卫星互联网产业趋势及投资机会分析.pdf

卫星互联网产业趋势及投资机会分析卫星互联网产业趋势及投资机会分析证券研究报告证券研究报告 行业深度行业深度分析师：任宏道分析师：任宏道SAC编号：S1440523050002研究助理：汪正鑫研究助理：汪正鑫发布日期：2023年11月30日本报告由中信建投证券股份有限公司在中华人民共和国（仅为本报告目的，不包括香港、澳门、台湾）提供。在遵守适用的法律法规情况下，本报告亦可能由中信建投（国际）证券有限公司在香港提供。同时请务必阅读正文之后的免责条款和声明。核心观点核心观点核心观点卫星互联网可实现全球覆盖卫星互联网可实现全球覆盖，是星地融合网络的重要组成部分是星地融合网络的重要组成部分，低轨星座是未来的建设重点低轨星座是未来的建设重点。卫星互联网军民领域卫星互联网军民领域应用前景光明应用前景光明，市场空间广阔市场空间广阔。手机直连手机直连、星上处理星上处理、星间链路星间链路、高低轨卫星协同高低轨卫星协同、星地频谱共享以及导航增强是星地频谱共享以及导航增强是卫星互联网的发展趋势卫星互联网的发展趋势。NGSONGSO轨道和频率资源紧张轨道和频率资源紧张，采取采取“先登先占先登先占”原则原则，全球星座计划数量庞大全球星座计划数量庞大，StarlinkStarlink星星座建设进度一骑绝尘座建设进度一骑绝尘，我国我国“占频保轨占频保轨”任务艰巨任务艰巨，建设卫星互联网刻不容缓建设卫星互联网刻不容缓。我国具备较为完整的卫星互联网产我国具备较为完整的卫星互联网产业链业链，但在卫星制造和火箭发射成本上与但在卫星制造和火箭发射成本上与StarlinkStarlink有巨大差距有巨大差距，政策频出推动产业降本增效政策频出推动产业降本增效。我国低轨卫星互联网我国低轨卫星互联网仍处于建设早期阶段仍处于建设早期阶段，卫星制造和火箭发射环节有望率先启动卫星制造和火箭发射环节有望率先启动，与之配套的地面设备相关标的也值得关注与之配套的地面设备相关标的也值得关注。摘要摘要1 1.卫星互联网可实现全球覆盖卫星互联网可实现全球覆盖，是星地融合网络的重要组成部分是星地融合网络的重要组成部分。相比于地面互联网，卫星互联网具备覆盖范围广、跨洲际通信时延低、支持大规模灵活通信、建设成本低、可用于应急等特殊场景的优点，经过三次发展浪潮，其“与地面通信系统互补融合”的定位逐渐清晰，低轨星座成为卫星互联网的建设重点。卫星互联网是星地融合网络的重要组成部分，3GPP稳步推进星地融合的NTN标准化工作。2核心观点2 2.卫星互联网军民领域应用前景光明卫星互联网军民领域应用前景光明，市场空间广阔市场空间广阔。不同场景下的宽带服务是卫星互联网主要的应用方向之一，其还将被用于物联网，因能够避免气候或者地面基础设施被摧毁等因素影响通信的质量，且自身抗毁伤能力强，卫星互联网在军事领域应用广泛。预计2023年我国卫星互联网市场规模将达到356.18亿元，2025年达到446.92亿元。3 3.卫星互联网发展趋势有星上处理卫星互联网发展趋势有星上处理、星间链路星间链路、手机直连手机直连、高低轨协同高低轨协同、星地频率共享以及低轨导航增强等星地频率共享以及低轨导航增强等。星上处理和星间链路可以减少地面信关站的建设，高低轨协同以及星地频率共享可以更有效地利用卫星和频率资源，手机直连使得全球无缝连接网络成为可能，低轨星座还能搭载导航增强载荷对现有导航卫星进行补充和增强。4 4.卫星频轨资源紧张卫星频轨资源紧张，我国建设卫星互联网刻不容缓我国建设卫星互联网刻不容缓。ITU对NGSO的频率和轨道采用“先登先占”原则，全球多个国家已经申报海量的星座计划，其中Starlink建设进度一骑绝尘，且商业化进展迅速，今年有望扭亏为盈。我国“占频保轨”任务艰巨，政策推动产业发展。5 5.我国已形成较为完整的卫星互联网产业链我国已形成较为完整的卫星互联网产业链，但在卫星制造和火箭发射成本上与但在卫星制造和火箭发射成本上与StarlinkStarlink有较大差距有较大差距，降本空间大降本空间大。我国已具备较完整的卫星制造、火箭发射、地面设备、卫星运营及服务产业链，但卫星制造成本、卫星制造产能、火箭发射成本以及发射资源与Starlink仍有较大差距，降本空间巨大。3核心观点6.6.投资建议与相关标的：投资建议与相关标的：我国低轨卫星互联网仍处于建设早期阶段，卫星制造和火箭发射环节有望率先启动。