2024年,战略新兴产业的聚光灯转向卫星互联网。
——作为新增长引擎,商业航天今年首次被写入《政府工作报告》。
——多款新手机引入了直连卫星的功能,有成为市场“标配”的趋势。
随着卫星互联网成本的持续降低,卫星互联网赋能千行百业正日益成为现实。在近期举办的2024中国卫星应用大会上,艾默生测试与测量业务集团(原NI)的亚太区技术总监(航空航天事业部)沈晨与北京鹏鹄物宇科技发展有限公司CEO徐佳康博士分享了他们在卫星物联网领域的深刻见解与前瞻思考。
勇闯卫星领域
鹏鹄物宇把握卫星互联网机遇
从商业化的角度审视,尽管卫星物联网的规模化应用前景广阔,但成本高昂与功耗较大仍是制约其发展的两大核心挑战。卫星行业的商业化进程需要通过两大路径加速推进,一是供给侧持续技术创新与成本优化,力求打破成本壁垒;二是积极响应需求侧日益增长的对多元化、个性化卫星服务的需求,为行业发展注入强劲动力。
徐佳康博士认为在推进卫星商业化的进程中,有四大趋势值得关注:
标准体系兼容
地面通信产业经过多年发展,积累了大量的研发投入和技术优化经验,从而提高了频谱效率。将这些技术和标准应用于卫星通信可以充分利用现有的研究成果,提高卫星通信的频谱使用效率。
产业链融合
利用已有的地面通信技术(如物联网IoT芯片)来支持卫星通信,可以大大降低成本。由于地面通信产业基础雄厚,相关的研发成本已被分摊,因此能够以较低的成本应用于卫星通信领域。此外,地面通信领域的测试设备和技术也可以直接应用到卫星通信中,进一步降低开发和维护成本。
用户体验一致
实现地面网络和卫星网络之间的无缝切换,用户可以在不同的网络之间无感知地切换,而无需关心当前连接的是哪种网络。这需要芯片支持多种模式,例如同时支持地面窄带(NB-IoT)和卫星窄带通信。
频率共用
频率资源是通信系统中最宝贵的资源之一,如果地面网络和卫星网络能够共享相同的频率,将极大促进整体通信系统的效率和性能。然而,实现这一点存在诸多挑战,包括但不限于技术、政策和管理等方面。
基于以上考量,鹏鹄物宇通过5G NTN卫星物联网技术的商业化与低成本化,切入卫星互联网市场。作为全球首家5G NTN(低成本)天地一体通信一站式解决方案商,鹏鹄物宇通过基于5G NTN天地一体通信协议研发卫星物联网通信系统,并通过通信技术的优化降低卫星物联网终端成本和网络资费成本,让卫星物联网和地面物联网获得相同的使用成本和使用体验,实现全时全域的万物互联。
NI 软件无线电平台
加速卫星从通信原型技术验证
到批产自动化测试
卫星作为通信与电子系统交叉融合的超级复杂系统,在商业化进程中,无论是供给侧还是需求侧,无论是天上的卫星还是地面的通信基站,以及实现空天地一体化信号互传的过程中,都涌现出众多优秀企业。
沈晨表示:“产业链的合作模式也从过去那种精雕细琢、如同打造艺术品的方式,转变为工业化批量生产中更为高效的商业化供应链合作模式。”
实际上,测试贯穿卫星全生命周期,在当前商业化加速的背景下,批产自动化测试迫在眉睫。
而自动化测试一直是NI平台的优势,NI提供的开放软件平台及其灵活的硬件架构,加上广泛的本地合作生态系统,赋予了工程师们极大的灵活性,从而显著加速了他们在研发、验证以及生产各阶段的工作进程。
NI提供的卫星测试方案是一个全面覆盖卫星从设计、集成到发射前验证各个阶段的解决方案。该方案以NI的软件无线电平台为核心,支持从通信原型验证到批量自动化测试的全过程。
NI提供如下卫星测试关键技术,助力卫星通信行业形成高效的商业化供应链。
相控阵TRM测试:NI提供的相控阵TRM(Transmit Receive Module)测试方案,旨在覆盖从设计验证到大规模生产的整个AESA(Active Electronically Scanned Array)生产周期。该测试方案利用了PXI平台,能够提供一系列自动化测量,包括频率覆盖从50MHz到54GHz的多种测试,如频谱杂散、三阶交调、S参数等。
低轨卫星通信与5G NTN原型仿真:这个解决方案的核心是基于软件无线电(SDR)技术,允许进行端到端的通信链路仿真,并支持5G NTN技术的研发与验证。
卫星批产自动化测试:NI为卫星批产自动化测试提供了一体化测控平台,基于PXI平台支持多种测控体制,如USB、DSSS等,并具备高精度Q/V测控、高速数据传输和射频信号记录分析能力。
在未来6G时代,卫星通信将成为构建泛在互联网的重要基石。卫星测试作为促进卫星通信技术从特定小众领域迈向广泛大众应用的关键步骤,扮演着至关重要的角色。它不仅能够支撑卫星的批量规模化生产,还将显著降低成本,从而让更多创新应用成为可能。
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