|1.3 未来发展趋势|

（1）天基信息网络成为下一代网络重要组成部分，并呈现快速发展态势

为了进一步弥合天地网络的容量和能力差距，天基网络规模持续扩大。SpaceX公司Starlink星座计划包含高达42000颗卫星，亚马逊公司的Kuiper星座计划包含3236颗卫星。2019年9月，美国联邦通信委员会（FCC）在2017年批准OneWeb公司运营720颗卫星星座基础上，又批准其增发1280颗卫星。

虽然未来巨型星座并不一定是发展空间网络的唯一路线，但其仍然展现了未来卫星从服务军事、政府等小众用户、特殊场景向针对大众消费类用户提供超大容量服务方面转变的趋势。在这个转变过程中，为了未来实现天地一体化立体覆盖、协同服务，迫切需要研究解决由多层轨道卫星、地面基站构成的超大规模、立体网络的融合接入、协同覆盖、协同组网、协调用频、一体化传输和统一服务等问题。

（2）透明转发和星上处理长期共存，在轨重构、软件定义为按需服务赋能

从当前发展趋势来看，透明转发和星上处理模式仍将长期共存。前者在技术路线上通过引入数字信道化器技术实现多个转发通道之间可变带宽、载频子带信号的提取和交换，且通过在轨重构、软件定义进行调整，实现资源与需求的精确匹配，极大地提升了高通量GEO卫星的服务能力。

当前，透明转发模式仍然需要解决高性能天线、射频和信号转发载荷设计问题。星上处理模式则需要解决在超宽带信号处理需求下，资源严重受限带来的高性能、低功耗计算处理问题。对低轨星座还需解决星地相对运动带来的网元功能星地分割与动态重构、网元移动性、用户移动性管理等问题。

（3）高低频、高低轨系统协同发展，持续提升容量和效益成为重要发展目标

除了常用的L/S、Ku频段，新一代卫星通信系统已经大量采用Ka频段，甚至Q/V频段来提升容量，未来还有可能使用太赫兹频段。虽然低轨道宽带星座是目前业界的热点，但高轨道卫星仍然具有终端无须跟踪卫星、用户使用成本低、网络运维难度低、网络建设快等突出优势，国内外仍然在积极发展下一代的高通量 GEO卫星。

从应用的角度看，不论是为目前5G 基站拉远提供大容量回传通道，还是为未来星地提供一致的服务质量，以及实现广域海量物联服务，都需要优化频谱的利用，引入先进编码调制、新型多址、多波束多链路协同、高速星间链路等先进传输技术，有效提升空中接口容量，促进多频段、高低轨卫星服务的有效协同。

（4）确定性的服务质量提供成为未来天地融合网络的重要特征

基于低轨道卫星星座的接入能够有效地提升容量和减小时延，但其本身面临着链路时延抖动大、用户和馈电链路切换频繁、承载网络不断动态重构等一系列不利于服务质量保障的因素。而未来星地多维多链路协同覆盖场景中，干扰协调的复杂性、传播模型的不同、平台处理能力的离差都将进一步加大服务质量保障的难度。

（5）人工智能为网络的有效管理和特色服务提供了新动力

未来天地一体多维融合网络将包含海量的网络节点、复杂的业务需求、多种异质的接入媒介，是一个复杂巨系统，其管理难度远超常规的单星组网系统，必须引入人工智能、区块链、大数据分析等先进技术手段，促进管理从自动化向智能化转型，使网络能够感知、预测到服务需求，并能够提前优化部署适配的服务能力。

（6）天基计算、信息服务将重构卫星通信价值链

美国提出了“空间作战云”的架构和设想，拟实现一个全球泛在的数据分发和信息共享综合网络体系；俄罗斯航天系统公司正在研发天基信息流量自动处理技术；欧洲航天局（ESA）设立了“先锋计划”，并于2019年发射的卫星上搭载了可扩展轻量并行超算载荷；我国提出了构建天基信息系统在轨直接支持应用服务的概念。软件定义卫星、天基计算技术的发展为移动信息服务更贴近用户提供了途径。

（7）行业和技术的垂直与横向整合将带来巨大的成本优势及商业机遇

SpaceX公司利用火箭、卫星制造到发射服务的垂直整合模式显著降低了成本，提高了应用效能，从而在商业市场上体现出了很强的竞争力。根据中金公司的研究报告，“Starlink单颗卫星的发射+制造成本只有153万美元，是OneWeb的46%，未来随着二级火箭再回收、卫星的轻量化生产，预计还能下降30%以上”。行业和技术的垂直与横向整合将创造新的应用市场和商业机遇。