卫星制造方面，卫星总装厂以体制内公司为主，建议关注与之配套的壁垒较高、价值量较高的卫星载荷相关标的；火箭发射目前以体制内为主，商业航天公司不断涌现，但大多处于发展阶段，暂无可选标的，建议关注配套的火箭零部件企业以及院所下属企业；地面设备、卫星运营及服务价值占比高，市场空间大，与卫星互联网配套的地面设备也在同步建设中，随着手机直连渗透率的持续提高，手机终端的射频、基带芯片配套厂商有望率先受益；卫星运营及服务供应商较少，行业地位稳固，相关标的值得关注。1 1）卫星制造：国博电子、臻镭科技、航天电子、上海瀚讯、）卫星制造：国博电子、臻镭科技、航天电子、上海瀚讯、铖昌科技（通信组覆盖）、盛路通信（通信组覆盖）；铖昌科技（通信组覆盖）、盛路通信（通信组覆盖）；2 2火箭发射：斯瑞新材；火箭发射：斯瑞新材；3 3）地面设备：国博电子、臻镭科技、）地面设备：国博电子、臻镭科技、海格通信、铖昌科技（通信组覆盖）、盛路通信（通信组覆盖）；海格通信、铖昌科技（通信组覆盖）、盛路通信（通信组覆盖）；风险分析：风险分析：1 1）卫星互联网建设进度不及预期的风险；）卫星互联网建设进度不及预期的风险；2 2）市场竞争加剧风险。）市场竞争加剧风险。4目录一、卫星互联网可实现全球覆盖，是星地融合网络的重要组成部分一、卫星互联网可实现全球覆盖，是星地融合网络的重要组成部分二、卫星互联网军民领域应用前景光明，市场空间广阔二、卫星互联网军民领域应用前景光明，市场空间广阔三、卫星互联网发展趋势三、卫星互联网发展趋势四、卫星频轨资源紧张，我国建设卫星互联网刻不容缓四、卫星频轨资源紧张，我国建设卫星互联网刻不容缓五、卫星互联网产业链五、卫星互联网产业链六、投资建议与相关标的六、投资建议与相关标的风险分析风险分析5一、卫星互联网可实现全球覆盖，是星地融合网络的重要组成部分6图表：卫星通信系统组成结构图表：卫星通信系统组成结构资料来源：低轨卫星互联网研究与应用展望，中信建投卫星通信技术是利用人造通信卫星作为中继站进行无线电波发射和接收的技术。卫星通信技术是利用人造通信卫星作为中继站进行无线电波发射和接收的技术。卫星通信系统主要由空间段、地面段和用户段空间段、地面段和用户段三部分组成。卫星互联网：卫星互联网：基于卫星星座实现的全球无缝连接互联网。空间段：空间段：卫星，作为中继站透明转发或者作为基站实现星上再生。地面段：地面段：测控站、测控中心、控制中心、信关站等，完成星座管理、网络运维、与其他通信系统（如地面网络）的互联互通等功能。用户段：用户段：手持移动终端、物联网终端、便携站、车/船/机载终端等。一、卫星互联网可实现全球覆盖，是星地融合网络的重要组成部分7卫星通信一般使用卫星通信一般使用L L、S S、C C、X X、KuKu和和KaKa频段电磁波，最常用的是频段电磁波，最常用的是C C和和KuKu频段，已经接近饱和，更高频频段，已经接近饱和，更高频段的段的KaKa、Q Q、V V频段开始进入商业卫星通信领域。频段开始进入商业卫星通信领域。低频率低频率(如L L、S S、C C频段)电磁波，增益低、雨衰小、需要天线口径较大，更适合对通信质量有严格要求的业务场景，目前该频段空增益低、雨衰小、需要天线口径较大，更适合对通信质量有严格要求的业务场景，目前该频段空间资源紧张；高频率间资源紧张；高频率(如KuKu和KaKa频段)电磁波，增益高、雨衰大、需要天线口径较小，带宽大，适合数据高速传输的业务场景。增益高、雨衰大、需要天线口径较小，带宽大，适合数据高速传输的业务场景。频段频段频率范围（频率范围（GHz）使用情况使用情况L12资源几乎殆尽；主要用于地面移动通信、卫星定位、卫星移动通信及卫星测控链路等S24资源几乎殆尽；主要用于气象雷达、船用雷达、卫星定位、卫星移动通信及卫星测控链路等C48随着地面通信业务的发展，被侵占严重，已近饱和；主要用于雷达、地面通信、卫星固定业务通信等X812通常被政府和军方占用；主要用于雷达、地面通信、卫星固定业务通信等Ku1218已近饱和；主要用于卫星通信，支持互联网接入K1826.5处于大气吸收损耗影响最大的频率窗口，不适合卫星通信Ka26.540正在被大量使用；主要用于卫星通信，支持互联网接入Q/V3646/4675开始进入商业卫星通信领域W75100/太赫兹10010000正在开发图表：卫星通信频率及对应的场景图表：卫星通信频率及对应的场景资料来源：卫星互联网组网技术研究，低轨卫星通信网络领域国际竞争：态势、动因及参与策略中信建投图表：不同频段的波束大小图表：不同频段的波束大小资料来源：Newtec，中信建投一、卫星互联网可实现全球覆盖，是星地融合网络的重要组成部分8图表：不同轨道的卫星通信特点图表：不同轨道的卫星通信特点资料来源：低轨卫星互联网研究与应用展望，卫星互联网组网技术研究，中信建投不同轨道的卫星通信各具优点。