通信世界网消息（CWW）随着卫星通信技术的发展以及卫星制造、发射成本的降低，卫星互联网行业发展迎来了新的高峰期。卫星通信与地面网络的深入融合，加之应用场景、市场前景、技术突破等方面的快速发展，实现空、天、地、海等场景的互联互通指日可待。当然，卫星互联网行业目前在技术状况、标准研制等方面仍面临挑战，同时检测技术、标准文件也亟待完善，需要进一步规范行业产品一致性，在通信安全、互联互通等方面为卫星互联网设备提供技术保障，为行业绿色发展奠定基础。
成为世界各国关注的焦点
伴随着通信行业对高数据率传输业务和宽带多媒体应用需求的空前增长，互联网逐渐从地面网络扩展到空间网络，同时多波束天线、星上处理、频谱复用等宽带卫星通信技术快速更迭与发展，可为用户提供更大范围和更高质量的互联网服务。战略地位的不断提升、潜在市场经济价值的日益凸显、空间频率轨道资源的日渐稀缺，推动卫星互联网成为了世界各国关注的焦点。发达国家纷纷将卫星互联网视为重要发展战略，新兴卫星企业也加紧开展全球布局，构建卫星互联网，抢占发展先机。
欧美国家卫星互联网技术发展较为领先。随着各国相继发布卫星通信网络建设部署计划，波音、空客、亚马逊、Google、OneWeb、SpaceX等高科技企业纷纷投资卫星通信领域，提出了OneWeb、Starlink等10余个卫星通信系统方案，并迅速展开了研制和卫星发射工作，积极抢占卫星互联网接入新资源，由此引发全球性卫星互联网发展热潮。与此同时，随着俄乌冲突的演进，以美国为代表的西方国家加速推进商业卫星星座资源在军事领域的融合应用，促使全球卫星通信进入了一个新时代，对未来军事领域产生了巨大影响。
我国自2020年4月将卫星互联网首次纳入“新基建”范畴后，工信部在《“十四五”信息通信行业发展规划》中也提出要加快布局卫星通信：加强卫星通信顶层设计和统筹布局，推动高轨卫星与中低轨卫星协调发展；推进卫星通信系统与地面信息通信系统深度融合，初步形成覆盖全球、天地一体的信息网络，为陆、海、空、天各类用户提供全球信息网络服务；积极参与卫星通信国际标准制定，鼓励卫星通信应用创新，促进北斗卫星导航系统在信息通信领域规模化应用，在航空、航海、公共安全和应急、交通、能源等领域推广应用。
行业现状分析
国外行业现状
欧美国家卫星互联网技术较为领先，卫星互联网行业发展迅速，比较有代表性的是SpaceX的Startlink计划、亚马逊的Kuiper计划、OneWeb的OneWeb系统等。
Startlink星座的卫星有效载荷利用先进的相控阵波束成形、数字处理技术，以便高效利用频谱资源。采用激光星间链路以实现无缝网络管理并保障服务连续性，同时最大限度地减少整个系统的频谱覆盖空间，促进与其他天基和地面系统的频谱共享。地面关口站同样采用相控阵技术产生高增益跟踪波束，同时与星座内的多颗星进行通信。用户终端采用相控阵技术，终端天线为直径约0.48m的相控阵天线，形成可跟踪、高定向、可控的波束以指向卫星，实现在卫星之间的快速切换，可安装在汽车、轮船或飞机等移动载体上。卫星可直接与用户终端或关口站进行通信。
Kuiper星座使用星载多波束相控阵Ka频段天线或高增益抛物面Ka频段天线，采用激光星间链路组网，可通过对相位和幅度的调整，实现对波束形状的改变、波束扫描及波束功率分配，配合星上软件定义功能，可基于既定区域的业务需求，按需灵活分配频率和容量，实现上下行所有业务功能。地面关口站分布在整个服务区域，以使卫星接入两个不同的关口站，提升系统吞吐量，降低共线干扰。Kuiper用户终端允许家庭、企业和移动（交通）等用户通过电调转向的相控阵天线，或机械转向抛物面天线，实现与卫星的接入。用户终端调制解调器具备点波束内高业务速率、链路优化、用户终端波束指向，以及确保用户通信安全等特点。
