低軌衛(wèi)星有望打開(kāi)衛(wèi)星移動(dòng)通信新局面

陳炎坤

衛(wèi)星通信技術(shù)是一種利用人造地球衛(wèi)星作為中繼站來(lái)轉(zhuǎn)發(fā)無(wú)線電波而進(jìn)行的兩個(gè)或多個(gè)終端之間的通信。其具有覆蓋范圍廣、通信容量大、傳輸質(zhì)量好、組網(wǎng)方便迅速、便于實(shí)現(xiàn)全球無(wú)縫鏈接等眾多優(yōu)點(diǎn)。自20世紀(jì)90年代以來(lái)，航空航天以及電子信息技術(shù)的不斷進(jìn)步迅猛助推了衛(wèi)星移動(dòng)通信的發(fā)展。目前移動(dòng)通信衛(wèi)星可分為三類(lèi)：低軌通信衛(wèi)星（LEO）、中軌通信衛(wèi)星（MEO）和高軌地球同步通信衛(wèi)星（GEO）。

一、低軌道衛(wèi)星通信優(yōu)點(diǎn)

首先，軌道高度低、衛(wèi)星可替換性強(qiáng)，大大降低了前期發(fā)射成本和后期維護(hù)成本;其次，軌道高度的降低也使得傳輸延時(shí)短，路徑損耗小，多個(gè)衛(wèi)星組成的星座可以實(shí)現(xiàn)真正的全球覆蓋，頻率復(fù)用更有效;最后，蜂窩通信、多址、點(diǎn)波束、頻率復(fù)用等技術(shù)也為低軌道衛(wèi)星移動(dòng)通信提供了技術(shù)保障。

二、低軌衛(wèi)星通信發(fā)展由“過(guò)熱”、“趨冷”到“再?gòu)?fù)興”

低軌衛(wèi)星通信經(jīng)歷了上世紀(jì)90年代衛(wèi)星星座建設(shè)浪潮，但由于市場(chǎng)定位以及成本控制的問(wèn)題使其離最初設(shè)想的目標(biāo)相去甚遠(yuǎn)，低軌衛(wèi)星通信逐漸趨冷。近年來(lái)隨著移動(dòng)通信和物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的快速發(fā)展，商業(yè)數(shù)據(jù)通信市場(chǎng)需求激增，各國(guó)瞄準(zhǔn)這一市場(chǎng)機(jī)會(huì)，相繼推出新的星座計(jì)劃。試圖以高通量、低時(shí)延的優(yōu)勢(shì)搶占市場(chǎng)。目前新興低軌衛(wèi)星星座計(jì)劃主要有美國(guó)的OneWeb衛(wèi)星系統(tǒng)、Telesat星座、StarLink星座以及我國(guó)的“鴻雁星座”和“虹云工程”，星座計(jì)劃再度復(fù)興。

三、我國(guó)低軌通信衛(wèi)星發(fā)展進(jìn)入戰(zhàn)略機(jī)遇期

低軌通信軌道、頻譜資源競(jìng)爭(zhēng)愈發(fā)激烈，軌道和頻譜是通信衛(wèi)星能夠正常運(yùn)行的先決條件，單顆低軌衛(wèi)星覆蓋范圍小，必須增加數(shù)量以實(shí)現(xiàn)全球覆蓋，因此，發(fā)展自主低軌衛(wèi)星通信系統(tǒng)對(duì)我國(guó)獲取有限的軌道、頻譜資源格外重要。低軌衛(wèi)星通信助力偏遠(yuǎn)地區(qū)和極端環(huán)境下通信，我國(guó)疆域遼闊，自然地形復(fù)雜。與地面光纜相比，低軌衛(wèi)星通信能以更低成本解決偏遠(yuǎn)地區(qū)通信問(wèn)題。并且低軌衛(wèi)星通信全區(qū)域覆蓋特性也使得其在海洋、沙漠、搶險(xiǎn)救災(zāi)等場(chǎng)景中有廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景。打通低軌通信產(chǎn)業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)，培育新經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)，發(fā)展低軌衛(wèi)星通信可打通芯片、終端、系統(tǒng)集成、運(yùn)營(yíng)服務(wù)及人才培養(yǎng)等完整產(chǎn)業(yè)鏈條，創(chuàng)新衛(wèi)星及運(yùn)載火箭規(guī)?；兄颇Ｊ胶土鞒?，培育新經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)，帶動(dòng)上下游超千億元產(chǎn)值規(guī)模。

四、低軌衛(wèi)星商業(yè)化幾點(diǎn)思考

從技術(shù)上來(lái)講，新興低軌衛(wèi)星星座計(jì)劃與早期低軌星座計(jì)劃相比并沒(méi)有革命性的創(chuàng)新，為了避免重蹈早期低軌星座的覆轍，新興低軌星座計(jì)劃應(yīng)當(dāng)注意以下幾點(diǎn)：探索多維度商業(yè)模式，除在消費(fèi)端為用戶提供全天候不間斷通信服務(wù)以外，應(yīng)積極拓展海洋、氣象、交通、環(huán)保、地質(zhì)、防災(zāi)減災(zāi)等領(lǐng)域的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)信息傳送服務(wù)，拓展行業(yè)端應(yīng)用。注意成本管控，研發(fā)小衛(wèi)星以降低制造成本，探索火箭發(fā)射回收以及“一箭多星”等技術(shù)降低發(fā)射成本?？茖W(xué)合理規(guī)劃地面接收基站建設(shè)以降低運(yùn)營(yíng)成本。