獲取本報告PDF版請見文末 出品方/分析師：天風證券 潘暕 李魯靖
1、蘋果入場，低軌衛(wèi)星通訊將成為2022年電子業(yè)一大關鍵趨勢
Digital Trends預測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年加速帶動相關服務與零部件出貨量成長。
iPhone 13或支持低軌衛(wèi)星通訊功能。如蘋果實現(xiàn)衛(wèi)星通訊軟件功能，消費者則可在無4G/5G 覆蓋范圍內(nèi)仍然可以通話+傳訊。根據(jù)商務周刊報道，蘋果或已研究與開發(fā)相關技術與應用已有一段時間。
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 X65 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。其他智能手機品牌若想提供支援衛(wèi)星通訊的機型，須等到 2022 年采用 X65 基帶芯片。
全球星認為其潛在的設備生態(tài)系統(tǒng)將顯著擴展。如果蘋果將要在 iPhone 13 上提供衛(wèi)星通訊功能，預判其極有可能合作的廠商為全球星。
3）總結以上兩點可以得出，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)一大關鍵趨勢。我們預測消費者可直接在 iPhone 13 上通過運營商的服務使用全球星的衛(wèi)星通訊服務。
2、衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)：千億美元市場, 實現(xiàn)天地融合，萬物互聯(lián)的突破性技術
衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)可使全地球都能通過寬帶連上互聯(lián)網(wǎng)終端，解決現(xiàn)有世界上超 30 億人無法使用互聯(lián)網(wǎng)，超70%地理空間未實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)覆蓋的問題。
當前，全球通信市場已達到年均萬億美元規(guī)模，而網(wǎng)絡覆蓋范圍還不足地球面積的10％。由于地理因素限制，信號發(fā)射塔數(shù)量已接近飽和。衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)可使全地球都能通過寬帶連上互聯(lián)網(wǎng)終端，解決現(xiàn)有世界上超30億人無法使用互聯(lián)網(wǎng)，超70%地理空間未實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)覆蓋的問題。
當前，全球通信市場已達到年均萬億美元規(guī)模，而網(wǎng)絡覆蓋范圍還不足地球面積的10％。由于地理因素限制，信號發(fā)射塔數(shù)量已接近飽和，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)因其廣覆蓋、低時延、寬帶化、低成本優(yōu)勢成為未來發(fā)展焦點。
同時，作為空間通信基礎設施,衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的建設也將為后續(xù)全球物聯(lián)網(wǎng)提供條件保障。
全球互聯(lián)網(wǎng)滲透率趨緩，傳統(tǒng)通信骨干網(wǎng)絡在人口與互聯(lián)網(wǎng)滲透低區(qū)域難度大，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)因其廣覆蓋、低延時、寬帶化、低成本等特點成為關注焦點。
互聯(lián)網(wǎng)滲透低意味著該區(qū)域缺乏基礎設施配套如光纖骨干網(wǎng)、能源網(wǎng)絡缺失等；人口密度低或意味著運營商投資回報不成比例。剩余未連入互聯(lián)網(wǎng)區(qū)域一定程度存在上述兩類問題造成普及障礙。
基于衛(wèi)星通信的互聯(lián)網(wǎng)，通過一定數(shù)量的衛(wèi)星形成規(guī)模組網(wǎng)，從而輻射全球，構建具備實時信息處理的大衛(wèi)星系統(tǒng)，是一種能夠完成向地面和空中終端提供寬帶互聯(lián)網(wǎng)接入等通信服務的新型網(wǎng)絡，具有廣覆蓋、低延時、寬帶化、低成本等特點。
衛(wèi)星通信因為其天基網(wǎng)絡便于實現(xiàn)全球覆蓋的優(yōu)點，正成為通信行業(yè)對未來全球物聯(lián)網(wǎng)及 6G 技術演進的重要研究方向之一。
6G 網(wǎng)絡將融合陸地無線移動通信、中高低軌衛(wèi)星移動通信及短距離直接通信等技術，將通信與計算、導航、感知、智能相融合，通過空、天、地、海泛在覆蓋的網(wǎng)絡連接實現(xiàn)全息泛在的智能高速寬帶通信。
衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)應用場景極為廣闊。
衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)將應用于 5G 全球覆蓋、智能物聯(lián)網(wǎng)、遠程教學、遠程醫(yī)療、偏遠地區(qū)、油田開采、航空通信、交通運輸、應急通信、科考探險、緊急事件、車聯(lián)網(wǎng)、高速公路、海洋牧場、林業(yè)監(jiān)測、信令分流等諸多領域。
2.1. 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。
衛(wèi)星通信和 5G 基站兩者在信號覆蓋上形成良好互補。低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的帶寬和時延特性可以很好地承載 5G 基站業(yè)務。
