6G与卫星互联⽹：空天⼀体化，下⼀代通信技术的模样（附报告下载）
【导读】
「6G关键技术，国内⾏业雏形初现」
微软中国下载中心
就5G貌似还没说透，6G已经悄然⽽⾄了。
感觉有点陌⽣？其实马斯克的「星链计划」就与6G沾了边。近⽇，开源证券发布了最新报告《5G+时代，星链计划和6G齐闪耀》。
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以下为具体分析：
通信技术——每⼗年⼀次的巨变
移动通信技术推动着信息技术产业的快速发展，改善了⼈们的⽣活⽔平，促进了社会的发展和繁荣。从上世纪80年代开始，移动通信技术每近⼗年就会出现⼀次新的变⾰。
▲移动通信技术从从 1G 向 5G 演进
1G 即第⼀代移动通信技术，是以模拟技术为基础的蜂窝⽆线电话系统。起源于20 世纪 80 年代，完成于 20 世纪 90 年代，主要采⽤的是模拟调制技术与频分多址接⼊（FDMA）技术，这种技术的主要缺点是频谱利⽤率低，信令⼲扰话⾳业务。
1G时代，频分多址（FDMA ）是⼀种最基本的多址接⼊⽅式。FDMA 以载波频率来划分信道，每个信道
占⽤⼀个载频，相邻载频之间应满⾜传输带宽的要求。在模拟移动通信中频分多址是最常⽤的多址⽅式，每个载频之间的间隔为30kHz 或 25kHz。在FDMA 技术下，不同的⽤户占据不同的频段，从⽽避免了相互⼲扰，实现了区分。
2G 即第⼆代移动通信技术，主要采⽤数字的时分多址（TDMA ）和码分多址（CDMA ）技术。在 2G 技术下，⽆法直接传送如电⼦邮件、软件等资讯；只具有通话、和⼀些如时间⽇期等传送的⼿机通信技术规格。不过⼿机短信
SMS（Shortmessage service）在 2G 的某些规格中能够被执⾏。
第⼆代移动通信数字⽆线标准主要有：欧洲的 GSM 和美国⾼通公司推出的 IS-95CDMA 等，我国主要采⽤ GSM，美国、韩国主要采⽤ CDMA。
3G 即第三代移动通信技术，其最基本的特征是智能信号处理技术。智能信号处理单元将成为基本功能模块，⽀持话⾳和多媒体数据通信，它可以提供前两代产品不能提供的各种宽带信息业务，例如⾼速数据、慢速图像与电视图像等。
3G 系统的通信标准共有 WCDMA ，CDMA2000 和和 TD-SCDMA 三⼤分⽀。在中国，中国移动采⽤ TD-SCDMA，中国电信采⽤ CDMA2000，中国联通采⽤ WCDMA。
▲3G通信标准
4G 即第四代移动通信技术，主要是以正交频分复⽤（OFDM ）为技术核⼼。4G技术是集 3G 与 WLAN 于⼀体并能够传输⾼质量视频图像以及图像传输质量与⾼清晰度电视不相上下的技术产品。
正交频分复⽤（OFDM ）是⼀种⽆线环境下的⾼速传输技术。OFDM 技术的特点是⽹络结构⾼度可扩展，具有良好的抗噪声性能和抗多信道⼲扰能⼒，可以提供⽆线数据技术质量更⾼（速率⾼、时延⼩）的服务和更好的性能价格⽐，能为 4G ⽆线⽹提供更好的⽅案。
5G 是最新⼀代蜂窝移动通信技术。5G 并不是独⽴的、全新的⽆线接⼊技术，⽽是对现有⽆线接⼊技术的技术演进以及⼀些新增的补充性⽆线接⼊技术集成后解决⽅案的总称。
▲5G 移动通信存在三⼤关键技术
卫星互联⽹，5G中后期新技术
