卫星互联网是指利用位于地球上空的各类卫星平台向用户终端提供宽带互联网接入服务的新型网络。卫星互联网主要包括两种，一是通过静止卫星（轨道高度为 35 786km）向地面提供信号；二是通过近地轨道（轨道高度为 500 ～ 2 000km）卫星向地面提供信号。目前卫星互联网大多是指后者，即利用地球低轨道卫星实现的低轨宽带卫星互联网。相比高轨卫星，它具有发射成本低、传输时延短、路径损耗小、数据传输率高、易于实现真正的全球无缝覆盖等特点。相比地面网络依靠基站通信，卫星互联网是基于卫星通信技术接入互联网，可简单理解为将地面基站搬到空中的卫星平台，每一颗卫星就是一个移动的基站，卫星信号像灯塔的光束那样覆盖地面。可以利用高频毫米波无线电信号，发射一系列近地轨道卫星，为全球任意一个地点提供低时延、高速宽带的网络服务。

卫星互联网系统主要由空间段、地面段和用户段 3 个部分组成。空间段主要是指卫星星座。卫星星座是指具有相似功能的卫星分布在同一轨道或者互补轨道上，按照共同约束规则运行，协作形成逻辑上统一的网络系统。各个卫星通过相关路由技术（星间、星地）实现数据传输。地面段包括运营中心、关口站、测控站（移动式与固定式）等，主要实现卫星互联 网的管理与运营。运营中心是整个卫星互联网系统的大脑，实现对整个系统的管理；关口站为卫星互联网接入所在国互联网的入口，可以为所在国进行互联网监管提供切入点；测控站主要用于卫星跟踪测量，确定其轨道和位置状态等。用户段主要包括接入网及接入终端，接入网形式包括机载、船载、车载等，接入终端包括手机、计算机等。卫星互联网系统组成与通信链路如图 1所示，其数据的传输过程是：数据中心 - 核心网 - 信关

站 - 发射到地面站上空的通信卫星 - 星间传输 - 到达用户上空的通信卫星 - 接收终端（接收天线可装在汽车 / 飞机 / 轮船上）-Wi-Fi 信号到手机。可以看出，卫星互联网并非通过手机 Wi-Fi 直连卫星，而是需要一个接收终端，如具备此功能的汽车等。

卫星互联网系统组成与通信链路

卫星互联网示意如图2所示。在卫星转发器与地面地球站之间，信息是利用电磁波来承载的。通常使用较高的频率天线才能有效地进行电磁波的辐射，同时有利于实现更快的信息传输速率。目前低轨通信星座为了实现全球服务大多选用 Ka 频段甚至更高的 V 频段（40 ～ 75GHz）。这些频率便于协调和申请，还可避免与同步轨道卫星产生干扰，而且更高频段也有利于提供高通量服务。结合先进的可控波束天线，低轨道通信星座可以实现全球覆盖，同时可为所有覆盖区域内的用户提供高通量服务。

卫星互联网示意

卫星互联网对于系统设计、技术路径选择、产业配套等都有非常高的要求，有必要在设计之初就考虑成本、产业成熟度、地面情况以及实际应用需求等综合性因素。低轨道卫星以超过每秒 7km 的高速绕地球转动，这种快速移动导致的频率变化、卫星信号的动态切换等，和地面网络大不相同。为了防止网络中断，让用户有良好的体验，需要对许多关键核心技术进行攻关。此外，为了降低地面维护成本，上千颗在轨卫星有必要通过智能化实现在轨运行，这也需要通过技术创新来实现。

----摘自《卫星互联网 助力新基建的硬科技 》

来源: 《卫星互联网 助力新基建的硬科技 》

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