互聯(lián)網(wǎng)自誕生之日起，作為基礎設施一直不斷改變?nèi)藗儯貏e是由4G時代的“人與人”互聯(lián)進入 5G 時代的“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?nèi)藗兊纳顮顟B(tài)和生活方式，帶來巨大的經(jīng)濟、政治與軍事影響。
目前，因為建設成本和市場消費能力等原因，世界上仍有超過一半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 時代，是實現(xiàn)天地融合萬物互聯(lián)的關鍵。
2.2. 競爭優(yōu)勢：廣覆蓋、低時延、寬帶化、低成本及推動物聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展
1）廣覆蓋：
對公眾用戶而言，存在“陸海空”全域覆蓋的盲點問題，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)提供全域的無縫覆蓋。星座通信距離遠，在衛(wèi)星波束覆蓋區(qū)域內(nèi)，通信距離高達 13000 公里；部署在低空軌道的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)星座可以輕松地實現(xiàn)“陸海空”全域的無縫覆蓋。
如下圖所示，衛(wèi)星的波束覆蓋范圍遠遠大于地面蜂窩基站，低軌衛(wèi)星覆蓋寬，在滿足低容量密度區(qū)域的通信需求時具有優(yōu)勢，地面蜂窩基站則可以用于覆蓋城市地區(qū)等容量密度需求大的區(qū)域。
圖 12：地面基站與低軌衛(wèi)星覆蓋對比示意圖
2）低延時：
對商業(yè)用戶而言，存在全球范圍長距離傳輸?shù)臅r延問題，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)極大減少傳輸時延,對于金融交易等對低時延有強烈需求的場景尤為重要：在金融電子交易中，交易處理時間（包括電腦系統(tǒng)處理及網(wǎng)絡傳輸時間）比競爭對手慢 5 毫秒，將損失 1% 的利潤）。
以 Starlink 這個部署在 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)站都算是訪問偏遠地區(qū)，Starlink 比起地面網(wǎng)絡延遲更短，更占優(yōu)勢。
如下圖所示，在銀河航天首發(fā)星測試中，對通信時延進行了統(tǒng)計，典型值在 20 ms–40 ms，可與地面光纖相比擬。在長距傳輸?shù)那樾蜗拢蛙壭l(wèi)星傳輸跳數(shù)相比地面光纖網(wǎng)絡更少，時延優(yōu)勢將更為明顯。
3）低成本：
與地面 5G 基站和海底光纖光纜等通信基礎設施相比，具有顯著成本優(yōu)勢。現(xiàn)代小衛(wèi)星研發(fā)制造成本低。同時軟件定義技術又可以進一步延長在軌衛(wèi)星使用壽命。
在航天飛機時代，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）。可重復使用的設計和低廉的制造成本，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。
如下圖所示，在晴好天氣條件下進行的基于衛(wèi)星鏈路的 5G 基站回傳測試中，回傳鏈路數(shù)據(jù)吞吐量達到了 500 Mb/s 以上。
這一測試結果表明，低軌通信衛(wèi)星在信關站和衛(wèi)星覆蓋范圍內(nèi)實現(xiàn)的大帶寬傳輸，可為 LTE 或者 5G 蜂窩網(wǎng)絡提供衛(wèi)星鏈路回傳，為現(xiàn)有的電信運營商提供了一個非常重要的選擇。
5）推動物聯(lián)網(wǎng)(車聯(lián)網(wǎng))快速發(fā)展，真正實現(xiàn)萬物互聯(lián)
隨著 4G、5G 技術的進步和應用，大大推動了物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，城市物聯(lián)網(wǎng)往往借助傳統(tǒng)的地面移動通信系統(tǒng)建立，但是，若在偏遠地區(qū)實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)，衛(wèi)星移動通信系統(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設施的發(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)絡覆蓋。
衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)的應用場景非常豐富，如野生動物保護，對于瀕危動物、珍稀鳥禽的定位監(jiān)控、生理狀況采集是非常有效的保護手段，能夠防止偷獵，并且及時發(fā)現(xiàn)和救助遇險動物；
自然災害防治，森林防火、地質(zhì)災害、水災旱災預警，通過部署攜帶衛(wèi)星終端的數(shù)據(jù)采集設備，可在無人值守的情況下自主預警；
另外，環(huán)境監(jiān)測、畜牧養(yǎng)殖漁業(yè)、無人機遠程控制等可以很好地應用到衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)。
2.3. 對標客戶：為偏遠地區(qū)、航海航空及低時延交易需求者提供全覆蓋及高速服務
1）地面網(wǎng)絡未通或欠發(fā)達地區(qū)的人口是最大潛在市場