OneWeb系统的空间段即为星座系统，采用开放式架构，可通过增加新卫星提升星座整体容量。星上载荷包括遥感天线、Ku波段天线、Ka波段天线等，采用发射后电推式入轨，可在轨运行5年左右。OneWeb系统为保证对全球的无缝覆盖，需在地面段设置足够多的信关站。据统计，目前OneWeb系统在全球范围内已设置40多个信关站，每个信关站配置天线口径约为2.4m或更大。OneWeb系统推出的终端产品具备机载、车载、固定安装等多种安装模式，将卫星调制解调器、地面LTE/3G、Wi-Fi热点集成为一体，采用热点覆盖形式为一定区域内的用户提供互联网接入服务。OneWeb用户终端采用小型、低廉的Ku频段天线（一般口径在30～75cm之间），可以是机械式双抛物面天线或低成本的相控阵天线。OneWeb系统主要采用“天星地网”的工作模式，无星上处理及星间链路，地面段由信关站与用户站组成，信关站采用光缆连接，为典型的弯管结构，用户需依靠信关站接入地面核心网或建立通信联系。
国内行业现状
在国内，卫星互联网已作为通信网络基础设施列入国家“新基建”及工信部《“十四五”信息通信行业发展规划》，主要以中国电信的天通卫星系统、中国卫通的中星6D、北斗导航的北斗导航系统等为代表。
天通卫星通信系统是我国自主建设的首个卫星移动通信系统，定点于东经101.4°，服务范围覆盖我国全境及周边，系统可接入地面固话网、移动通信网及移动互联网，可提供大跨度、远距离漫游的语音、短信、传真、图像和数据通信等。地面信关站设立在西安和广州，搭载中国电信云平台，对卫星进行运控代理、信令采集、运行监测等，实时进行信令采集与故障分析、无线资源调度、运行管理，各运营分系统可通过地面网络进行数据周期性同步。用户终端包括手持终端、便携终端、载体终端等产品类型。手持终端分为单模、多/双模，为用户提供语音、数据、短信业务定位功能；便携终端可提供语音、数据、传真、短消息、视频回传和定位功能，可采用蓝牙或Wi-Fi共享通信业务；载体终端包括车载、船载、机载等，可提供语音、数据、传真、短消息、视频回传和定位功能，支持蓝牙或Wi-Fi共享通信业务。
中国卫通于2022年4月中旬发射中星6D卫星，该卫星属于高通量卫星，提供25个C频段和25个Ku频段转发器商业服务，定点于东经125°。卫星采用在轨可转动固面天线，能够满足中国全境及亚太地区广电专用传输和通信业务需求。与6A卫星相比，6D卫星的C频段转发器覆盖性能显著增强，进一步扩大用户收视范围、提高收视质量。同时，卫星配置的Ku频段转发器，能够充分满足不断增长的消费级带宽、企业专网、基站回传以及远洋通信等新兴应用的业务需求，更好地为广大用户提供多元多样的服务。地面段由3个卫星测控中心和4个测控站共部署40余面测控天线，通过自主研发的多星统一测控平台，完成指令上行、遥感接收、测定轨、遥感分析等日常在轨操作任务，以及突发或阶段性应急任务，具有安全可靠、资源调配灵活、任务自动化执行等特点。中国卫通为用户提供船载通信、机载通信、应急通信等通信服务，同时推出船载、机载、便携等卫星通信终端，采用抛物面天线、多尺寸设计，辅以Wi-Fi等接入手段，实现手机、电脑、电视等设备的宽带接入。