不同轨道的卫星通信各具优点。GEOGEO：技术成熟，覆盖面广：技术成熟，覆盖面广，但传输时延和链路损耗大，同步轨道资源紧张、卫星造价高、通信容量有限，高纬度地区不能覆盖，GEOGEO卫星向高通量卫星（卫星向高通量卫星（HTSHTS）发展，单星容量有了极大的提升，从几）发展，单星容量有了极大的提升，从几GbpsGbps提高到近提高到近1Tbps1Tbps。LEOLEO：大规模组网实现全球覆盖，传输时延小、链路损耗小，单星的质量轻、结构简单、发射灵活、制造成本较低，：大规模组网实现全球覆盖，传输时延小、链路损耗小，单星的质量轻、结构简单、发射灵活、制造成本较低，可以大规模灵活部署，是目前卫星互联网建设的重点可以大规模灵活部署，是目前卫星互联网建设的重点。但系统容量利用率较低，且涉及多波束、波束捷变等技术，技术难度较大。（VLEOVLEO：极低轨道，轨道高度，轨道高度250250-450km450km，传输时延更小，传输时延更小，所需元器件功率更小，宇宙辐射更小，可以使用部分工业所需元器件功率更小，宇宙辐射更小，可以使用部分工业级元器件，因此成本更低，且发射成本更低，但大气阻力较大，会缩短卫星寿命。级元器件，因此成本更低，且发射成本更低，但大气阻力较大，会缩短卫星寿命。）MEOMEO：轨道高度介于GEO和LEO之间，兼具GEO和LEO的优缺点。轨道轨道轨道高度轨道高度（KM）全球覆全球覆盖所需盖所需卫星卫星星际星际链路链路传输传输时延时延/ms抗干扰抗干扰能力能力链路链路冗余冗余切换切换频率频率GEO35786几颗容易250弱少低MEO200035786十几颗容易100较弱相对较少较低LEO3002000几十颗复杂1040强多高图表：图表：HTSHTS单星容量的发展单星容量的发展资料来源：APSCC，中信建投一、卫星互联网可实现全球覆盖，是星地融合网络的重要组成部分9图表：卫星互联网的特点图表：卫星互联网的特点资料来源：中国卫星互联网产业发展研究白皮书，中信建投相比于地面互联网，卫星互联网具备覆盖范围广、跨洲际通信时延低、支持大规模灵活通信、建设成覆盖范围广、跨洲际通信时延低、支持大规模灵活通信、建设成本低、可用于应急等特殊场景本低、可用于应急等特殊场景的优点。但卫星互联网的系统容量较小，无法满足高人口密度区域的并发通信需求，而且在频谱效率、峰值速系统容量较小，无法满足高人口密度区域的并发通信需求，而且在频谱效率、峰值速率、网络时延率、网络时延方面也不如5G，尚无法达到5G通信的性能要求。低轨卫星互联网低轨卫星互联网5G比值比值峰值速率400Mbps（OneWeb）600Mbps（Starlink）（实测）20Gbps/10Gbps（理论）1Gbps（实测）3/5时延20ms（或50ms）1ms1/20连接密度0.47Mbps/每平方公里，连接数远少于5G106个连接/平方公里1/100网络容量10Tbs（OneWeb）64Tbs（Starlink）10Tbps/平方公里1/100频谱效率2.5bit/s/Hz10 bit/s/Hz1/4图表：低轨卫星互联网与图表：低轨卫星互联网与5G5G网络性能比较网络性能比较资料来源：我国低轨卫星互联网发展的问题与对策建议，中信建投一、卫星互联网可实现全球覆盖，是星地融合网络的重要组成部分10图表：卫星互联网发展历程图表：卫星互联网发展历程资料来源：“新基建”之中国卫星互联网产业发展白皮书，卫星互联网发展现状及政策分析，中信建投卫星互联网经过三次发展浪潮，其“与地面通信系统互补融合与地面通信系统互补融合”的定位逐渐清晰。一、卫星互联网可实现全球覆盖，是星地融合网络的重要组成部分11图表：星地融合网络通信架构图表：星地融合网络通信架构资料来源：星地融合网络：一体化模式、用频与应用展望，中信建投卫星互联网与卫星互联网与5G5G融合发展，星地融合网络是未来融合发展，星地融合网络是未来6G6G网络的关键支柱。网络的关键支柱。国际电信联盟（ITU）已经提出了中继到站、小区回传、动中通、混合多播中继到站、小区回传、动中通、混合多播 4 4 种卫星互联网与种卫星互联网与 5G 5G 融合融合应用场景，5G卫星主要面向eMBB-s（增强移动宽带）、mMTC-s（海量机器类通信）、HRC-s（高可靠通信）。