We Are Social估計，在2020年3月以前的12個月里，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 萬架民航客機在運行（未來 20 年數(shù)量還要加倍），保守估計美國有 20 萬架私人飛機。在這些飛機上安裝相應的天線，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)航海通信主要針對型郵輪與大型貨輪。目前世界上有 300~400 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，但量級也是以萬計算的。在這些船舶上安裝相應天線，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)絡服務，其開銷將會比鋪設、維護海底光纜的費用低得多對于地面公眾移動/固定寬帶網(wǎng)絡難以覆蓋的偏遠地區(qū)，可以為其提供基于衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的通信服務。
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、USDCHF 貨幣對、DAX 差價合約等），但是價格不是同步變動的。比如紐交所與港交所、倫交所物理距離極遠，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性提供商都必然購買它的服務，主要的金融機構和投行也不能例外，甚至一些比較富裕的個人交易者也會考慮購買。
2.4. 衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈：地面設備+衛(wèi)星運營服務占比過九成
衛(wèi)星運營服務和地面設備制造業(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、地面基站及終端設備、衛(wèi)星運營服務等環(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)星任務的儀器、設備或分系統(tǒng)等。
衛(wèi)星發(fā)射服務主要包括發(fā)射場服務和火箭研制兩部分。
地面基站及終端設備主要包括地球站設備制造、網(wǎng)絡設備制造、終端設備制造。衛(wèi)星運營服務主要包括衛(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、衛(wèi)星移動通信業(yè)務、對地觀測業(yè)務等。
占比 90%以上的地面設備及衛(wèi)星運營服務產(chǎn)業(yè)鏈拆分：
地面設備：
主要包括固定地面站、移動式地面站（靜中通、動中通等）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)星運控中心等；
移動站主要由集成式天線、調(diào)制解調(diào)器和其它設備構成；
用戶終端包含設備上游關鍵零部件及下游終端設備。衛(wèi)星運營及服務：主要包含衛(wèi)星移動通信服務、寬帶廣播服務以及衛(wèi)星固定服務等。
占比 7%的衛(wèi)星制造，百億美元產(chǎn)值新藍海。
衛(wèi)星主要由衛(wèi)星平臺、衛(wèi)星載荷組成，其中衛(wèi)星平臺方為總裝單位，即甲方的一級供應商。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 等核心芯片技術演進
商業(yè)衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)要發(fā)展，終端接收設備必須先行，尤其是地面接收終端設備有望受益。當前，國內(nèi)從事衛(wèi)星終端通信設備業(yè)務的公司主要有海衛(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、導航，都需要關鍵的芯片技術參與。
與傳統(tǒng)衛(wèi)星不同，商用衛(wèi)星更強調(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行的經(jīng)濟性。
所以商用衛(wèi)星在選擇芯片時，更希望是體積更小、質(zhì)量更好、成本又較優(yōu)的芯片。高性能信號鏈產(chǎn)品廣泛用于全球航空航天市場，對于商用衛(wèi)星也發(fā)揮著至關重要的作用。
此外高頻收發(fā)器平臺技術在衛(wèi)星通信頻段中可以實現(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數(shù)量級，為解決下一代衛(wèi)星通信的難題提供解決方案和實例。
基于 FPGA 的小衛(wèi)星通信系統(tǒng)在軌可重構技術，實現(xiàn)了小衛(wèi)星在軌功能重構與更新。
小衛(wèi)星體積功耗較小，且需要在復雜多變、環(huán)境惡劣的空間環(huán)境中連續(xù)穩(wěn)定地工作數(shù)年， 為了適應復雜的太空環(huán)境，完成空間探測、通信等任務，小衛(wèi)星電子設備的 FPGA 平臺就要能夠按照需求更新、修改其網(wǎng)表邏輯與軟件內(nèi)容。
重構技術為小衛(wèi)星精簡電子系統(tǒng)以及在軌功能維護更新提供了新的技術思路。小衛(wèi)星重構平臺數(shù)字基帶模塊主要由 FPGA 和 DSP 組成，F(xiàn)PGA 為信號處理主體，實現(xiàn)編碼譯碼、調(diào)制解調(diào)等處理。可重構功能控制模塊通過管理控制 FPGA 完成，重構目標為信號處理 FPGA、DSP 以及射頻前端部分。
該設計已經(jīng)在某小衛(wèi)星平臺上得到應用，主要功能已經(jīng)得到試驗驗證，通過程序的在線注 入與加載可實現(xiàn)衛(wèi)星平臺多速率、多體制、多頻段等多種通信模式不同功能的切換。
它在提高衛(wèi)星通信系統(tǒng)的可靠性與靈活性的同時降低成本，正逐步成為小衛(wèi)星通信技術的 一個重要發(fā)展方向。
3、市場展望：海外市場受“數(shù)字鴻溝“驅(qū)動，我國受物聯(lián)網(wǎng)需求+有限軌道資源驅(qū)動
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
預計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%。
