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因支付行业外部环境大变动,
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以高轨高通量星为例,在经历漫长的发展后,容量得到了大幅提升(Viasat3已经实现了1Tbps容量),成本也在持续下降(目前已经达到了3.5美元/Gbps)。带动相关公司纷纷入局部署,目前国内以上海垣信为代表的低轨卫星公司正在积极布局,包括全自动化的生产流水线、激光通信/白盒化等新技术研究、波束赋形相关芯片的设计等,以便提供更加智能、丰富的卫星商业服务,汇集地理、海事、环境、水文、车联网、航空等种类丰富的海量数据。
图1 卫星通信成本变化图
来源:英国萨里大学孙智立教授《Future visions for Satellite systems in 5G/6G and beyond》
卫星互联网发展面临性能评估、成本、管理等问题。与此同时,全球低轨卫星不断发射,在轨星座规模持续扩大,带来了性能评估、成本、管理的相关问题。性能方面,西安电子科技大学李建东教授提出,单位面积内覆盖的卫星数量、业务密度、容量等指标是需要关注的重点。成本方面,目前低轨卫星用户的服务费约是5G的6倍,未来可以通过星间链路的选型、中低轨结合等方式降低成本。此外关于管理方面,与会专家均认可通过引入人工智能的方式,应对频率干扰、空间碰撞、空间路由等一系列挑战。
图2 在非对称2D-Torus拓扑中删除冗余星间链路(ISL)可以降低成本
来源:西安电子科技大学李建东教授《Evaluation and Design of Mega Satellite Constellations》
手机直连是空天地一体融合的重要标志,是拓展信息消费新空间的有力手段,2024年将进入竞争期,未来将进一步带动6G星地融合。2022年产业及学术界关注卫星与地面关口站的联合,并宣布开始进行手机直连卫星的研究。2023年则展开了各类技术验证,同年我国天通一号手机直连卫星服务在全球率先商用落地。2024年,星链开始提供手机直连的短信服务、AST开始提供间歇性连接服务;中国移动开始发星验证NTN的相关标准。据TrendForce预测,2026年全球NTN市场预计可达88亿美元。可见未来NTN类业务(如手机直连等)将带动6G向星地融合方向持续发展,未来为了实现更灵活的网络覆盖以及性能,还需要持续关注网络架构演变、空口传输、频率共享以及资源管理等方面。
图3 全球NTN市场预估
来源:中国信科康绍莉《Technology Trend of Integrated Terrestrial-Satellite Mobile communication》
天空平流层通信在技术优化下,或为6G提供更为丰富的空中通信解决方案
日本NTT DOCOMO公司介绍了低成本、低时延、管理简单的平流层通信(HAPS)。在成本方面,以日本为例,相较低轨卫星需要大规模的星座组网才能够实现全域覆盖,采用HIBS的方式覆盖仅需50个高空平台即可实现全域接入。在时延方面,高空平台距离地面20Km的高度,是低轨卫星高度的近1/25,拥有更低的延时和更高的服务体验。在网络架构方面,HAPS相对地面静止,且覆盖半径大(约50Km),对于移动性管理的要求不高。
平流层通信的概念虽然已有近20年的历史,一直以来HAPS的发展存在三大挑战:一是如何实现远距离的空口的设计;二是如何跟地面网络做好频率高效共享;三是如何做好互联互通。随着非对称的 DFT、虚拟孔径技术等技术的引入,将HAPS的覆盖范围由 5 km提升至50km、目标的分辨率由 500m提升到300m。 目前HAPS已经来到了商用的前夜,日本Space Compass 公司以及法国空客公司均有计划在 2025 年前后开展提供 HIBS商用服务。
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