経済的観點(diǎn)からは、宇宙と地上が連攜し、完全に機(jī)能するインテリジェント システムを構(gòu)築することによって、軍事、民間、商業(yè)のニーズが満たされるようになり、各分野に効率的、安全的、信頼性の高い情報(bào)伝達(dá)と共同作業(yè)能力を提供することができ、大きな経済的利益を生み出す。社會(huì)的観點(diǎn)からは、特に地上通信では有効な対応が困難な地域において、情報(bào)資源の総合的な活用?共有を通じて、政府の意思決定、社會(huì)サービス、科學(xué)研究などを総合的に支援し、公共サービスの水準(zhǔn)と質(zhì)を向上させ、社會(huì)の持続可能性の発展を促進(jìn)する。
即ち、6G ネットワークの重要な部分としての宇宙-空-地上統(tǒng)合ネットワークは、將來の通信技術(shù)の開発方向であり、幅広い応用の可能性と優(yōu)れた価値を持っている。
一、國(guó)內(nèi)外の開発狀況
6G の中核要素として、宇宙-空-地上統(tǒng)合ネットワークは多くの國(guó)のイノベーション戦略に組み込まれ、國(guó)內(nèi)外では戦略的高地と見なされる衛(wèi)星インターネットの配置を加速しており、宇宙-空-地上統(tǒng)合ネットワークの進(jìn)展を促進(jìn)してる。2021 年の時(shí)點(diǎn)で、世界中の少なくとも 20 社が全球をカバーする低軌道衛(wèi)星計(jì)畫を発表している。最も典型的なのはSpaceXのStarlink計(jì)畫である。衛(wèi)星インターネットの分野では、低軌道衛(wèi)星とそれが利用するKu?Ka周波數(shù)範(fàn)囲は、コストや利得効果などの理由から戦略的希少資源となっている。歐州と米國(guó)は強(qiáng)力な人工衛(wèi)星の製造と打ち上げ能力で主導(dǎo)権を握っている。2029 年までに、地球低軌道空間と Ku?Ka周波數(shù)範(fàn)囲リソースはほとんど殘らなくなると予想される。
近年、我が國(guó)は比較的完全な衛(wèi)星の製造および打ち上げ體系を確立したが、衛(wèi)星インターネットの構(gòu)築に関しては、主に限られたネットワークカバー範(fàn)囲、宇宙インフラストラクチャ構(gòu)築の高いコスト、および産業(yè)市場(chǎng)化が低いなどの面において、歐米と差がある。衛(wèi)星インターネットの開発に対する緊急の要件を考慮して、我が國(guó)は2017年以來、複數(shù)の低軌道衛(wèi)星群計(jì)畫を相次いで立ち上げてきた。2020年には衛(wèi)星インターネットが初めて新たなインフラの対象となり、國(guó)家戦略プロジェクトとなった。2021年4月末、中國(guó)衛(wèi)星網(wǎng)集団有限公司が設(shè)立され、「國(guó)家チーム」として総合的な企畫と運(yùn)営を行い、中國(guó)衛(wèi)星インターネット産業(yè)チェーンの上流と下流の協(xié)調(diào)発展を加速する?，F(xiàn)在までに、2つの低軌道衛(wèi)星群の申請(qǐng)が完了し、2027年には合計(jì)12,992機(jī)の衛(wèi)星の打ち上げと信號(hào)検証が完了する予定だ。
二、宇宙-空-地上統(tǒng)合ネットワークにおけるキーテクノロジーの開発狀況
宇宙、宇宙、地上の統(tǒng)合は、航空宇宙、通信、コンピューター、エレクトロニクス、その他の分野のテクノロジーを含む革新的なコンピューティング アーキテクチャである?，F(xiàn)在の開発の焦點(diǎn)は、マルチネットワークの統(tǒng)合、ネットワークの最適化、効率的な運(yùn)用と制御、超大容量などだ。代表的な技術(shù)としては、ハンドオーバーアクセス技術(shù)、衛(wèi)星用トランスポンダ技術(shù)、衛(wèi)星間リンク技術(shù)、地上統(tǒng)合技術(shù)などが挙げられる。