預計2025年前，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)值可達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者等。
美國發(fā)射衛(wèi)星顆數(shù)未來占比超九成，中國厚積薄發(fā)。
細分國家來看，預計到 2029 年全球?qū)⒃诘厍蚪剀壍啦渴鹂傆嫾s 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，預計到 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)動力，加速帶動市場需求
3.2.1. 移動寬帶普及率未過半，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)是彌合“數(shù)字鴻溝“的最佳手段
數(shù)字鴻溝指在信息時代工具擁有者和未曾擁有者之間存在的鴻溝。數(shù)字鴻溝（Digital Divide）的概念，最早由美國學者托夫勒在 1990 年出版的《權力的轉移》書中提出。美國國家電信和信息管理局（NTIA）于 1999 年發(fā)布《在網(wǎng)絡中落伍：定義數(shù)字鴻溝》報告中明確。
數(shù)字鴻溝所體現(xiàn)的差距現(xiàn)象，不僅存在于信息技術的開發(fā)領域，也廣泛存在于信息技術的應用領域，并且不著痕跡地滲透在人們的經(jīng)濟、政治、教育和社會生活的方方面面。
由于對信息和網(wǎng)絡技術的擁有程度、應用程度以及創(chuàng)新能力的差別，處于鴻溝不幸的一邊成為“信息窮人”，就意味著很少有機會參與到以信息化為基礎的新經(jīng)濟當中，也很少有條件體驗到在線的教育、培訓、購物、娛樂和交往，其與“信息富人”之間的信息落差，將導致貧富兩極分化趨勢的不斷加大。
全球平均移動寬帶人口普及率 48%，我國占比已達到 98%，除去中國后全球平均移動寬帶 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，是解決電信普遍服務問題的兩種主要通達手段。
下圖可見兩種通達手段的“成本距離”規(guī)律存在明顯差異。從統(tǒng)計學分布特點看，地面網(wǎng)絡建設成本與人口分布高度正相關，并且隨著通信距離增加而呈現(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)絡建設總成本目標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)絡建設成本不會隨著地理距離的增長而增加，這種成本距離特點就決定了，在邊遠地區(qū)和光纖難以通達區(qū)域，以衛(wèi)星通信方式為主建設網(wǎng)絡，是實現(xiàn)有限資源擇優(yōu)分配、網(wǎng)絡整體經(jīng)濟性最佳的解決辦法。
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劃使用衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)服務。Reviews.org 最近進行的一項調(diào)查顯示，超過一半的美國人準備轉向美國太空探索技術公司 SpaceX 的星鏈衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)服務。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)的連接速度更快，他們會永久使用它，即使它的價格高于目前的互聯(lián)網(wǎng)服務提供商。
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，預計 2020 年我國衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)市場規(guī)模將超過 800 億元。當前，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，將帶動通信小衛(wèi)星研制、火箭發(fā)射、衛(wèi)星通信系統(tǒng)終端設備與軟件應用市場發(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)略實施以來，我國的寬帶普及程度快速提升。截至 2019 年 6 月，我國固定寬帶用戶達 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%，遠高于 OECD 國家 26%的平均水平。
移動寬帶人口普及率達到 98%，遠高于全球平均水平的 48%，其中 4G 用戶滲透率 77.6%，遠高于 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)絡的發(fā)展，地面物聯(lián)網(wǎng)迎來了廣闊的應用前景，但成本制約其進一步發(fā)展。2025 年全球物聯(lián)網(wǎng)連接數(shù)量將達到甚至超過 270 億。但受限于覆蓋能力及建設成本，以互聯(lián)網(wǎng)、傳統(tǒng)電信網(wǎng)、蜂窩網(wǎng)絡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。
相對于地面物聯(lián)網(wǎng)，衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)在覆蓋范圍、通信容量以及網(wǎng)絡建設等方面有明顯的優(yōu)勢，尤其是低軌衛(wèi)星星座系統(tǒng)。由低軌衛(wèi)星構成的星座系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對全球的無縫覆蓋。新興的低軌星座容量提升顯著，如星鏈星座（4 425 顆衛(wèi)星）吞吐量可達到 23.7 Tbit/s。