根据IMT-2030（6G）推进组的6G典型场景和关键能力白皮书，6G将具备泛在互联、普惠智能、多维感知、全域覆盖、绿色低碳、内生安全等典型特征。星地融合是实现泛在互联和全域覆盖的关键。星地融合是实现泛在互联和全域覆盖的关键。图表：图表：6G6G典型特征典型特征资料来源：6G典型场景和关键能力白皮书，中信建投典型典型特征特征解释解释泛在泛在互联互联6G 将从支持人与人，人与物的连接，进一步拓展到支持智能体的高效联接，构建智能全连接世界。普惠普惠智能智能人工智能将助力 6G 实现网络性能跃升，融合通信、计算、感知等能力支持各类智能化服务。多维多维感知感知6G 将具有原生的感知能力，可以利用通信信号实现对目标的定位、检测、成像和识别等感知功能，获取周围物理环境信息，挖掘通信能力，增强用户体验。全域全域覆盖覆盖6G 将融合地面基站、中高空飞行器、卫星等各类网络节点，实现空天地网络融合以及全球无缝地理覆盖。绿色绿色低碳低碳6G 将以绿色低碳作为网络设计的基本准则，通过在技术创新、系统设计、网络运维等多个环节融入节能理念，降低 6G自身能耗，同时赋能行业低碳发展。内生内生安全安全6G将通过构建内生安全机制、增强设备安全能力协同等，有效提升网络安全与数字安全。一、卫星互联网可实现全球覆盖，是星地融合网络的重要组成部分12目前大多数卫星通信采用目前大多数卫星通信采用DVBDVB体制，体制，3GPP3GPP稳步推进星地融合的稳步推进星地融合的NTNNTN标准化工作。标准化工作。卫星通信早期采用的是面向数字卫星广播系统的技术标准，DVBDVB-S S和和DVBDVB-S2S2是最常用的两种卫星通信技术，是最常用的两种卫星通信技术，DVBDVB-S2S2是是DVBDVB-S S的升的升级，频谱利用率和数据传输速率更高，级，频谱利用率和数据传输速率更高，可以提供高速宽带接入和高清视频传输等服务。2014年欧洲DVB发布DVB-S2X（DVB-S2X用于前向链路，从卫星到地面；DVB-RCS用于反向链路，从地面到卫星），具有更高频谱效率、更大接入速率、更好移动性能、更强健的服务能力、更小成本，目前大多数卫星通信采用目前大多数卫星通信采用DVBDVB体制。体制。第三代合作伙伴计划（3GPP）从 R15 阶段开始启动非地面网络（NTN）的预研工作，重点研究卫星接入地面移动通信网络的应用场景和信道模型。R16-R17 阶段，3GPP 重点研究 NR NTN 增强方案，全面开展了卫星通信的系统架构和空口接入技术以及接口协议研究。R17 R17 阶段，阶段，3GPP3GPP重点研究了卫星透明转发模式下的关键技术，定义了重点研究了卫星透明转发模式下的关键技术，定义了NTNNTN与地面与地面 5G 5G 移动网络的融合标准移动网络的融合标准,将空间将空间网络全面纳入全球无线标准体系。从网络全面纳入全球无线标准体系。从R17R17至至R19R19，再生卫星和透传卫星预计均将支持，再生卫星和透传卫星预计均将支持 NR NR 基本特性。基本特性。R20 R20 开始会加入对开始会加入对 6G NTN 6G NTN 的支持。的支持。物联网智能终端图表：图表：3GPP3GPP关于关于NTNNTN的标准时间线的标准时间线资料来源：ERRICSSON TECHNOLOGY3GPP TECHNOLOGY FOR SATELLITE COMMUNICATION，中信建投二、卫星互联网军民领域应用前景光明，市场空间广阔13卫星互联网应用广泛。卫星互联网应用广泛。图表：卫星互联网的应用场景总览图表：卫星互联网的应用场景总览资料来源：5G Network from Space，中信建投二、卫星互联网军民领域应用前景光明，市场空间广阔14因其全球覆盖、建设成本低的特点，不同场景下的宽带服务是卫星互联网主要的应用方向之一。因其全球覆盖、建设成本低的特点，不同场景下的宽带服务是卫星互联网主要的应用方向之一。根据摩根士丹利根据摩根士丹利20192019年年9 9月发布的报告月发布的报告SpaceX,Starlink and Tesla:Moving into OrbitSpaceX,Starlink and Tesla:Moving into Orbit，预计，预计20302030年全球卫星年全球卫星互联网的市场规模结构中，个人宽带应用占比将达到近互联网的市场规模结构中，个人宽带应用占比将达到近80%80%。