟了，地面现代通信网早已日新月异，这直接导致了铱星公司的破产。

其实卫星通信终究只是一个位于天空的基站而已，企图完全依赖卫星星座网络取代地面网络的想法，是不可取的。卫星通信真正适合的，还是那些地面网络覆盖不到、或者建设成本高昂的地区。

从高容量上来看，卫星网络无法承载难以想象的用户接入——即使激光通信组网，最多也只能扛住十几G带宽，难以与地面网络同时接入数亿人口的吞吐能力相抗衡。在地面网络覆盖非常好的今天，卫星通信竞争力弱，需求被极大压缩。一方面是因为高昂的发射、制造及运营成本，卫星通信的终端价格和使用费用都会将普通老百姓拒之门外。另一方面，则是复杂的使用环境并不利于在普通的消费者市场推广——互联网用户是一类对用户体验要求非常高的群体，而且他们的基数非常庞大，据统计截止2016年，全球约有30亿互联网用户，其中绝大多少都是普通消费者。如果这些消费者，使用传统的手机终端、按照传统缴纳手机话费的方式就能享有卫星互联网服务，那么卫星应用行业才有可能打开巨大的通信市场。

如今，我国也开始发展自己的通信卫星系统，既有大S卫星“天通1号”，也有即将发射的Ka卫星“中星16号”。此类消费市场国外很早就开始布局，例如高轨的海事卫星。

??“长征”5号、“长征”7号这系列大推力经济适用性火箭的成功研发表明，中国火箭足