6G通信技術(shù)要實(shí)現(xiàn)更加泛在的通信服務(wù)

中國版星鏈計(jì)劃來了，中國航天科工二院院長宋曉明最近透露，正在規(guī)劃超低軌道衛(wèi)星星座建設(shè)。目前正在開展首發(fā)星研制，預(yù)計(jì)今年9月具備發(fā)射條件。首發(fā)星成功入軌后，將對(duì)超低軌道飛行技術(shù)、高分辨率對(duì)地成像技術(shù)、星載智能處理、信息直達(dá)用戶終端等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行演示驗(yàn)證和應(yīng)用示范。那么這個(gè)超低軌道衛(wèi)星星座和6G通信技術(shù)有什么關(guān)系呢？

6G通信技術(shù)和現(xiàn)有5G通信技術(shù)相比，最大的變化是通信更加泛在，也就是通信覆蓋范圍更廣泛，可以實(shí)現(xiàn)全球覆蓋。5G通信主要依賴地面5G通信基站，為此我國已經(jīng)建設(shè)了幾百萬個(gè)5G基站。對(duì)于沙漠、湖泊、海洋、森林、極地等沒有實(shí)現(xiàn)基站覆蓋的地區(qū)就會(huì)出現(xiàn)通信盲區(qū)。要想對(duì)如此廣袤的地區(qū)實(shí)現(xiàn)二十四小時(shí)連續(xù)信號(hào)覆蓋，能夠依托的平臺(tái)就只有通信衛(wèi)星了。所以說發(fā)展6G通信技術(shù)必須建立衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)。這是6G通信要解決的第一個(gè)問題。

美弟第二代銥星星座

另外還要解決通信容量問題。我們知道5G通信的最大下行通信速度是20Gbps，而6G速度更快，6G的速度比5G還要快100倍。但是現(xiàn)有的衛(wèi)星通信技術(shù)容量是非常有限的。目前我國通信衛(wèi)星中容量最大的通信衛(wèi)星是今年2月份發(fā)射的中星26號(hào)通信衛(wèi)星。中星26是國內(nèi)首顆100Gbps容量通信衛(wèi)星。但是即便如此，就算每個(gè)用戶只占用20Gbps的帶寬，100Gbps的容量也支持不了多少6G用戶同時(shí)使用。雖然人煙稀少地區(qū)的人口密度非常低，但是實(shí)現(xiàn)對(duì)這些地區(qū)的全覆蓋，并且要同時(shí)服務(wù)幾十億人。需要的通信衛(wèi)星數(shù)量必然是非常多的。

Starlink計(jì)劃發(fā)射4.2萬顆通信衛(wèi)星

而且通信衛(wèi)星的飛行軌道不能只布置在靜止軌道上。因?yàn)殪o止軌道只有一條，在赤道上方36000公里高度。這個(gè)軌道上能布置的衛(wèi)星數(shù)量也非常有限，只能覆蓋中低緯度地區(qū)，高緯度地區(qū)無法覆蓋。而且隨著緯度提高，通信信號(hào)質(zhì)量會(huì)變差，這樣是無法實(shí)現(xiàn)全球覆蓋的。為此就必須發(fā)射不同軌道傾角的通信衛(wèi)星，而且需要更多數(shù)量的通信衛(wèi)星來實(shí)現(xiàn)6G通信。要想實(shí)現(xiàn)全球覆蓋，需要發(fā)射的通信衛(wèi)星數(shù)量是非常驚人的，通常要達(dá)到上萬顆，比如馬斯克搞的星鏈衛(wèi)星星座，計(jì)劃發(fā)射4.2萬顆衛(wèi)星，我國計(jì)劃的GW星座也要近1.3萬顆衛(wèi)星。