（未计入军队、政府应用）。（未计入军队、政府应用）79.54%6.65%6.22%5.23%1.17%1.17%个人宽带通航飞机/无人机自动驾驶汽车民航客机图表：卫星互联网的宽带应用场景图表：卫星互联网的宽带应用场景资料来源：低轨卫星互联网：发展、应用及新技术展望，面向智能高铁的低轨卫星通信发展综述，艾瑞咨询，中信建投二、卫星互联网军民领域应用前景光明，市场空间广阔15卫星互联网还将被广泛应用于物联网。卫星互联网还将被广泛应用于物联网。目前，物联网通信主要是通过蜂窝网络实现，无法满足偏远无人地区机械设备的远程维护管理需求，全球超70%的区域为物联网盲区，我国有80%陆地、99%海域和空域均为物联网盲区。全球覆盖的卫星物联网是对地面物联网的有效补充，也是突破地面物联网覆盖瓶颈的必要途径。车联网的需求明确，应用前景广阔。车联网的需求明确，应用前景广阔。图表：基于卫星和地面网络的物联网图表：基于卫星和地面网络的物联网资料来源：天基物联网在车联网中的应用，中信建投图表：车载卫星通信图表：车载卫星通信资料来源：吉利未来出行星座建设进展及应用展望，中信建投二、卫星互联网军民领域应用前景光明，市场空间广阔16卫星互联网能够避免气候或者地面基础设施被摧毁等因素影响通信的质量，且自身抗毁伤能力强，在卫星互联网能够避免气候或者地面基础设施被摧毁等因素影响通信的质量，且自身抗毁伤能力强，在军事领域应用广泛。军事领域应用广泛。建设多维一体的战场信息网络，提供高质量通信服务。强化完善指挥体系。为无人机蜂群作战提供支撑。图表：卫星互联网的军事应用图表：卫星互联网的军事应用资料来源：GAO，中信建投二、卫星互联网军民领域应用前景光明，市场空间广阔17卫星互联网应用前景光明，市场空间广阔。根据观知海内信息网，预计卫星互联网应用前景光明，市场空间广阔。根据观知海内信息网，预计20232023年我国卫星互联网市场规年我国卫星互联网市场规模将达到模将达到356.18356.18亿元，亿元，20252025年达到年达到446.92446.92亿元，亿元，20212021-20252025年年CAGRCAGR达到达到11.18%11.18%。图表：中国卫星互联网市场规模图表：中国卫星互联网市场规模资料来源：观知海内信息网，中信建投0.00%2.00%4.00%6.00%8.00%10.00%12.00%14.00%16.00%0.0050.00100.00150.00200.00250.00300.00350.00400.00450.00500.0020212022E2023E2024E2025E卫星互联网市场规模（亿元）yoy三、卫星互联网发展趋势18在2023年6月召开的国际电信联盟无线电局卫星研究组第2工作组（ITU-R SG4 WP4B）全会通过了由中国信息通信研究由中国信息通信研究院牵头，联合中信科移动通信技术股份有限公司、上海微小卫星工程中心等单位立项的院牵头，联合中信科移动通信技术股份有限公司、上海微小卫星工程中心等单位立项的卫星国际移动通信卫星国际移动通信(IMT)(IMT)未来未来技术趋势技术趋势，这是国际电信联盟无线电局(ITU-R)立项的首个面向首个面向6G6G卫星的研究项目。卫星的研究项目。将于2026年上半年完成。该报告研究面向IMT-2030的卫星应用的驱动力以及关键技术，包括手机直连卫星通信、星上处理、星间链路、高低轨手机直连卫星通信、星上处理、星间链路、高低轨卫星协同、星地频谱共享卫星协同、星地频谱共享技术等，同时也研究星地融合网络星地融合网络的部署部署/架构架构、终端终端、隐私和安全等内容。此外，低轨导航增强（通导一体化）也是国际上研究的重点。此外，低轨导航增强（通导一体化）也是国际上研究的重点。图表：卫星互联网发展趋势图表：卫星互联网发展趋势资料来源：面向6G的星地融合网络架构，低轨互联网系统在导航增强服务中的应用前景及挑战，中信建投手机手机直连直连星上星上处理处理星间星间链路链路高低高低轨协轨协同同星地星地频谱频谱共享共享导航导航增强增强三、卫星互联网发展趋势19星间链路星间链路通过星间链路可实现层内、轨间卫星之间的信息传输和交换，降低卫星系统对地面网络的依赖。降低卫星系统对地面网络的依赖。目前星间链路多采用激光链路目前星间链路多采用激光链路，其相比于微波链路的优势在于频带宽，链路通信容量较大；设备功耗、质量、体积较小；波束发散角较小，具有良好的抗干扰和抗截获性能，系统安全性高；设备间无射频信号干扰，无需申请空间频率使用许可证。