此外，低軌衛(wèi)星空間組網(wǎng)不受地面地形與規(guī)劃的限制，且在自然災害導致地面網(wǎng)絡被損壞的情況下仍可正常工作。擁有上述優(yōu)勢的同時，低軌衛(wèi)星與終端之間的相對高速運動導致終端在網(wǎng)絡中的接入位置不斷變化，嚴重影響服務的連續(xù)性和可靠性。為了保障網(wǎng)絡服務質(zhì)量，移動性管理是面向 6G 衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)的關鍵。
圖 29：衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)應用場景 圖 30：衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)結構
地面應用端我們認為低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)完成后將有力驅(qū)動以智能汽車產(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)量達到92176萬輛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)勢預計至2024年全球汽車產(chǎn)量將達到11470萬。
以此產(chǎn)量為基數(shù)在全球汽車產(chǎn)量保持不變的情況下若汽車產(chǎn)業(yè)實現(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)地面應用端將會帶來 573.35 億美元增量市場空間。
產(chǎn)品 單價按照 starlink 終端單價 499 美元臺進行計算。國內(nèi)的天通一號、北斗系統(tǒng)均可提供衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)服務。鴻雁、虹云等低軌星座計劃相繼發(fā)布，首個“天基物聯(lián)網(wǎng)”被命名為“行云工程”，計劃由 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，在野生動物保護、野外應急救援、車輛船舶監(jiān)測、物流追溯等領域開展星座物聯(lián)網(wǎng)驗證。2019 年，北京國電高科科技有限公司研制的天啟·滄州號衛(wèi)星成功入軌，實現(xiàn)了天啟物聯(lián)網(wǎng)星座初步組網(wǎng)運行。
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閉部分或整個網(wǎng)絡的顛覆性風險當前。
隨著美國“星鏈”計劃啟動，全球低軌星座發(fā)展已全面進入競爭提速期，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：美國軍方多項目并行推進“星鏈”計劃星座開發(fā)應用、英國政府收購衛(wèi)星運營商 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(Roscosmos)統(tǒng)籌加快衛(wèi)星星座建設。
以上舉動充分說明，各國已經(jīng)充分認識到軌道頻率資源的重要戰(zhàn)略地位，并加大力度爭相搶占。我國目前僅有 3 顆在軌運行的低軌寬帶通信衛(wèi)星，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)建設已經(jīng)較為滯后.
圖 33：我國衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)狀
3.3.3. 政治的不確定性使實現(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構與公司列入出口管制“實體名單”，限制零部件的購買。
當前國際形勢日益復雜，可能為通信衛(wèi)星的發(fā)展帶來風險，因此，我國高通量衛(wèi)星要堅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)絡基礎設施，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，我國在電子元器件、應用系統(tǒng)和運營服務等領域能力有待加強。衛(wèi)星類型上，我國 GEO 高通量衛(wèi)星經(jīng)驗相對豐富，但 LEO/MEO 衛(wèi)星星座需要進一步布局。
3.3.4. 中國投入比例小于10%，國內(nèi)市場化程度有極大提升空間
全球航天領域的投資近年來明顯升溫，預計中短期內(nèi)仍將持續(xù)增長。類型上，低軌衛(wèi)星的投資將占據(jù)主流。
地區(qū)上，美國占主導地位，中國資本比例小于10%，仍有上升空間。
3.3.5. 揚帆起航，我國“新基建”等政策大力推動星地融合通信時代
2020 年 4 月 20 日，國家發(fā)改委首次將衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)和 5G、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等一起列入信息基礎設施，明確了建設衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)在新一代信息技術演進上的重大戰(zhàn)略意義。
在 3GPP RAN主導的 5G NR（新空口）網(wǎng)絡標準中，非地面網(wǎng)絡（NTN）技術也將衛(wèi)星和高空平臺作為重要的研究方向，已經(jīng)有眾多參與方提交并形成了一系列重要的技術報告，并積極推進相關的技術規(guī)范制定工作。
4. 發(fā)展趨勢：融合5G、開發(fā)AI、低軌高通量衛(wèi)星技術及太赫茲等頻率資源助力6G
1） 衛(wèi)星通信和 5G 基站兩者在信號覆蓋上形成良好互補。
