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近年来，宽带卫星通信市场快速发展。2022年SpaceX公司宣布，其全球用户数已经超过100万。
手机市场也纷纷投入到卫星连接技术中来，在2021年，传言iPhone 13即支持卫星通信（见文章《传遍朋友圈的“iPhone 13支持卫星通信”，支持的究竟是什么？》），2022年9月6日，华为发布Mate50手机，手机即可连接北斗卫星网络发送短报文，小小的智能手机也拥有了“捅破天”技术。
过去10年，宽带卫星技术经历了什么样的发展？未来10年，卫星通信技术又将走向何处？
在2023年2月最新的Microwave Journal杂志中，欧林工程学院Whitney等人发表名为《当前宽带卫星通信市场综述》文章，对卫星市场做了全面综述。原文见文章底部阅读全文链接，以下为此文章的中文翻译（有修改），欢迎留言讨论。
当前宽带卫星通信市场综述
Argyris Kriezis and Abby Omer, Olin College of Engineering, Needham, Mass.
自2012年到2023年以来，宽带卫星产业的发展可以用前所未有、神秘莫测来形容。
本文对过去10年宽带卫星的发展的历史里程碑、系统发展、面临的挑战做了整体梳理。主要关注以下三种卫星系统的发展：
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非地球静止轨道（NGSO，Non-geostationary）
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低地球轨道星座（LEO，Low Earth Orbit）
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地球静止轨道 (GSO，Geostationary)
根据OSSTP在2022年4月的统计，已有超过20个独立实体向FCC提交了美国卫星通信市场准入申请。这些申请通过使用覆盖Ku、Ka以及V波段的共计70,000颗卫星，提供固定宽带服务，部分实体已经开始进行卫星部署。截至2022年12月1日，OneWeb、Starlink等公司共有4,000多颗非地球静止轨道（NGSO）卫星在轨运行。发射数量与在轨运行数量如下图所示。
这些卫星实现技术的技术框架及法律基石主要是在20世纪90年代末到21世纪初建立的，同时在一些早期的系统如Skybridge、Teledesic等做了落地。虽然这些早期的卫星网络系统没有在商业上取得成功，但他们却触发了整个卫星行业的发展。这些努力有且于在国际电信联盟（ITU）内推动建立一些技术及规范标准，也有助于改善FCC内处理卫星相关提案的框架。另外，这些网络还推动了终端、网关、传输架构等的低成本方案技术发展，这些都是当前宽带卫星产业蓬勃发展的重要基础。
宽带卫星历史：十年回顾
Wyler。
Wyler的卫星计划时间线
CEO Dan Goldberg沟通了LEO宽带星座计划。Goldberg首先在加拿大申请接入ITU现有的COMMStellation星座，在申请频谱获批后，Goldberg组建了自己的星座，也就是现在被称为Lightspeed的Telesat NGSO星座。
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Starlink和OneWeb达成了频谱协调协议 -
美国AST SpaceMobile公司也宣布可以直接用于手机的低速率通信服务（非宽带通信） -
ViaSat和Inmarsat这两个最大的卫星服务公司之一，也同意以73亿美元的协议合并
图：部分LEO/MEO/GEO卫星系统统计
（至2022年12月3日）
技术和监管挑战
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低成本方案 -
用户终端 -
高效固态功率放大器 -
发射器
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干扰的限制 -
国际电联申请中的部署截止日期 -
FCC 对NGSO的更新许可规则以及共享框架
技术挑战
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SpaceX（美国）：猎鹰8号 -
ULA（美国）：Atlas V -
Arianespace（法国）/Roscosmos（俄罗斯）：Soyuz-2 -
Arianespace（法国）：Ariane
Lab的Electron和Virgin Orbit的Launcher One也有成功将有效载荷送入轨道的经验，预计到2024年后，这些发射器每年预计有超过10次的发射。
监管挑战
Radiocommunication Conference，全球通信会议），WRC也是这三到五年协议审查的高潮期。在两个WRC召开之间的几年时间里，工作组（Working Parties，WPs）和研究小组（Study Groups，SGs）合作进行分析，并就频谱分配、许可、干扰管理和未来研究等主题提出建议。参加WRC的国家代表包括：
-
国家监管机构（如美国FCC和英国的Ofcom） -
行业参与者（如Intelsat、EchoStar、OneWeb、ViaSat、SpaceX及Amazon等） -
政府实体（如国家电信信息管理局、国家航空航天局等）
-
通过限制功率通量密度，保护现有地面网络 -
通过基于时间统计的功率通量密度，缓解地球静止系统的干扰 -
部署时间要求，定义向ITU提交发射申请卫星的最晚发射要求 -
5G/6G技术中，空中/地面频谱分配及协调规则
Communications Commission，联邦通信委员会）监管。与地面系统不同，FCC对卫星频谱分配采取“批次处理”（Processing Round）机制，其处理流程如下图所示（慧智微注）：
结 论
[1].Kriezis and W.Q. Lohmeyer,
“U.S. Market Access Authorization Timeline Analysis for Megaconstellation
Networks,” Olin Satellite + Spectrum Technology & Policy (OSSTP) Group
Industry Reports, Web: https://www.osstp.org/fcc-analysis.