2020年7月31日，北斗卫星导航系统（BDS）正式开通，提供全球服务。BDS由30颗中高轨卫星组成，包括24颗中轨道卫星（MEO）、3颗静止地球轨道卫星（GEO）及3颗倾斜地球同步轨道卫星（IGSO），卫星均装载星间链路系统。基于星间链路技术实现卫星间数据传输，避免了大量的境外测控站、海上测量船建设的需求，基于BDS可实现全球范围内准实时数据传输服务。BDS星间链路系统采用Ka频段、时分双工(TDD)机制，可通过星间链路系统与临近空间飞行器以及高、中、低轨卫星进行双向通信，以卫星多跳通信方式将数据回传至境内或将指令及时下达至目标。2022年9月华为发布的Mate 50系列，成为全球首款支持北斗卫星消息的手机终端产品。Mate 50支持发送，不支持接收，需在空旷无遮敝处使用。Mate 50支持发送短信息的意义远大于其实际使用价值，标志着卫星通信低成本模式的出现，卫星通信开始走进大众生活，正式开启了手机直连卫星的时代。
技术发展现状
标准研究现状
为了更好地实现卫星通信与地面网络的优势互补和无缝兼容，满足用户的更高要求，3GPP从R14开始展开卫星通信的研究工作，提出了天地融合的应用场景。3GPP针对非地面网络的标准研究目前主要在TR38.811和TR38.821两个项目中开展。TR38.811研究重点是非地面网络信道模型以及对NR的影响。该标准定义了包括卫星网络在内的非地面网络的部署场景及相关系统参数（如结构、高度、轨道等）；提出了适用于非地面网络的信道模型，包括传播模型、移动性管理等；最后，根据部署场景，提出在5G中非地面网络需要进一步研究的主要方向。TR38.821在TR38.811成果的基础上，重点开展5G中使用卫星接入的研究。针对典型场景的性能仿真验证，包括链路级和系统级，研究非地面网络对5G物理层的影响，研究和定义层2、层3的可选解决方案，研究无线接入网的框架和对应的接口协议。
2022年6月，3GPP R17冻结，其中RAN1主要针对非地面网络中长传播时延、大多普勒效应和移动小区等问题开展研究，RAN2主要针对用户面和控制面流程进行相关增强，RAN3主要针对NG-RAN的架构进行增强，RAN4主要针对NTN终端性能开展研究。2022年9月，3GPP启动了R18非地面网络议题，在R17版本的基础上作出进一步增强，研究方向如下：商用智能手机在语音和低速率数据业务场景下的覆盖增强、VSAT终端在10GHz以上频段的部署，将以Ka频段作为参考；网络侧确认终端位置；非地面网络中地面网络和卫星网络的业务连续性增强；终端侧的技术要求和测试用例。
ITU是主管信息通信技术的联合国机构，下属机构包括无线电通信部门（ITU-R）、电信标准化部门（ITU-T）和电信发展部门（ITU-D）。其中ITU-R最核心的任务就是无线电频谱和卫星轨道资源管理。ITU-R第四研究组——卫星业务研究组负责制订卫星业务的技术建议书。该研究组包括3个工作组，根据所研究的卫星业务（包括卫星固定业务和卫星广播业务、卫星移动业务和卫星无线电测定业务）进行分类。
在ITU-R关于卫星的主要报告和建议书中，ITU-R M.2176-1报告给出了IMT-Advanced卫星无线电接口的愿景和要求，ITU-R M.2047-0建议书给出了IMT-Advanced卫星无线电接口的详细指标，ITU-RM.2279报告给出了包括IMT-Advanced卫星无线电接口在内的IMT-Advanced评估、寻求共识等的成果。2022年9月23日，在ITU-R SG4全会上，中国信通院牵头制定的《5G卫星无线电接口愿景、需求和评估方法》国际标准正式获得通过，标志着我国在5G卫星通信国际标准化工作方面取得了重大成果。标准规定了5G卫星部分的三大应用场景eMBB-s（增强移动宽带）、mMTC-s（海量机器类通信）、HRC-s（高可靠通信）。