衛(wèi)星通信最大的優(yōu)點是能夠以較低的成本解決全球信號覆蓋的問題，能確保網(wǎng)絡信號在飛機上、海洋上乃至戈壁荒漠也能隨時隨地的暢通，可以說衛(wèi)星通信和 5G 基站兩者在信號覆蓋上互補，未來將協(xié)同發(fā)展。
2）太赫茲頻段適用于衛(wèi)星通信，將在未來 6G 通信和天地一體化信息網(wǎng)絡中發(fā)揮關鍵作 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)絡中發(fā)揮關鍵作用。
3）傳統(tǒng)到高通量衛(wèi)星轉變可實現(xiàn)吞吐量實現(xiàn)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)星的轉變，相當于把家庭上網(wǎng)從電話撥號升級到了百兆寬帶。
4） 低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)星座可實現(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。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)星由于傳輸時延小、鏈路損耗低、發(fā)射靈活、應用場景豐富、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，技術特點無法滿足全球互聯(lián)接入需求。
5）基于人工智能及云計算的衛(wèi)星管理系統(tǒng)：
降低了衛(wèi)星任務管理成本，解決衛(wèi)星數(shù)量呈指數(shù)級增長所帶來的數(shù)據(jù)量爆炸的問題。
4.1. 低軌衛(wèi)星與 5G 融合架構形成無縫銜接通信網(wǎng)絡
低軌衛(wèi)星與 5G 互補應用場景分析：低軌衛(wèi)星通信不可替代的優(yōu)勢在于全球無縫覆蓋，特別是接入點分散時的低成本優(yōu)勢，與 5G 互補，將覆蓋 5G 因技術或經(jīng)濟因素無法建設和運行的偏遠地區(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)星通信具有其獨特應用價值，但絕不是替代 5G。
（1）增強型移動寬帶（eMBB）應用場景“星鏈”等低軌衛(wèi)星的優(yōu)勢是服務于偏遠地區(qū)的住戶、空中的飛機乘客、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)是機載、船載、車載的客戶端設備（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。而對于城市普通用戶而言，5G 手機的小體積、大帶寬和低資費仍具有絕對優(yōu)勢。
（2）萬物互聯(lián)（mMTC）應用場景針對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）低時延高可靠（uRLLC）應用場景對于時延敏感業(yè)務，衛(wèi)星通信處于絕對的劣勢。5G 的空口時延是毫秒級；而低軌衛(wèi)星的空口時延達數(shù)十毫秒，車聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等應用場景的低時延和高可靠性要求是其無法滿足的。
陸地移動通信基站分布密度與人口密度的地理分布、經(jīng)濟發(fā)展狀況是正相關的，從 1G 到 4G 都是這樣。人口稠密、經(jīng)濟發(fā)達，則基站密度高；反之，人口稀疏、經(jīng)濟落后，則基站密度低。
另外，基站優(yōu)先建設在人口稠密和經(jīng)濟發(fā)達的城市和工業(yè)園區(qū)等，再擴展到人口相對稀疏、經(jīng)濟欠發(fā)達的郊區(qū)和農(nóng)村。
而 5G 目標是服務于千行百業(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)應用需求。
矛盾點就在于人的活動空間是相對集中的，而行業(yè)應用中需要通信與監(jiān)控的物體在地理與空間分布上是相對分散的。
某些行業(yè)應用需求是 5G 由于技術或 經(jīng)濟因素很難實現(xiàn)的，特別是空中飛機及無人機、海上油井和船舶、森林防火及野生動 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、邊境線的防控等應用場景。
即使在陸地的物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)應用，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 建站和運維成本不相匹配。
這就給低軌衛(wèi)星通信帶來了商機，全球覆蓋，且成本敏感性與行業(yè)應用的地理位置和通信接入點區(qū)域密度沒有直接相關性，特別是對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 基站還是有優(yōu)勢的，回傳（中繼）則可以是衛(wèi)星通信，如一個海洋孤島、沙漠中的頁巖油開發(fā)區(qū)等。
LEO 與 5G 網(wǎng)絡的融合旨在形成一張無縫銜接的通信網(wǎng)絡，覆蓋地球上除極地以外的絕大部分區(qū)域，實現(xiàn)空、天、地一體化通信，其融合網(wǎng)絡架構如上圖，系統(tǒng)包括：
a）終端（UE）：以手機、pad為代表的傳統(tǒng)用戶終端（UE）和車載衛(wèi)星、機載衛(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（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）信關站（Gateway）：負責地面網(wǎng)絡與衛(wèi)星網(wǎng)絡通信的關口。
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)絡與地面 5G 網(wǎng)絡融合包括以下方面，從最低程度覆蓋融合向最高程度系統(tǒng)融合遞 進。