1.ハンドオーバーアクセス技術(shù)。ハンドオーバーアクセス技術(shù)とは、航空ネットワークと地上ネットワーク、異なる衛(wèi)星システム、異なる周波數(shù)の間でスムーズなハンドオーバーを?qū)g現(xiàn)し、高ダイナミックス下でのサービスの継続性を確保するための重要なテクノロジーである?，F(xiàn)在、歐米諸國(guó)では衛(wèi)星と地上基地局の切り替えがある程度進(jìn)んでいるが、中國(guó)はまだ初期段階にある。China Satcomグループと通信事業(yè)者は、衛(wèi)星と 5G 間のスイッチング技術(shù)の研究開発で協(xié)力してきた。
この分野で直面する主な課題には、大きなハンドオーバー遅延、ハンドオーバーポリシーの最適化、互換性と規(guī)格のズレなどが含まれる。
2.衛(wèi)星用トランスポンダ技術(shù)。衛(wèi)星用トランスポンダは衛(wèi)星に搭載された情報(bào)中継を務(wù)める擔(dān)體であり、その動(dòng)作モードには主に次の 2 つのタイプがある: a) トランスペアレント転送動(dòng)作モード。トランスポンダは信號(hào)中継としてのみ使用され、トランザクションデータを取り扱わない。長(zhǎng)所は、この技術(shù)がシンプルでコストが低いが、短所は、衛(wèi)星間のコラボレーションをサポートしておらず、インテリジェンスのレベルが低いことだ。 b). 「回生型」衛(wèi)星用転送動(dòng)作モード。衛(wèi)星上基地局とも呼ばれるこのモードでは、トランスポンダが衛(wèi)星上でのデータ処理機(jī)能を備えており、よりインテリジェントなルーティング転送と トランザクションスケジューリングを?qū)g現(xiàn)できる。國(guó)內(nèi)外の新興メガスターステレーションのほとんどがこの動(dòng)作モードを採(cǎi)用している。
現(xiàn)在、この分野が直面している主な課題には、小型化設(shè)計(jì)、衛(wèi)星間の正確なポインティングなどが含まれる。
3.衛(wèi)星間リンク技術(shù)。衛(wèi)星間リンク技術(shù)とは、衛(wèi)星間の情報(bào)中継?ネットワーク技術(shù)を指す?，F(xiàn)在、レーザー通信は、高スループット、高帯域幅、強(qiáng)力な耐干渉性、高セキュリティなどの利點(diǎn)により、衛(wèi)星間リンクの主要な伝送方式になりつつある。
この分野の発展が直面する主な課題には、高ダイナミクス下での衛(wèi)星の捕捉と追跡、大容量の情報(bào)伝送、衛(wèi)星間ネットワークのインテリジェントな協(xié)調(diào)管理が含まれる。
4.地上コンバージド テクノロジー。地上と宇宙の緊密なコンバージド には、地上と宇宙ステーションのリソースのオープンな共有、地上ベースのクラウド コンピューティングと宇宙ベースのプラットフォームの融合、地上ビッグ データと宇宙ベースのモニタリングの共同アプリケーションなどが含まれる。SpaceX は、衛(wèi)星ネットワークと地上ネットワークを接続するために、世界中に何百もの地上?宇宙ステーションを配備した。中國(guó)航天科技集団が複數(shù)の業(yè)者?機(jī)関と共同開発した「宇宙?地球統(tǒng)合衛(wèi)星アプリケーションクラウドプラットフォーム」は、リモートセンシング、通信、ナビゲーションなどのさまざまな宇宙情報(bào)リソースを統(tǒng)合し、ユーザーに宇宙データサービスを提供する。これらは、コンバージド テクノロジーの典型的なケースだ。
この分野の発展が直面する主な課題には、管理システムの制約、統(tǒng)一基準(zhǔn)の欠如、空?地上の協(xié)力メカニズムの確立などが含まれる。
三、國(guó)內(nèi)産業(yè)チェーンの配置と代表的な企業(yè)
1.上流: 宇宙インフラとペイロードの開発、地上機(jī)器の製造と統(tǒng)合、通信ネットワークの構(gòu)築と運(yùn)用、コンピューティングパワーとストレージ機(jī)器の製造と統(tǒng)合が含まれる。
a)宇宙インフラとペイロードの開発: 衛(wèi)星プラットフォームの設(shè)計(jì)と製造、ペイロード機(jī)器の研究開発と生産、ロケットの設(shè)計(jì)と打ち上げが含まれる。典型的な企業(yè)には、航空宇宙科學(xué)技術(shù)、航空宇宙科學(xué)および産業(yè)などが含まれる。