中国通信标准化协会（CCSA）的标准化研究主要集中在TC5和TC12工作组，卫星互联网设备相关标准研究集中在TC5 WG10（卫星与微波通信），主要围绕卫星终端开展标准化工作，如天通一号手持/非手持终端、Ka/Ku频段卫星地球站（包含车载、船载、机载、便携等不同应用场景）等相关的技术要求及测试方法。卫星技术集中在TC12航天通信技术组的WG1、WG2和WG3工作组，其中WG1的研究重点是航天通信系统，WG2的研究重点是航天通信应用，WG3的研究重点在协同组网通信技术方面。
关键技术研究
低轨卫星技术主要包括切换接入技术、星上转发器技术、星间链路技术、与地面技术融合等。其中切换接入技术主要针对低轨卫星移动速度较快，为保证卫星通信过程的连续性，需频繁地进行波束切换；星上转发器技术目的是实现低轨卫星间的双向通信，包括波束间、子信道间以及用户间的便捷通信；星间链路技术主要用于低轨卫星之间通信的链路，可促使多星互联，实现星间的信息传输和交换；与地面技术融合是利用低轨卫星的全球覆盖特性，弥补地面通信网络覆盖的不足。
高轨卫星技术主要包括多点波束设计、频谱复用等。其中多点波束设计基于高轨卫星的多阵列天线技术，可实现多点波束的信号覆盖，促使通信容量提升至传统通信卫星的数十倍；频谱复用技术已成为高轨卫星提升系统容量的核心技术，其高频重复使用多达20次以上。高轨卫星基于多点波束设计和频谱复用技术，利用充足的频谱资源，可显著提升数据传输速率。
高轨卫星具有高带宽高速率、强抗干扰能力、环境适应性强等特点。高轨卫星使用频段远离一般地面无线通信系统的频率范围，具有天然的抗干扰性能；同时其轨道高度远高于地面，通过单星部署，一个站点的损坏不会影响整套系统的使用，抗摧毁性能强，适合在灾害频发的环境使用。
检测技术面临挑战
卫星互联网由空间段、地面段及用户段3部分构成，空间段以通信卫星为主体，接收和转发卫星信号，提供用户链路承载功能；地面段以卫星信关站、控制中心为主体，提供馈电链路，起到连接地面核心网的作用，实现卫星互联网与公共通信网的业务交互功能；用户段由各类终端用户设备组成，包括手持/非手持终端以及搭载在车、船、飞机上的卫星地球站。
目前卫星互联网设备已正式纳入电信设备进网目录，但针对卫星互联网设备的检测技术仍面临着多重挑战。
第一，境外设备难以追溯，流入市场干扰通信。国外卫星通信运营商的信号特征参数、通信体制、协议类型等种类繁杂，且大多属于私有制，不对外公开，若境外设备流入国内市场使用，追溯难度高，无法进行指标检测，将不可避免地对正常通信造成干扰，影响地面通信网络业务的正常开展。
第二，互联设备新纳进网，检测技术亟待完善。在卫星互联网设备中，对于网间互联设备（如信关站、测控站等）国内外均未有完善的检测技术和措施。未来随着卫星互联网技术的不断演进，空间段、地面段将增加信号处理功能，相关的检测技术及解决方案需尽快完善。
第三，标准研制进程缓慢，设备形态繁杂多样。国内外各卫星互联网标准组织的标准研制进程缓慢，难以支撑检测能力提升，同时卫星互联网设备形态多种多样，亟需制定相关标准以促进卫星互联网行业设备形态的一致性。
针对上述挑战，为保证卫星互联网设备进网测试的顺利开展，产业界需要加强对市场技术方案、仪表厂家能力情况的调研，并结合关键技术分析，开展检测能力的建设；同时规划研制技术标准体系，适时开展关键技术测试验证，做好技术能力预研储备。
