当手机直连卫星从消费电子的概念热点逐步落地为规模化技术试验,当空天地一体化网络从行业蓝图变成数字基建的组成部分,卫星通信产业正站在从“小众应急保底”向“大众普惠通信”跃迁。
而在这场全行业的竞速背后,一个问题愈发清晰,制约卫星通信大范围普及的瓶颈,究竟在哪里?
答案不在地面终端,而在太空端的硬件。星载载荷的性能上限、相控阵天线的覆盖能力,决定了整颗“太空基站”的服务边界与通信质量,也决定了卫星互联网的组网成本与商用落地节奏。
作为国内星地融合通信领域的中坚力量,中信科移动积极布局空天通信新赛道,也是我国卫星互联网自主可控建设的央企主力军,以全套自研核心硬件支撑星座规模化组网与全域通信覆盖。近日,中信科移动卫星互联网产品线市场总监刘扬在接受媒体采访时指出,星载载荷与相控阵天线作为卫星通信的组成部分,是破解卫星通信瓶颈、推动行业规模化发展的关键支撑;依托持续的技术投入与攻坚,中信科移动已在两大领域实现多项关键突破,为我国星地融合通信筑牢自主可控的技术根基。
从“补盲专网”到“星地一体”
近年来,随着5G NTN标准正式冻结,星地融合、手机直连卫星已成为全球通信产业的共识演进方向。不同于传统卫星通信面向行业用户、仅作应急补充的定位,新一代卫星互联网的目标,是深度融入现有地面移动通信体系,构建空、天、地、海全域无缝覆盖的一体化通信网络。
这一产业定位的跃迁,带来了全新的技术挑战。
业内普遍认为,卫星通信要实现规模化普惠,至少需要跨过三道门槛。一是体制兼容关,打破传统卫星通信的封闭专用协议,实现与地面5G网络的原生互通,让普通消费级终端无需定制硬件即可直连卫星;二是场景稳定关,克服低轨卫星高速在轨运行带来的链路时延、多普勒频移等问题,保障高速移动场景下的通信连续性;三是成本可控关,在航天级严苛的功耗、重量约束下提升载荷性能,降低单星成本,支撑百颗、千颗级星座的规模化部署。
三道门槛的最终落脚点,都指向星载基站与相控阵天线这两大硬件。某种程度上说,谁掌握了高性能、自主可控的星载技术,谁就掌握了我国卫星互联网产业的发展主动权。
星载基站:
三大优势打通星地融合堵点
星载基站是空天地一体化网络的载体,相当于把地面5G基站“搬上太空”,是实现星地融合通信、全域无缝覆盖的关键基础设施。
在刘扬看来,中信科移动自研的星载基站产品,正是围绕行业三大痛点实现了技术突破,形成了高兼容性、高可靠性、高可扩展性三大优势。
兼容性是星地融合的前提。传统卫星通信长期采用封闭专用体制,与地面移动通信协议互不连通,不仅导致终端价格高、普及难度大,也难以融入现有移动通信生态,始终停留在“专网”范畴。中信科移动的星载基站全面支持5GNTN标准协议,可与现有地面5G网实现高效互联互通,从体制根源上解决了星地网络联动难的行业痛点。也正因原生兼容5G体制,该产品可直接支持智能手机直连卫星通信,依托星载部署打破地面网络的地理覆盖局限,真正构建起多维一体化的通信体系。
高可靠性是航天应用的底线。低轨卫星以每秒数公里的速度高速飞行,星地链路时延大、多普勒频移显著,是长期困扰行业的技术难题——链路抖动、切换频繁,直接制约着航空通信、海事通信、低空经济等移动场景的服务质量。中信科移动的星载基站针对性攻克了这一瓶颈,具备优异的高动态场景适配能力,即便在卫星高速运行状态下,仍可保持通信链路持续稳定,为各类全域通信场景提供可靠保障。
可扩展性是规模化组网的基础。该产品采用模块化、可重构的设计理念,支持波束跳变与多业务并行承载,能够灵活适配不同轨道的卫星搭载平台。更关键的是,产品全套技术实现自主可控,能够为我国卫星互联网星座的规模化组网提供坚实的硬件支撑。在技术演进路线上,产品遵循“5G体制兼容、6G系统融合”的发展思路,在满足当前5GNTN落地需求的同时,也为未来6G时代的星地深度融合预留了充足的演进空间。
据了解,目前中信科移动相关星载载荷已实现规模化应用,成功服务于我国卫星互联网建设及手机直连卫星技术试验工作,有效提升了我国在卫星通信领域的技术水平与产业竞争力。
相控阵天线:
锻造卫星通信的“感官”
如果说星载基站是卫星通信的“大脑”,那么相控阵天线就是卫星的“眼睛”与“耳朵”。作为星载载荷的关键组件,它直接决定了卫星通信系统的覆盖能力、链路质量与系统容量。
传统卫星多采用机械扫描天线,通过物理转动调整波束方向,不仅响应速度慢、机械结构可靠性低,也难以支撑多用户、多波束的并发通信需求。随着手机直连卫星等大众应用兴起,多波束、快扫描、高集成的相控阵天线,已成为星载载荷的标配与技术比拼点。
刘扬介绍,中信科移动自研的相控阵天线,围绕航天应用的极端约束实现了多项技术突破,具备高灵活度、高稳定性、高集成度的技术特征。依托电控波束技术,该天线可实现波束快速扫描、灵活切换与精准聚焦,无需机械转动即可完成广域覆盖,有效弥补了传统机械天线的性能短板,完美适配手机直连卫星的应用场景。
星载相控阵的技术比拼,本质上是“极限约束下的性能竞赛”。卫星载荷对功耗、重量有着近乎苛刻的要求,每增加一克重量、一瓦功耗,都会直接推高卫星发射与运营成本。针对这一行业共性难题,中信科移动在全数字化架构的基础上持续优化设计:一方面创新迭代波束干扰抑制技术,在多波束并发场景下有效降低波束间干扰,全面提升终端使用体验与载荷综合性能;另一方面通过多维度功耗优化策略降低整机能耗,在满足严苛航天工程落地标准的前提下,大幅提升产品效能。
面向星座规模化部署的需求,中信科移动以轻量化、高性能、低成本为研发导向,采用大规模阵列天线设计,实现大范围三维波束扫描,具备多波束并发、高速波束扫描、资源灵活调度等优势。通过优化天线尺寸与重量,产品在提升可靠性的同时有效压缩了组网成本,不仅能够消除海洋、沙漠等地面通信盲区,凭借强抗干扰能力保障多用户稳定通信,还可灵活适配不同轨道、不同载荷的卫星定制化需求,广泛应用于低轨宽带卫星、应急通信卫星等多元场景。
从应急保底到常态化通信,从专用终端到大众手机直连,卫星通信的产业边界正在被持续拓宽。而这一切的背后,离不开技术的自主可控与持续迭代。
在全球卫星互联网竞速的大背景下,星载载荷与相控阵天线的技术突破,不仅是企业技术实力的体现,更关系到我国卫星互联网产业的发展主动权。
中信科移动作为通信领域的央企力量,在星地通信领域的持续深耕,正是我国通信产业向空天领域延伸、构建全域数字基建的一个缩影。
本文来源:中信科移动