b)地上機(jī)器の製造と統(tǒng)合: 地上局の設(shè)計(jì)と製造、端末機(jī)器の開発とシステム統(tǒng)合が含まれる。代表的な企業(yè)としては、China Satcom、Higer Communications などが挙げられる。
c)通信ネットワーク構(gòu)築?運(yùn)用：地上ネットワークおよび衛(wèi)星通信ネットワークの構(gòu)築?運(yùn)用を含む。代表的な企業(yè)としては、大手通信事業(yè)者 3 社、中國(guó)広播電視臺(tái)などが挙げられる。
d)コンピューティングパワーおよびストレージ機(jī)器の製造およびサービス: コンピューティングパワーおよびストレージ機(jī)器の開発、クラウドコンピューティングプラットフォームなどを含む。代表的な企業(yè)としては、Inspur、Sugon などが挙げられる。
2.中流：衛(wèi)星通信システムの構(gòu)築と運(yùn)用、宇宙データの送信と処理を含む。
a)衛(wèi)星通信システムの構(gòu)築?運(yùn)用：衛(wèi)星群の設(shè)計(jì)?打上げ計(jì)畫策定、通信システムの構(gòu)築?運(yùn)用を含む。代表的な企業(yè)としては、China Satcom、China Electronics Technology などが挙げられる。
b)空間データの送信と処理: ビッグデータの構(gòu)築、データ サービスとアプリケーションの実裝を提供する。代表的な企業(yè)としては、チャイナ リソース 衛(wèi)星アプリケーション センター、チャイナ スペースなどが挙げられる。
3.下流:主に空間情報(bào)サービスとアプリケーション製品が含まれる。
a)衛(wèi)星ナビゲーション: 交通分野における精確なナビゲーション、無人運(yùn)転、その他のシナリオに使用される。宇宙-空-地上統(tǒng)合ネットワークにより、測(cè)位精度と通信範(fàn)囲が大幅に向上すると同時(shí)に、ナビゲーションと通信の有機(jī)的な組み合わせにより、ナビゲーション體験が向上する。代表的な企業(yè)としては、Beidou Navigation、Baidu Maps などが挙げられる。
b)衛(wèi)星通信：陸、海、空の三次元総合通信支援、緊急救助、通信?放送などのシナリオに使用される。宇宙-空-地上統(tǒng)合ネットワークのもとで、空?地上リソースの統(tǒng)合スケジューリングを?qū)g現(xiàn)し、モビリティとビジネスの多様性をサポートできるようになる。代表的な企業(yè)としては、China Satcom、Aerospace Cloud Network などが挙げられる。
c)リモート センシング モニタリング: 都市計(jì)畫、環(huán)境モニタリング、精密農(nóng)業(yè)、その他のシナリオで使用される。宇宙-空-地上統(tǒng)合ネットワークにより、監(jiān)視の精度、密度、カバー範(fàn)囲が大幅に向上し、適用場(chǎng)面と経済的メリットが大幅に拡大する。代表的な企業(yè)としては、Beidou Cloud Network、Greentown Smart Valley などが挙げられる。
IoEの時(shí)代に直面し、天と地のリソースを徹底的に統(tǒng)合し、共同で適用することが、ユビキタスなインテリジェント接続を?qū)g現(xiàn)する鍵となります。宇宙-空-地上統(tǒng)合ネットワークは、宇宙ベースの高解像度ビジョンと高密度地上アクセスの利點(diǎn)を最大限に活用し、大規(guī)模な異種端末間の信頼性の高いリンクを?qū)g現(xiàn)するための基盤として、リアルタイム、動(dòng)的、分散型オンデマンドの新しい通信システムを構(gòu)築した。宇宙-空-地上統(tǒng)合ネットワーク市場(chǎng)は既にイノベーションとチャンスに満ちた分野となっており、將來的には大きな経済的?社會(huì)的利益を生み出すことは間違いない。