但涉及抗辐照高可靠元器件和空间对准精度的要求等问题。图表：卫星互联网星间链路图表：卫星互联网星间链路资料来源：卫星互联网组网技术研究，中信建投三、卫星互联网发展趋势20星上处理星上处理通信卫星的工作模式分为透明转发和星上处理通信卫星的工作模式分为透明转发和星上处理/星上再生两种星上再生两种。透明转发不对信号、波形进行处理，仅进行无线电频率滤波、变频和放大，卫星成本较低卫星成本较低，传输时延较小传输时延较小，容量更大容量更大，但需要部署大量地面站但需要部署大量地面站。星上处理星上处理/星上再生模式下星上再生模式下，卫星需要射频滤波卫星需要射频滤波、变频和放大变频和放大，以及解调以及解调/解码解码、开关和开关和/或路由或路由、编码编码/调制调制，具有部分或全部基站功能具有部分或全部基站功能。星上处理和星间链路的使用可以使信关站布站的数量和难度大幅度降低星上处理和星间链路的使用可以使信关站布站的数量和难度大幅度降低，但技术难度大但技术难度大，成本较高成本较高，对电的需求较大对电的需求较大。软件定义：软件定义：软件定义卫星通过在轨软件更新和升级，提高星上高效处理能力提高星上高效处理能力，提升有效载荷特性提升有效载荷特性，并且能够提高抗攻击并且能够提高抗攻击抗干扰能力抗干扰能力，满足不同用户需求，延长技术生命周期，软件定义卫星将成为未来智能通信星座发展的必经途径和必要基软件定义卫星将成为未来智能通信星座发展的必经途径和必要基础础。图表：透明转发和星上处理原理图图表：透明转发和星上处理原理图资料来源：ERRICSSON TECHNOLOGY3GPP TECHNOLOGY FOR SATELLITE COMMUNICATION，中信建投三、卫星互联网发展趋势21手机直连主要有三种技术路线：手机直连主要有三种技术路线：MSSMSS、MNOMNO和和NTNNTN。MSSMSS：Mobile Satellite Service，即卫星移动服务，采用卫星频段采用卫星频段，透明转发模式透明转发模式，手机为多模终端手机为多模终端，卫星通信模块与移动通信模块分开。无需改变卫星即可实现手机直连无需改变卫星即可实现手机直连，成本更低成本更低，更易实现更易实现，典型案例如iPhone（GlobalStar）、Mate60pro（天通）。MNOMNO：Mobile Network Operator，即（地面）移动网络运营商，采用地面频段采用地面频段，可采用透明转发可采用透明转发，也可也可在低轨卫星中布设在低轨卫星中布设 3 3G/G/4 4G/G/5 5G G 基站基站,使得低轨卫星具有与地面手机终端直接通信的能力，需要重新建需要重新建设卫星与相关硬件设卫星与相关硬件，成本更高成本更高，但也能简化通信复杂度但也能简化通信复杂度，仅需卫星即可实现全部通信。NTNNTN：None Terrestrial Network，即非地面网络，严格采用严格采用3 3GPPGPP的的NTNNTN规范设计星座运行模式规范设计星座运行模式，未来将未来将实现终端合一实现终端合一、空口合一以及卫星基站合一空口合一以及卫星基站合一，因采用因采用3 3GPPGPP统一规定的统一规定的NTNNTN频段频段，是未来的发展方向是未来的发展方向。图表：图表：MSSMSS、MNOMNO、NTNNTN技术路线图技术路线图资料来源：星地融合网络：一体化模式、用频与应用展望，中信建投三、卫星互联网发展趋势22高低轨协同高低轨协同以发挥高低轨卫星在覆盖范围、通信容量的互补优势覆盖范围、通信容量的互补优势。地球表面 70%以上为海洋和荒野，对信息容量的需求十分有限。若若LEOLEO星座按照热点区域的峰值容量需求来规划和建星座按照热点区域的峰值容量需求来规划和建设，则会造成整体系统容量的利用效率较低，产生极大的资源浪费，若降低星座的容量设计，又将无法满足热点区域设，则会造成整体系统容量的利用效率较低，产生极大的资源浪费，若降低星座的容量设计，又将无法满足热点区域的用户需求的用户需求。而。而 GEO GEO 卫星卫星相对于地球表面呈现近似静止的状态，可以较为方便地通过波束赋形将容量投送到地面指定相对于地球表面呈现近似静止的状态，可以较为方便地通过波束赋形将容量投送到地面指定的区域，因此卫星容量的利用效率较高，的区域，因此卫星容量的利用效率较高，据调查据调查 GEO GEO 的的容量利用率容量利用率可达可达 6060%。