a）覆蓋融合：LEO 網(wǎng)絡作為地面移動網(wǎng)絡的補充，用于覆蓋地面移動網(wǎng)難以覆蓋的高山、荒漠、海洋等區(qū)域，仍是相互獨立的網(wǎng)絡。
b）業(yè)務融合：獨立組網(wǎng)為用戶提供相似的服務內(nèi)容及服務質(zhì)量，能達到相當水平的服務標準。
c）用戶融合：用戶使用同一 ID 可接入 2 種網(wǎng)絡，依據(jù)網(wǎng)絡場景及網(wǎng)絡質(zhì)量選擇通信網(wǎng)絡，可自動完成網(wǎng)絡切換。
d）體制融合：二者之具有相同的網(wǎng)絡架構、傳輸和交換協(xié)議，終端、地面基站、信關站、衛(wèi)星可使用相同的技術機制。
e）系統(tǒng)融合：LEO 通信網(wǎng)與 5G 網(wǎng)絡完全融合，形成一張網(wǎng)絡，實現(xiàn)空天地一體化無縫銜接，采用相同的資源調(diào)度、計費、漫游方式。
現(xiàn)階段 5G 網(wǎng)絡與 LEO 網(wǎng)絡的融合大多是網(wǎng)絡架構層面的融合，實現(xiàn)二者之間的網(wǎng)絡互 通、架構互聯(lián)，可完成多種不同類型的終端之間數(shù)據(jù)互通，通過云平臺的調(diào)度完成融合終端的無差別服務提供。
在下一階段的研究方向中，將重點實現(xiàn) 5G 網(wǎng)絡與 LEO 網(wǎng)絡之間在物理層解決方案、接口架構、核心網(wǎng)結構、鑒權管理解決方案、基于 3GPP 標準的協(xié)議和資源控制、通用地面無線接入體系結構和接口協(xié)議規(guī)范以及服務和系統(tǒng)方面的融合。
4.2. 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 頻段正在被廣泛應用。與此同時，衛(wèi)星通信的 C、Ka 頻段也要面對 5G 網(wǎng)絡的激烈爭奪。
2018 年底，由 Intelsat、SES、Eutelsat、Telesat 全球四大衛(wèi)星通信運營商組成的 C 頻段聯(lián)盟同意讓出 200MHz 供5G網(wǎng)絡使用，這要求衛(wèi)星通信行業(yè)必須大力開發(fā) EHF（Q/V/W）、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)絡中發(fā)揮關鍵作用。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)絡中發(fā)揮關鍵作用。
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、抗干擾能力強等技術優(yōu)勢，其理論傳輸速度可達 1Tbps，是 5G 的 50 倍，4G 的 1000 倍。
2018 年 5 月，Tektronix/IEMN（一個法國研究試驗室）在 252-325GHz 頻段實現(xiàn)了 100Gbps 無線傳輸（最近 IEEE 802.15.3d 標準）。
日本總務省規(guī)劃將在 2020 年東京奧運會上采用太赫茲通信系統(tǒng)實現(xiàn) 100Gbit/s 高速無線局域網(wǎng)服務。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. 推動高通量系統(tǒng)技術發(fā)展實現(xiàn)吞吐量提升
傳統(tǒng)到高通量衛(wèi)星轉變可實現(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)星的轉變，相當于把家庭上網(wǎng)從電話撥號升級到了百兆寬帶。高通量衛(wèi)星呈現(xiàn)軌道多樣化、高頻拓展的發(fā)展特點，供應量預計將大幅增加，預計 2018-2024 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、時延低、頻率復用率高、能夠覆蓋全球等特點。
從全球高通量衛(wèi)星容量供應來看，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)星容量供應量增量的主要推動因素。
高通量衛(wèi)星容量供應量在2018年達到1.8Tbit/s，預計到2021年可用容量達到3.8Tbit/s。多個低軌寬帶星座全面投入運營的時間均設在2022年前后，因此預計2022年的可用供應量將大幅增加，達到10.8Tbit/s。
圖 38：通信衛(wèi)星行業(yè)發(fā)展趨勢（億美元）
在高通量衛(wèi)星時代，衛(wèi)星使用場景不再局限于手持一臺笨重設備，到處搜索衛(wèi)星信號，只為了打一通電話，而很可能是你用自己的手機連上了 Wi-Fi，享受著與日常無異的上網(wǎng)體驗，而遠程的信號傳輸則是由衛(wèi)星來完成。
高通量衛(wèi)星有 3 大特征：1）技術升級；2）頻段拓展；3）軌道開發(fā)。
1）技術升級：
高通量衛(wèi)星是相對于使用相同頻率資源的傳統(tǒng)通信衛(wèi)星而言的，主要技術特征包括多點波束、頻率復用、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，又例如銀河航天的使用 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、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， 遵循“先申報先使用”的原則。但赤道同步軌道僅此一條，資源相當緊張。
據(jù)學者測算， 地球同步軌道可容納衛(wèi)星 1800 顆。根據(jù)國際電聯(lián)（ITU）統(tǒng)計，目前在軌運行的同步軌 道衛(wèi)星共計 522 顆，另有登記在冊未發(fā)射的衛(wèi)星超過 800 顆，考慮很多軌位處在太平洋、 大西洋等廣域海洋上空，可利用性較小，而人口密集的亞洲、歐美地區(qū)可用軌位十分有 限。
