低轨卫星通信行业报告：从高轨到低轨（34页）

行业报告下载 2020年03月02日 06:58 管理员

卫星通信系统由空间段、地面段和用户段三部分构成：（1）空间段：以通信卫星为主体，卫星上的转发其是通信卫星的主要有效载荷，也是卫星通信系统空间段最重要的功能组成，用于接收和转发卫星通信地球站发来的信号，实现地球站之间或地球站与航天器之间通信。（2）地面段：包括支持移动电话、电视观众、网络运营商地面用户访问卫星转发器，并实现用户间通信的所有设施，网关站是地面段的核心设备。卫星通信系统的地面段也包括地面的卫星控制中心（SCC，Satellite Control Center）和跟踪、测控及指令站（TT&C，Tracking，Telemetry and Command station）， SCC 和 TT&C 主要负责卫星发射阶段的跟踪和定位，下达变轨、太阳能电池板展开等动作指令，以及卫星在轨运行期间轨道监测和校正、干扰和异常问题监测与检测等。（3）用户段：主要由各类终端用户设备组成，包括 VSAT 小站、手持终端，以及搭载在车、船、飞机上的移动终端，以及基于卫星通信的各种应用软件和服务。

卫星通信作为无线电通信形式的一种，信号的中转和传输也要依赖与不同频段的无线电波。在地面雷达系统的应用中，IEEE 标准中将无线电波划分为 VHF、UHF、L、 S、C、X、Ku、Ka 以及 EHF 等频段。在实际应用当中，上述频带中仅有一小部分被分配给雷达应用，大部分频带由国际电联（ITU，International Telecommunication Union）的世界无线电通信大会分配给空间无线电应用，雷达频段和空间无线电频段对应关系如表 1 和表 2 所示。为保证无线电频率这一稀缺资源能够得到合理有效的利用，ITU 将全球划分为三个频率区域，中国位于其中的 III 区。根据不同业务类型对无线电频段也有大致的划分：C 频段（4GHz~8GHz）、Ku 频段（12GHz~18GHz）和 Ka 频段（26.5GHz~40GHz）是目前卫星通信系统中使用最广泛的频段，C 频段和 Ku 频段主要用于卫星广播业务和卫星固定通信业务，带宽有限且利用较早，目前频谱的使用已趋于饱和；Ka 频段主要用于高通量卫星，提供海上、空中和陆地移动宽带通信。Q/V 频段将是未来卫星通信领域争夺的重点，目前 ITU 正在制定 NGSO 卫星通信中使用 Q/V 频段的频谱共享规则，以确保 NGSO 系统与 GSO 系统以及其他 NGSO 系统能够共存，值得注意的是 2020 年 1 月 16 日银河航天成功发射的 5G 星座的首发星是全球首颗 Q/V 频段的 NGSO 通信卫星。

与传统的地球静止轨道卫星通信系统相比，低轨卫星通信系统最显著的特性在于其卫星工作轨道高度和系统复杂程度的不同，从而带来单星技术、规模、成本上的差异，最终影响系统建设与运营成本以及系统可靠性。低轨卫星通信星座的技术特点，也将影响系统的通信质量，对地面终端设备也提出了不同的技术和性能要求。此外，低轨卫星通信系统可以采用蜂窝通信、点波束、多址、频率复用等技术，且通信具有全球覆盖、低延时等方面的优点，可以支持在线游戏、视频通话等实时或近实时数据传输，在与地面通信骨干网融合后可能将催生出新的应用场景。