[2].SpaceX, “SpaceX Launches,” Web:
https://www .spacex.com/launches/.
[3].“OneWeb Launch Programme,” Web:
https://oneweb. net/resources /launch-programme.
[4].R. Barry, P. Bustamante, D.
Guo, M. Honig, W.Q. Lohmeyer, I. Murtazashvili, S. Palo, “Spectrum Rights in
Outer Space: Interference Management for Mega-constellations,”
Telecommunications Policy Research Conference (TPRC), Washington, D.C.,
September 16-17, 2022.
[5].U. Gupta., A. Tan, J. Liu, W.Q.
Lohmeyer, “A Description and Comparison of Modern Flat Panel Antenna Technology
for Ku-/Ka-Band User Terminals in Low Earth Orbit (LEO) Satellite
Communications Systems,” Microwave Journal, Vol. 69, No. 9, September 2021.
[6].U. Gupta, A. Tan, W.Q.
Lohmeyer, J. Liu, “Antenna Performance Specifications for Ka-/Ku-Band User
Terminals in Low Earth Orbit (LEO) Satellite Communications Systems,” Microwave
Journal, Vol. 69, No. 9, September 2021.
[7].M. Kan, “SpaceX has been
selling Starlink Dishes at a Huge Loss,” PC Mag, April 6, 2021, Web:
https://www. pcmag.com/ news/spacex-has-been-selling-starlink -dishes-at-a-huge-loss-despite-499-price.a) Tan and W.Q., Lohmeyer, “Modern
Low-Cost Phased Array Technologies and Accompanying Fixed Satellite Service
(FSS) Regulatory Requirements,” IEEE International Symposium on Phased Array
Systems and Technology, Waltham, Mass., October 11-14, 2022.
[8].W.Q. Lohmeyer, R.J. Aniceto and
K.L. Cahoy, “Communication Satellite Power Amplifiers: Current and Future SSPA
and TWTA Technologies,” International Journal of Satellite Communications and
Networking, doi:10.1002/sat.1098.
[9].Akash Systems, “A Fundamental
Advantage in Technology: The Power of Synthetic Diamond,” Web:
https://akashsystems.com/technology/.
[10]. J. Pahl, Interference Analysis, Wiley, 2016.
[11]. “Federal Communications Commission,” USAGov, U.S. Government, Web:https://www.usa .gov/federal-agencies/federal-communications-commission#:~:text=The%20Federal%20 Communications%20Commission%20regulates,a%20robust%20and%20competitive%20market.
[12]. “Amendment of the Commission’s Space Station Licensing Rules and
Policies,” 18 FCC Rcd. 10760, 2003.
[13]. “House Committee Leaders Introduce Bipartisan Bills to Update
Satellite Rules,” Space News, December 9, 2022, Web:
https://spacenews. com/house -committee- leaders -introduce- bipartisan-bills-to -update- satellite-rules/.
[14]. “Expediting Initial Processing of Satellite and Earth Station
Applications; Space Innovation,” IB Docket Nos. 22–411, 22–271, November 30,
2022.
[15]. “Request for Orbital Deployment and Operating Authority for the
SpaceX Gen2 NGSO Satellite System,” IBFS File Nos. SAT-LOA-20200526-00055 and
SAT-AMD-20210818-00105 December 1, 2022.
[16]. “Starlink and OneWeb Reach Spectrum Coordination Plan,” Space News,
June 14, 2022, Web:
https://spacenews.com/starlink-and-oneweb-reach-spectrum-coordination-plan/.
[17]. “Amazon and Telesat Coordinate their Planned NGSO Constellations,”
Space News, September 21, 2022, Web:
https://spacenews. com/amazon -and-telesat-coordinate -their-planned -ngso-constellations/.
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