对话银河航天首席科学家和NI刘金龙：卫星通信将是6G时代实现泛在互联网的关键｜科创第一动力

科技《科创第一动力》出品

作者｜蒋浇

编辑｜于浩

今年9月，华为首款卫星通信手机Mate60热销，让人们真切地感受到了卫星通讯服务。一夜之间，卫星互联网成为了舆论热议话题，相关概念股也受益大涨。

手机厂商们角逐“卫星通信”，有着抢占6G先机的野心。而从全球来看，美国在卫星通信技术比较靠前，马斯克旗下SpaceX公司Starlink卫星系统已发射总数已超过5300颗，并推出了直连手机服务。

在星链带动下，低轨卫星通信快速发展，宽带卫星互联网和物联网已成现实。那么，对比星链，中国的卫星通信能力如何，商用化进程走到了哪个阶段？未来卫星通讯是否会成为手机标配？

近日，“2023中国卫星应用大会”在北京成功举办，我们在会后采访了NI亚太区商业航天负责人刘金龙、银河航天科技有限公司的首席科学家张世杰，两位专家分享了他们对卫星互联网产业的见解。

张世杰认为，未来6G时代，卫星通信是实现泛在互联网的基础。在技术方面，国内卫星互联网与国际先进水平没有代差，最大区别在于产业化思维。他表示，SpaceX以商业为导向，实现了火箭和卫星的工业化，成功推动了产业链的进步。

01.卫星制造迎来“福特时刻”，把互联网搬上太空成为现实

所谓“卫星互联网”，即需要发射大数量的卫星形成通信网络，信号能覆盖整个地球，这种能向地面和空中终端提供互联网接入等通讯服务的卫星系统，具备低延时、广覆盖、宽带化的特点，被称为第三代互联网基础设施。

相比于传统的移动通信，卫星通信最大的区别在于能够打破地理环境的限制，可以用于航空、航海、军事、应急通信等多个特殊场景。换句话说，沙漠、戈壁无人区等极端环境没有地面网络信号覆盖，就无法与外界进行通信，而卫星通信即可解决这一问题。

不仅如此，华为、苹果等主流厂商在产品中增加卫星通话这一功能，也使得卫星服务离人们生活更进一步。

通信卫星根据轨道高度不同，主要分为低轨、中轨、高轨三类。高轨通信卫星单星覆盖面积达，主要用于导航、气象观测、通讯，其轨道高度约为36000公里，典型代表有中国电信的“天通一号”；轨道高度小于2000km的低轨通信卫星，具有输时延低、链路损耗小、发射灵活等优势，最出名的莫过于马斯克旗下SpaceX的星链系统。

在星链的带动下，卫星互联网正进入低成本时代，这也打开了商业航天的想象空间。根据GSMA的数据，到2025年，低轨卫星通信产业规模将达到1800亿元，全球卫星通信收入规模将达到数百亿美元。

在国内商业航天领域及卫星通信也涌现出一批明星企业，银河航天就是之一。2022年3月5日，银河航天成功发射了自主研制的我国首次批量研制的六颗低轨宽带通信卫星——银河航天02批卫星。2023年7月23日，银河航天灵犀03星成功发射。该星是我国首款使用柔性太阳翼的卫星，主要功能为低轨道宽带通信。

张世杰认为，卫星通信从产业构想到逐步落地，背后主要的推动力是成本降低。“当前卫星从过去的科研产品转变为工业品，相当于卫星的“福特时刻”，通过规模效应降低卫星制造成本，为低成本的星通讯服务创造了基础。”

以往卫星均是单颗制造，用于特定领域，在测试、元器件、制造等方面成本高昂。SpaceX则借鉴了工业制造模式，通过类似于汽车流水线生产模式降低成本，使得批量生产卫星变得可能。

另一面，苹果、华为等手机厂商在内的产业链下游企业，推动着手机直连卫星技术突破，将卫星通信与地面通信整合，形成了市场一体化、产业一体化，促使卫星通信从过去面向企业的2B业务转变为面向消费者的个人业务。

“卫星通信将是6G时代实现泛在互联网的关键。”在张世杰看来，技术水平方面，我们与国际先进水平并无明显差距，关键区别在于产业化思维。SpaceX以商业为导向，实现了火箭和卫星产业的产业化，通过打造可回收火箭，以及充分利用工业基础如特斯拉和SolarCity等，成功推动了整个产业链的降本增效。

02、国产“星链”迎来爆发前夜？

近年来，我国加速构建完善的商业航天生态，低轨卫星产业迎来飞速发展。2022年，全球共执行186次卫星轨道发射，成功178次。其中，中国发射成功次数为62次，成功率达到96.88%，仅次于美国。

随着华为和苹果推出支持卫星通信功能的智能手机，卫星通信正逐步进入消费级市场，这一领域成为各方力量争夺的焦点。

对此，NI亚太区商业航天行业负责人刘金龙指出，卫星互联网产业的构建需要一定时间。实现应用推广，地面侧的关键在于持续改进包括手机在内的地面终端设备，加速天线小型化、低功耗、低成本射频器件发展，以及先进通信基带技术的迭代。

他解释道，卫星互联网服务并非新鲜事物，以往为何难以直接面向终端用户，是因为宽带数据服务需要通过碟形天线进行中转，难以实现当前手机直接联网，导致用户体验不佳。随着低轨卫星超大规模相控阵天线的发展，以及终端设备的对应迭代，这一痛点将有机会被改进。

低轨卫星产业飞速发展，测试也越发具有挑战性。刘金龙告诉我们，新型低轨卫星集成了多项前沿技术，包括通信基带处理技术和数字波束形成等，显著提升了卫星在轨的可重配置能力。但要求在有限的星地连接时间内，对卫星进行更自动、更灵活的在轨测试、控制与数据传输。

为此，NI携手国内合作伙伴将通用化仪器设备应用于在轨射频测试，提供了测控数传软硬件一体化解决方案。在无人值守站控平台的情况下，测控数传基带能与卫星公司的测运控远端平台无缝遥测、遥控数据交互，以及远程监视和参数配置，保障了测试任务的顺利执行。

作为国内银河航天的合作伙伴之一，NI在卫星通信测试领域积累了深厚的经验，该公司“测运维一体化”的重要尝试，无疑会缩减低轨卫星研制到在轨运行测试的周期。

目前我国卫星产能在持续发展过程中，将智能化、一体化工业生产线引入卫星制造领域，将改善传统卫星制造模式，以批量化生产将满足卫星互联网新基建的建设需求。

在刘金龙看来，卫星产业分工很严密。SpaceX星链采用了一种高效的商业策略，并在系统设计上进行了深度优化和验证，国内也采取类似的方法，但由于产业还未完全成熟，可能需要一定的时间。

他解释道，SpaceX的动作比较快，通过规模增长和制定愿景来设定成本，并在风险和商业回报之间取得平衡。这种方法类似于与供应商订购长期协议，提前规定价格，并通过对行业前景的准确判断来确保履行合同。超前享受商业成本降低红利的策略，使SpaceX能够在市场中保持竞争。

刘金龙表示，业内领先的手机厂商直连卫星，使人们对于卫星通信有了基础认知，这无疑会加速低轨卫星发展，资本市场对商业航天热度正波动上升。

随着5G/6G商用的推进和太空云计算资源的部署，卫星互联网低成本和高效，以及无地域差别等优势将会凸显。刘金龙认为，借鉴海外发展模式，国内要加快卫星互联网应用，除了空间段基础设施，在地面终端侧，需要加快技术创新步伐，涌现更多具有核心技术的创业企业，适度竞争，就像我们有诸多新能源汽车企业一样。