6G通信技术要实现更加泛在的通信服务

中国版星链计划来了，中国航天科工二院院长宋晓明最近透露，正在规划超低轨道卫星星座建设。目前正在开展首发星研制，预计今年9月具备发射条件。首发星成功入轨后，将对超低轨道飞行技术、高分辨率对地成像技术、星载智能处理、信息直达用户终端等关键技术进行演示验证和应用示范。那么这个超低轨道卫星星座和6G通信技术有什么关系呢？

6G通信技术和现有5G通信技术相比，最大的变化是通信更加泛在，也就是通信覆盖范围更广泛，可以实现全球覆盖。5G通信主要依赖地面5G通信基站，为此我国已经建设了几百万个5G基站。对于沙漠、湖泊、海洋、森林、极地等没有实现基站覆盖的地区就会出现通信盲区。要想对如此广袤的地区实现二十四小时连续信号覆盖，能够依托的平台就只有通信卫星了。所以说发展6G通信技术必须建立卫星通信网络。这是6G通信要解决的第一个问题。

美弟第二代铱星星座

另外还要解决通信容量问题。我们知道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还要快100倍。但是现有的卫星通信技术容量是非常有限的。目前我国通信卫星中容量最大的通信卫星是今年2月份发射的中星26号通信卫星。中星26是国内首颗100Gbps容量通信卫星。但是即便如此，就算每个用户只占用20Gbps的带宽，100Gbps的容量也支持不了多少6G用户同时使用。虽然人烟稀少地区的人口密度非常低，但是实现对这些地区的全覆盖，并且要同时服务几十亿人。需要的通信卫星数量必然是非常多的。

Starlink计划发射4.2万颗通信卫星

而且通信卫星的飞行轨道不能只布置在静止轨道上。因为静止轨道只有一条，在赤道上方36000公里高度。这个轨道上能布置的卫星数量也非常有限，只能覆盖中低纬度地区，高纬度地区无法覆盖。而且随着纬度提高，通信信号质量会变差，这样是无法实现全球覆盖的。为此就必须发射不同轨道倾角的通信卫星，而且需要更多数量的通信卫星来实现6G通信。要想实现全球覆盖，需要发射的通信卫星数量是非常惊人的，通常要达到上万颗，比如马斯克搞的星链卫星星座，计划发射4.2万颗卫星，我国计划的GW星座也要近1.3万颗卫星。

实现全球覆盖的通信卫星通常采用低轨道布置卫星星座

6G通信要想服务全球几十亿用户，并且要实现比5G更快的速度、更低的信号延迟，而且手机的大小、耗电量还不能超过现在的手机。这样的要求只能依靠低轨道卫星星座来实现，像马斯克的星链卫星星座就分了多个高度层，而且轨道高度都非常低，比如有一千多、五百多、三百多公里几个高度层。这也是我们国家发展超低轨道通信卫星星座的目标。但是要说清楚，计划建设的我国GW卫星星座或者马斯克的星链卫星星座还不是真正的6G通信星座。虽然它们也有非常庞大的卫星数量，并且卫星轨道也比较低。至于本文开头提到的我国计划建设的超低轨道通信卫星星座，目前公开信息非常少，只有本文开头提到的那几句话。

星链卫星目前只能和地面卫星基站通信，并不能和手机直接通信

马斯克的星链卫星星座目前只能服务于地面卫星基站，不能和手机直接通信。虽然网络上充斥着各种手机可以星链星座通信的传闻，但现在星链卫星确实做不到和手机直接通信。只有在升级到星链2.0之后才有可能和手机建立通信，但2.0目前还只是个计划。能和星链卫星通信的目前只能是卫星基站，而且使用的都是固定不动的基站天线，因为这些天线不是相控阵天线，是手动机械对准卫星的。今年星链卫星计划推出可在移动状态下使用的卫星基站。新的基站天线采用了相控阵技术，可以自动跟踪卫星位置，天线有半个平方米大小，价格在2500美元。这样就可以在车辆、飞机等移动平台上收到信号了。但要明白，这仍然是卫星基站而不是手机。因为天线的体积仍然不小，而且星链卫星能提供服务的基站数量在几十万到几百万的量级，和手机完全不是一个数量级的。

但是未来6G通信使用的卫星星座必然是在现有的卫星星座基础上发展过来的。因为低轨道通信卫星星座卫星数量庞大，而且建设周期非常长。像星链星座的卫星寿命只有5到7年，目前已经发射了三千多颗。但是等不到4.2万颗卫星全发射上去，早期发射的部分卫星寿命可能已经到期了。事实上星链卫星目前已经有两百多颗已经出故障或者坠入大气层烧毁了。所以这些巨型卫星星座其实都是滚动式发展的，发射一批，调试一批，投入使用一批，再更新技术一批，如此向前不断滚动发展。

堆叠在一起等待发射的几十颗星链卫星

我国要建设的超低轨道卫星星座和GW卫星星座肯定也是这样运作的。业界普遍认为6G通信技术要到2030年才能实现，但是6G通信要用的通信卫星星座却不能等到2030年才开始建设。所以现在就要着手建设星座，这样到2030年才有星座可用。这些星座的建设其实就是中美6G通信技术竞争的前哨战。所以我们才说，我国今年开始建设超低卫星星座就意味着中美6G通信技术竞争的前哨战已经打响。

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