實(shí)現(xiàn)全球覆蓋的通信衛(wèi)星通常采用低軌道布置衛(wèi)星星座

6G通信要想服務(wù)全球幾十億用戶，并且要實(shí)現(xiàn)比5G更快的速度、更低的信號(hào)延遲，而且手機(jī)的大小、耗電量還不能超過現(xiàn)在的手機(jī)。這樣的要求只能依靠低軌道衛(wèi)星星座來實(shí)現(xiàn)，像馬斯克的星鏈衛(wèi)星星座就分了多個(gè)高度層，而且軌道高度都非常低，比如有一千多、五百多、三百多公里幾個(gè)高度層。這也是我們國家發(fā)展超低軌道通信衛(wèi)星星座的目標(biāo)。但是要說清楚，計(jì)劃建設(shè)的我國GW衛(wèi)星星座或者馬斯克的星鏈衛(wèi)星星座還不是真正的6G通信星座。雖然它們也有非常龐大的衛(wèi)星數(shù)量，并且衛(wèi)星軌道也比較低。至于本文開頭提到的我國計(jì)劃建設(shè)的超低軌道通信衛(wèi)星星座，目前公開信息非常少，只有本文開頭提到的那幾句話。

星鏈衛(wèi)星目前只能和地面衛(wèi)星基站通信，并不能和手機(jī)直接通信

馬斯克的星鏈衛(wèi)星星座目前只能服務(wù)于地面衛(wèi)星基站，不能和手機(jī)直接通信。雖然網(wǎng)絡(luò)上充斥著各種手機(jī)可以星鏈星座通信的傳聞，但現(xiàn)在星鏈衛(wèi)星確實(shí)做不到和手機(jī)直接通信。只有在升級(jí)到星鏈2.0之后才有可能和手機(jī)建立通信，但2.0目前還只是個(gè)計(jì)劃。能和星鏈衛(wèi)星通信的目前只能是衛(wèi)星基站，而且使用的都是固定不動(dòng)的基站天線，因?yàn)檫@些天線不是相控陣天線，是手動(dòng)機(jī)械對(duì)準(zhǔn)衛(wèi)星的。今年星鏈衛(wèi)星計(jì)劃推出可在移動(dòng)狀態(tài)下使用的衛(wèi)星基站。新的基站天線采用了相控陣技術(shù)，可以自動(dòng)跟蹤衛(wèi)星位置，天線有半個(gè)平方米大小，價(jià)格在2500美元。這樣就可以在車輛、飛機(jī)等移動(dòng)平臺(tái)上收到信號(hào)了。但要明白，這仍然是衛(wèi)星基站而不是手機(jī)。因?yàn)樘炀€的體積仍然不小，而且星鏈衛(wèi)星能提供服務(wù)的基站數(shù)量在幾十萬到幾百萬的量級(jí)，和手機(jī)完全不是一個(gè)數(shù)量級(jí)的。

但是未來6G通信使用的衛(wèi)星星座必然是在現(xiàn)有的衛(wèi)星星座基礎(chǔ)上發(fā)展過來的。因?yàn)榈蛙壍劳ㄐ判l(wèi)星星座衛(wèi)星數(shù)量龐大，而且建設(shè)周期非常長。像星鏈星座的衛(wèi)星壽命只有5到7年，目前已經(jīng)發(fā)射了三千多顆。但是等不到4.2萬顆衛(wèi)星全發(fā)射上去，早期發(fā)射的部分衛(wèi)星壽命可能已經(jīng)到期了。事實(shí)上星鏈衛(wèi)星目前已經(jīng)有兩百多顆已經(jīng)出故障或者墜入大氣層燒毀了。所以這些巨型衛(wèi)星星座其實(shí)都是滾動(dòng)式發(fā)展的，發(fā)射一批，調(diào)試一批，投入使用一批，再更新技術(shù)一批，如此向前不斷滾動(dòng)發(fā)展。

堆疊在一起等待發(fā)射的幾十顆星鏈衛(wèi)星

我國要建設(shè)的超低軌道衛(wèi)星星座和GW衛(wèi)星星座肯定也是這樣運(yùn)作的。業(yè)界普遍認(rèn)為6G通信技術(shù)要到2030年才能實(shí)現(xiàn)，但是6G通信要用的通信衛(wèi)星星座卻不能等到2030年才開始建設(shè)。所以現(xiàn)在就要著手建設(shè)星座，這樣到2030年才有星座可用。這些星座的建設(shè)其實(shí)就是中美6G通信技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)的前哨戰(zhàn)。所以我們才說，我國今年開始建設(shè)超低衛(wèi)星星座就意味著中美6G通信技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)的前哨戰(zhàn)已經(jīng)打響。

以上文字來源于[敏感詞]防務(wù)





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