4.4. 低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)星座是實現(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：
五大特點：
1)高穩(wěn)定性：
系統(tǒng)抗災害能力強，局部的自然災害和突發(fā)事件幾乎不影響系統(tǒng)正常工作。
2)低時延：
衛(wèi)星處在近地軌道運行，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，可提供更加實時的 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，無線通信信號的衰減明顯減弱，與使用相同頻率的高軌衛(wèi) 星相比，設備和衛(wèi)星所需要的發(fā)射功率、接收靈敏度都低，功耗下降明顯，可應用嵌入 式技術打開廣闊應用場景。
4)不依賴地面基礎設施：
星座衛(wèi)星數(shù)量龐大，可實現(xiàn)天基中繼傳輸，從而擺脫對地面基礎設施的依賴。
5)可實現(xiàn)全球覆蓋：
通信不受地域限制，并能夠?qū)⑽锫?lián)網(wǎng)擴展到遠海和天空。
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)星由于傳輸時延小、 鏈路損耗低、發(fā)射靈活、應用場景豐富、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，技術特點無法滿足全球互聯(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，相當于移動通信的 2/3G 網(wǎng)絡，僅提供基本 語音和低容量的數(shù)據(jù)業(yè)務。
中高軌衛(wèi)星設計要求穿透性強、信號覆蓋面積大，一般采用的低頻段波段。其組建一個完整覆蓋地球的衛(wèi)星數(shù)量少（如中國天通一號高通量衛(wèi)星單一一顆可覆蓋全國）。
但存在兩大問題：
（1）地面終端要求嚴格無法脫離成熟通信基礎設施向所有無基礎設施區(qū)域用戶提供性價比高的數(shù)據(jù)業(yè)務。
（2）帶寬有限，導致可容納用戶數(shù)量有限，無法滿足全球海量用戶的互聯(lián)容量需求。因此傳統(tǒng)中高軌道衛(wèi)星通信主要用于特定用戶的信息互聯(lián)或電視轉播。
4.5. 基于 AI 技術的衛(wèi)星系統(tǒng)自主任務控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”為未來重要技術發(fā)展趨勢。
隨著低軌通信星座的大規(guī)模部署，星座運控成為運營商面臨的現(xiàn)實問題。通過軟件技術實現(xiàn)衛(wèi)星的自主任務控制和切換，打造太空云平臺，可極大降低未來大規(guī)模星座地面運控的復雜度。
同時，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，碰撞風險不斷增加， 自主運行衛(wèi)星可實現(xiàn)在軌自動避讓等操作。
目前來看，無論是洛馬公司基于軟件定義無 線電技術的“智能衛(wèi)星”（Smartsat）、“黑杰克”項目的“賭臺官”（PitBoss），還是美國 空軍擬打造的“變色龍”（Chameleon）星座計劃，都屬于這一范疇。
特別是“黑杰克”項目所體現(xiàn)出的“一星多用、多星協(xié)同、天基組網(wǎng)、智能自主”等技術優(yōu)勢，已逐步被美軍所認可。在全球衛(wèi)星發(fā)射數(shù)量高速增長、低軌通信星座計劃層出不窮的背景下，這一技術顯得尤為重要。
2020年，以特超巨星公司（Hypergiant）為代表的航天創(chuàng)企著力于基于人工智能的衛(wèi)星系統(tǒng)自主任務控制和切換，可大幅提升大規(guī)模衛(wèi)星群管理能力。
基于人工智能及云計算的衛(wèi)星管理系統(tǒng)：降低了衛(wèi)星任務管理成本，解決衛(wèi)星數(shù)量呈指 數(shù)級增長所帶來的數(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”（HIVE）的衛(wèi)星任務管理系統(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）技術和云計算技術降低衛(wèi)星任務管理成本，可同時支持人為遠程和自主航天器任務操控模式，減少操控人員的培訓時間，提高衛(wèi)星運營商的運管效率。
目前，美國空軍太空與導彈系統(tǒng)中心（SMC）已經(jīng)與特超巨星公司簽署協(xié)議，將在未來的任務中使用該平臺。
HIVE 系統(tǒng)具備兩大技術特點：
一是基于人工 智能技術：
系統(tǒng)可自動提取航天器任務操控所需的各類信息，并能通過與外部數(shù)據(jù)源進 行關聯(lián)分析，對未來任務需求、任務類型進行預測，還能對衛(wèi)星運行的健康狀況進行監(jiān) 控和診斷，從而自動控制衛(wèi)星開展相應在軌任務操作。
相比傳統(tǒng)人工模式，有效節(jié)省了 數(shù)據(jù)提取和分析的時間，降低了衛(wèi)星任務管理成本。在此基礎上，運營商可大幅改進其管理能力，實現(xiàn)從原來同時運管 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)級增長所帶來的數(shù)據(jù)量爆炸的問題。
二是基于云計算技術和下一代人機交互界面技術：
具備各類移動平臺的可移植性，支持在筆記本電腦、平板電腦等各類移動終端遠程上，對所運管的衛(wèi)星進行操控，這為緊急情況下，衛(wèi)星操控人員無法現(xiàn)場執(zhí)行任務提供了極大的靈活性。
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