低轨可作为“覆盖接入层”提供广泛的接入服务，高轨可作为“容量层”提供热点区域的增强覆盖。低轨可作为“覆盖接入层”提供广泛的接入服务，高轨可作为“容量层”提供热点区域的增强覆盖。图表：高低轨卫星协同图表：高低轨卫星协同资料来源：A Novel Cognitive Satellite Network With GEO and LEO Broadband Systems in the Downlink Case，中信建投三、卫星互联网发展趋势23星地频率共享星地频率共享当前，星上和地面频谱稀缺，特别是卫星频谱资源极度稀缺，限制了网络性能，但目前频谱利用率普遍低，很多频段上的频谱利用率不到5%，造成了频谱“假性枯竭”的现象。星地频率共享可提高频率的使用效率，其可行性在全球引起了广泛关注，但频谱共享需要解决同频干扰的问题。WRC-19在相关决议中明确提及在S频段星地频谱共享的可能性以及需要采取的技术和操作措施。图表：卫星通信频率紧张图表：卫星通信频率紧张资料来源：Basic Stellite Communication：Frequency Allocation，Spectrum and Key Terms，中信建投三、卫星互联网发展趋势24通导一体化（低轨导航增强）通导一体化（低轨导航增强）LEOLEO卫星可以弥补现有导航卫星的不足，低轨卫星互联网得益于极强的信息传输能力和极广泛的覆盖性，在对卫星导航卫星可以弥补现有导航卫星的不足，低轨卫星互联网得益于极强的信息传输能力和极广泛的覆盖性，在对卫星导航系统进行补充、备份和增强方面具有显著的协同优势。系统进行补充、备份和增强方面具有显著的协同优势。随着卫星导航技术的不断发展，GNSS 实现全球信号监测难、精密单点定位收敛时间长以及信号落地功率低的不足开始凸显，而低轨卫星的特点和优势可以弥补上述不足。一是低轨卫星可以搭载星载 GNSS 接收机提供观测数据，实现天基监测信息增强实现天基监测信息增强；二是低轨通信卫星极快的传输速率大大减少了星历接收时间，从而缩短了精密单点定位的收敛时间缩短了精密单点定位的收敛时间；三是相比于传统导航卫星，低轨卫星轨道高度更低，在空间中传播时导航信号的损耗就会更低，可实现信号增强实现信号增强，从而使得在一些遮蔽的环境中实现定位成为可能；除上述三大优势之外，低轨卫星数量众多，播发导航信号作为备份导航源，可作为导航卫星的应急补充播发导航信号作为备份导航源，可作为导航卫星的应急补充；轨道低、运动速度快的特点能够产生高动态空间和偏移观测量，减弱历元间观测方程的相关性，从而大大提高载波相位模糊度参数收敛和固定速度，完成相位模糊度固定，从而可实现高精度定位。实现高精度定位。美国波音公司 2002 年提出了增强导航系统（iGPS）方案，将 GPS与铱星系统相结合，利用下行信道波束播发导航增强信号，信号功率增强了 2530 dB，公开定位精度为 2050 m，授时精度约为 50 ns，大幅度提升了抗干扰能力；我国微厘空间的研究表明，与单北斗全球星座相比，低轨增强后的平均 PDOP 值和定位精度提升约 25.6，PPP 收敛速度提升在 20 倍以上。四、卫星频轨资源紧张，我国建设卫星互联网刻不容缓25低轨卫星的频率和轨道资源日益稀缺，遵循“先登先占”原则。低轨卫星的频率和轨道资源日益稀缺，遵循“先登先占”原则。根据ITU的无线电规则，近地轨道和频率按“先登先占”的原则协调分配，所要建设的卫星系统相关轨道参数和所需无线电频率应至少提前27年向国际电联进行申报，原则上不同的卫星系统需采用不同频率以避免邻近频率造成信号干扰。地球GEO轨道只有一条，资源稀缺。近地轨道共可容纳约10万颗卫星，2029年预计地球近地轨道将部署约5.7万颗卫星。低轨卫星主要采用的Ku及Ka频段同样是GEO卫星的主用频段，逐渐趋于饱和状态，C和Ka频段面临地面5G网络的激烈争夺，未来卫星频率和轨道资源将更加稀缺，轨道和频谱成为各国加紧布局以期获得先发优势的重要战略资源。未来卫星频率和轨道资源将更加稀缺，轨道和频谱成为各国加紧布局以期获得先发优势的重要战略资源。图表：卫星轨道资源稀缺图表：卫星轨道资源稀缺资料来源：EIS academy，中信建投四、卫星频轨资源紧张，我国建设卫星互联网刻不容缓26ITUITU对于非静止轨道（对于非静止轨道（NGSONGSO）卫星星座有明确的“里程碑式”部署要求，企业需在申报频率后）卫星星座有明确的“里程碑式”部署要求，企业需在申报频率后1414年内年内完成星座建设。