内容提要

本书主要介绍了卫星互联网的概念、卫星互联网的价值、国内外卫星互联网的主要计划、卫星互联网的关键技术、卫星互联网的主要应用、卫星互联网与未来空间基础设施的融合、卫星互联网的展望7个方面的内容。通过对上述内容的论述，本书尽可能完整地展示了卫星互联网技术和产业的总体面貌。

本书的主要读者为对信息技术有较大兴趣的各行业读者，尤其适合关注航天技术和新一代信息网络发展和应用的学生、跨行业研究人员、政府工作人员、投资界人士、科技和产业媒体从业人员阅读参考。此外，本书也可作为大学本科有关课程的教学辅助读物。

序

当今通信世界，正在建设5G地面通信网络，以天地一体化为特点的6G网络研究也已经启动。但在人类非居住区，如海洋、山区、沙漠和边远地区，限于经济等因素，地面信息网络的覆盖很难延伸。在我国，尽管国家付出了巨大的努力，地面移动通信网络的覆盖率仍小于国土面积的40%。

用卫星通信网的高覆盖能力，解决全球通信问题将具有十分广阔的应用场景。人们可以用卫星把地面互联网拓展到海上、空中、太空，并将信息传送至深空；可以用通信星座组网的方式实现全球无缝覆盖的互联网接入；还可以通过快速提升卫星容量，支持宽带互联网接入，为天基宽带互联网星座的建设和应用提供最根本的驱动力。

未来的网络，不仅仅是人与人之间的连接，更是物与物的连接。当今的信息网络，其技术特征已经从基于人的连接转向基于包括人、机、物所有事物的连接；技术中心从以信息传输为中心向以信息服务为中心转移，同时从信息化向智能化拓展；技术价值正在向更多用户服务拓展至环境监测、森林防火、海洋监测、洪涝预警，无人机、导弹、舰船、车辆的协同控制等方面及典型的物联网应用场景。卫星通信的应用，为实现全球化的物联网覆盖提供了可能。

未来的6G时代，移动通信网将融合卫星通信，成为覆盖空、天、地、海的泛在网络。天基信息网络与地面5G、6G不是谁替代谁的关系，而是优势互补、深度融合。

到目前为止，国际上已经有多个天基信息网络进入了工程建设阶段，包括星链、一网星座、柯伊伯项目，当然，中国有关单位也已经提出了一些覆盖全球的天基信息网络计划。天基互联网已经作为信息基础设施的一部分，被纳入国家新型基础设施建设的总体纲要，中国一定会建设完全自主可控的高性能宽带卫星互联网星座，促进通信网络的全球化。

在这样的背景下，面向社会公众和跨行业人士普及天基互联网的有关知识，以关心和支持天基互联网的发展，积极参与天基互联网的应用，十分必要。希望《卫星互联网助力新基建的硬科技》这本书能够为相关天基互联网产业的科学普及起到推动作用，并且成为一系列航天应用知识传播活动的新起点。

中国工程院院士

前言

互联网的鼻祖是1969年美国国防部高级研究计划局（DARPA）建立的、最初用于军事连接的阿帕网（ARPANET）。随着应用的不断扩展，网络用户逐渐从军方扩展到高校及更多机构，互联网也逐渐从局域互联扩展到广域互联、国际互联。经过半个多世纪的发展，互联网已经走进了寻常百姓家，成为人民群众日常生活不可或缺的一部分。

传统的地面通信网络在海洋、沙漠及山区等偏远地区环境下铺设难度大且运营成本高，数十年来让全球互联始终存在“最后一公里”之痛。随着航天技术的发展，把基站搬上太空的呼声越来越高，用卫星解决全球互联之痛，成为不二选择。卫星互联网设施受地理条件和自然灾害的影响小，具有全球覆盖、成本低、不受地域限制等显著优势，可以与地面通信网络实现互补。

20世纪90年代，国外涌现出了一些提供通信和网络服务的卫星星座。美国铱星、全球星、轨道通信等多家公司都曾试图建立一个天基网络，销售独立的卫星电话或上网终端。由于当时的技术、产业生态等条件不够成熟，大多数星座计划步履维艰、无以为继。近几年来，随着5G、大数据、云计算、移动互联网的不断发展，新的互联网应用场景层出不穷，产业需求呈井喷之势，国内外再次掀起了打造低轨星座系统、构建卫星互联网的热潮，积极抢占全球无缝接入新资源。