卫星互联⽹是⼀种基于卫星通信的互联⽹，可实现多地球站间通信。卫星互联⽹是指基于卫星通信技术，通过发射特定数量卫星形成规模组⽹，向地⾯和空中终端提供宽带互联⽹接⼊等通信服务的新型⽹络。
▲卫星通信原理
卫星互联⽹的发展存在三个阶段：
1、与地⾯通信⽹络竞争阶段，提供语⾳、低速数据、物联⽹等服务。随着地⾯通信系统的快速发展，卫星通信系统在通信质量和资费价格等⽅⾯渐渐处于劣势，在竞争中落败。
2、对地⾯通信⽹络补充阶段，以新铱星、全球星和轨道通信公司为代表，对地⾯通信系统进⾏补充和延伸。
3、与地⾯通信⽹络融合阶段，以 OneWeb、SpaceX 等为代表的公司正在主导新型卫星互联⽹星座建设，卫星⼯作频段逐渐提⾼，卫星互联⽹建设逐渐步⼊宽带互联⽹时期。
▲卫星互联⽹发展阶段
卫星按照轨道⾼度主要分为低、中、⾼轨三⼤类。其中，低轨卫星拥有传输时延⼩、链路损耗低、发射灵活等优势，卫星互联⽹业务的主流实现⽅式。
▲卫星分类
具体来说，低轨卫星系统有以下两⼤优势：
1、可实现全球互联⽹⽆缝链接服务。传统⾼轨同步轨道卫星建设成本⾼，存在通信盲区，时延长且带宽有限，已⽆法满⾜全球海量互联的容量需求。相⽐之下，低轨卫星系统传输时延更低，可靠性更⾼，损耗较⾼轨低 29.5dB，能够实现全球互联⽹⽆缝链接服务。
▲低轨卫星优势
2、低轨卫星通信核⼼应⽤场景包括偏远地区通信、海洋作业及科考宽带、航空宽带和灾难应急通信等。其中，偏远地区应⽤市场主要包括卫星电话、互联⽹电视和卫星宽带；海洋作业及科考应⽤市场包括卫星定位和海事卫星电话；航空应⽤市场主要为机载 Wifi；灾备应⽤市场包括应急呼叫、数据保护与恢复和异地灾备系统等。
▲低轨卫星通信核⼼应⽤场景
近年来，OneWeb、SpaceX 等公司的主导下，卫星互联⽹⾏业⾛上了快速发展期。从2014年起，我国针对该⾏业出台了⼀系列措施，积极推进卫星应⽤产业和商业卫星发展。特别是，国家发改委于 2020 年 4 ⽉ 20 ⽇⾸次明确了“新基建”范围，包括信息基础设施、融合基础设施和创新基础设施三个⽅⾯。其中，信息基础设施主要是指基于新⼀代信息技术演化⽣成的基础设施，包括 5G、物联⽹、⼯业互联⽹和卫星互联⽹等。卫星互联⽹在国家层⾯⾸次被纳⼊通信⽹络基础设施范畴。
▲我国卫星互联⽹产业政策
国内多家企业已开始积极布局卫星互联⽹产业。“⼗三五”期间，以中国航天科技和中国航天科⼯为主的两⼤央企分别提出了“鸿雁星座”和“虹云⼯程”低轨卫星互联⽹计划，并发射了试验卫星。其中，“鸿雁”星座是国内⾸套全球低轨卫星移动通信与空间互联⽹系统，可在全球范围内实现宽带和窄带结合，为⽤户提供实时双向通信。
“虹云⼯程”星座则致⼒于满⾜全球移动互联⽹的⾼速接⼊需求，由 156 颗低轨卫星组成，每颗卫星最⼤⽀持速率为
4Gbps。⽬前，国内多家企业已经开始积极布局卫星互联⽹产业，随着计划逐渐启动，我国卫星互联⽹产业有望迎来快速发展。
卫星互联⽹产业链分为卫星制造、卫星发射、地⾯设备、卫星运营及服务四个部分。其中，卫星制造分为卫星平台和卫星载荷；卫星发射包括⽕箭制造和发射服务；地⾯设备包括固定地⾯站、移动站和⽤户终端；卫星运营及服务包含卫星移动通信服务、宽带⼴播服务和卫星固定服务。根据赛迪智库测算，预计到 2030 年，中国卫星互联⽹整体市场规模可达千亿。

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