完成星座建设。ITU 在2019 年世界无线电通信大会（WRC-19）议题 7 中形成第 35 号最终决议，修订并明确了非静止轨道卫星系统投入使用的定义，即卫星发射后需连续在轨 90天；并新增“里程碑”监管要求，即星座系统实际在轨运行的卫星数量必须保持在 95%以上，在卫星网络7 年寿命期限截止后继续部署的，要求 2 年内至少部署原始规模的 10%，5 年内部署 50%，7 年内部署完成。图表：图表：ITUITU对对NGSONGSO卫星星座的建设要求卫星星座的建设要求资料来源：ITU RESOLUTION 35(WRC-19)，中信建投时间时间7年年7+2年年7+5年年7+7年年要求至少发射1颗卫星激活频率至少发射10%至少发射50%部署100%四、卫星频轨资源紧张，我国建设卫星互联网刻不容缓27多个航天强国已经向多个航天强国已经向ITUITU申报了巨大规模的星座计划。申报了巨大规模的星座计划。美国已占用低轨卫星通信的黄金频段(Ku频段)，我国申请的频段分布在 Ka 和 V 频段上，虽频率更高、可用频段更大，但雨衰更大，对信号接收器要求更高。TELESATTELESAT和和IRISIRIS受困受困于资金、市场定位和供应商等因素，进展较为缓慢，于资金、市场定位和供应商等因素，进展较为缓慢，KuiperKuiper的进度也比较缓慢。的进度也比较缓慢。大多低轨星座的商业模式都是商用宽带通信。大多低轨星座的商业模式都是商用宽带通信。图表：全球主要的中低轨卫星星座图表：全球主要的中低轨卫星星座资料来源：头豹研究院2022年中国低轨卫星通信行业概览，我国低轨卫星互联网发展的问题与对策建议，“新基建”之全球卫星互联网产业，IRIS2-Extrodinary SPC-GC，ITU，各公司官网，中信建投国家国家公司名公司名/星座名星座名数目（颗）数目（颗）频段频段总投资（美元）总投资（美元）商业模式商业模式美国Iridium66L/Ka超50亿窄带通信Orbcomm36VHF超5亿非实时窄带通信物联网Globalstar48L/S33亿窄带通信Starlink11927+30000Ku/Ka/E100亿商用、军用宽带通信AST243UHF/L/S-商用宽带通信Lynk5000UHF-商用宽带通信Kuiper3236Ka100亿商用宽带通信英国/印度OneWeb648+720+1280Ku/Ka/V5570亿商用宽带通信加拿大Telesat298+1671Ka50亿航空、海事、企业、政府用宽带通信Kepler140Ku/Ka-M2M物联网俄罗斯Sphere638-超68.67亿商用宽带通信欧盟IRIS801000Ka/Q/V60亿欧元政府、商用宽带通信中国GW12992Ka-军用、政府用、行业用G60（千帆）129610000+Ku-商用宽带通信四、卫星频轨资源紧张，我国建设卫星互联网刻不容缓28国外典型高轨星座国外典型高轨星座ViaSatViaSatViasat是一家高速卫星宽带服务和安全网络系统的提供商，覆盖军事和商业市场。2023年前有ViaSat-1、ViaSat-2和WildBlue-1三颗高通量GEO卫星在轨。ViaSat-3是Viasat公司规划的由三颗GEO卫星组成的星座，是全球单星设计容量最大（是全球单星设计容量最大（1Tbps1Tbps）的）的GEOGEO卫星，旨在为每卫星，旨在为每周、欧洲、非洲、中亚和亚太地区提供超过周、欧洲、非洲、中亚和亚太地区提供超过100Mbps 100Mbps 的宽带连接，的宽带连接，20232023年已发射第一颗卫星，但卫星主天线反射器展年已发射第一颗卫星，但卫星主天线反射器展开存在故障，容量不及预期。开存在故障，容量不及预期。卫星名称卫星名称单星容量单星容量速率速率频段频段ViaSat-1140Gbps25MbpsKaWildBlue-17Gbps3.0MbpsKaViaSat-2260Gbps100MbpsKaViaSat-31Tbps100+MbpsKa图表：图表：ViaSatViaSat卫星参数卫星参数资料来源：Viasat官网，中信建投图表：图表：ViaSatViaSat-3 3卫星概览卫星概览资料来源：Viasat官网，中信建投四、卫星频轨资源紧张，我国建设卫星互联网刻不容缓29国外典型高轨星座国外典型高轨星座InmarsatInmarsat国际海事卫星通信系统国际海事卫星通信系统I