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預見2024:衛星互聯網產業技術趨勢展望(附技術路徑、投資方向、專利布局、科技企業布局等)

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20 張維佳 ? 2024-01-25 13:36:27  來源:前瞻產業研究院 E7591G0

行業主要上市公司:航天電子(600879),中國衛星(600118),北斗星通(002151),海格通信(002465)、華力創通(300045)等。

——衛星通信技術可填補地面通信基站空白

衛星互聯網是一種新型通信方式,是指多次發射數百顆乃至上千顆小型衛星,在低軌組成衛星星座,以這些衛星作為“空中基站”,從而達到與地面移動通信類似的效果,實現太空互聯網。它的本質就是傳統航天和通信領域的技術拓展融合。有了衛星網絡,每個人都可以通過自己的手機終端進行衛星網絡電話通訊及瀏覽互聯網。

衛星互聯網是通過衛星傳輸信號,實現互聯網接入的一種方式。在這個系統中,衛星起到了重要的橋梁作用,它們負責接收和傳輸來自地面設備的數據,并將其轉發到其他衛星或地面設備上。因此,衛星通信技術是實現衛星互聯網的關鍵基礎之一。衛星根據軌道高度可分為低軌、中軌和高軌衛星,其中低軌衛星通常位于地球表面500-2,000公里的高度。低軌衛星由于其低軌道位置,具有較小的傳輸延遲、低鏈路損耗、更大的靈活性、適用于多種應用場景、低成本等優勢。此外,通過增加低軌衛星的數量,可以提高系統的容量,與高軌衛星通信相輔相成,因此特別適用于衛星互聯網的應用。

圖表1:衛星根據不同軌道的分類

低軌衛星通信系統的基本組成部分包括衛星、地面站和用戶終端。衛星是通信的主要承載者,負責信息的傳輸;地面站負責信息接收和處理,以及對衛星的控制;用戶終端則是用戶接入網絡的設備,可以是手機、計算機或者其他設備

圖表2:低軌衛星的組成

——衛星互聯網可實現全球通信覆蓋

衛星互聯網具有廣覆蓋、低延時、寬帶化和低成本的特點。作為空間通信基礎設施,衛星互聯網的建設也將為后續全球物聯網提供條件保障。

圖表3:衛星互聯網特點

——衛星互聯網主要有四大應用方向

衛星互聯網商業應用場景主要包括盲點區域及航空網絡覆蓋、軍事通信、偏遠地區通信和重大災難應急通信等。建設衛星互聯網是解決地球“無互聯網”人口數字鴻溝問題的重要手段,是實現網絡信息地區連續覆蓋普惠共享的有效補充。

圖表4:衛星互聯網核心應用場景

技術路線:衛星互聯網技術發展路徑與支撐體系

從技術路線發展來看,當前衛星互聯網技術主要集中在空間段及地面段的基礎設施建設,上游衛星制造、衛星發射及地面設備中的地面站建設將成為未來技術發展的焦點。

從技術支撐體系來看,中國衛星互聯網創新單元主要包括區域光纖通信網與新型光通信系統國家重點實驗室、信息光子學與光通信國家重點實驗室等國家重點實驗室;河南航淇衛星互聯產業基金、中安國通衛星產業基金、衛星互聯產業基金等產業投資基金;《衛星導航增強信息互聯網傳輸 第1部分:播發體制》、《衛星導航增強信息互聯網傳輸 第2部分:接口要求》等國家標準計劃。

圖表5:衛星互聯網技術發展路徑與支撐體系

衛星互聯網專利技術布局:地面設備技術為布局重點

——地面設備技術為衛星互聯網專利技術布局重點,申請熱度和布局廣度較高

從衛星互聯網細分專利技術申請的熱度來看,地面設備技術具備較高的專利申請熱度,專利申請總量為254692項,申請人數量達88026個;從技術跨度來看,有地面設備和衛星制造技術專利申請量較多,技術跨度分別達631個和605個IPC小類;從技術市場覆蓋廣度來看,衛星制造和地面設備技術均覆蓋90個以上國家和地區,說明這些技術受到全球范圍內的關注和研究。

圖表6:2023年全球衛星互聯網技術專利情況對比(單位:項,個)

注:1)搜索關鍵詞:衛星互聯網技術路線相關關鍵詞;2)搜索范圍:標題、摘要和權利說明;3)統計截至日期:2024年1月17日。下同。

——美國和中國為衛星互聯網主要技術來源

從專利地域分布來看,美國在衛星制造、衛星發射和地面設備細分技術領域創新均較為活躍,專利數量全球第一;此外中國、德國、俄羅斯和日本等在衛星互聯網相關技術專利布局較多;從申請人來看,美敦力公司、高通股份有限公司、通用電氣公司等為衛星互聯網相關技術專利主要申請人。

圖表7:2023年全球衛星互聯網技術專利地區和前十申請人分布(單位:%)

衛星互聯網科技企業技術布局:空間段及地面段的基礎設施技術為企業布局重點

目前,中國衛星互聯網企業已經在實現衛星制造、衛星發射、地面設備領域實現技術有效布局等。其中,技術空間段及地面段的基礎設施相關技術為企業布局重點,未來衛星制造、衛星發射及地面設備中的地面站技術將成為關注的重點。

圖表8:衛星互聯網企業技術及產品布局

注:以上排名不分先后,僅匯總行業內部分代表性科技企業。

衛星互聯網技術投資重點賽道:重點關注領域分布均衡

從我國衛星互聯網投融資熱門賽道來看,2022-2023年,衛星制造、衛星發射及地面設備領域關注度分布較為均衡;其中,地面設備投融資事件數量占36%;衛星發射和衛星制造投融資事件數量占比均為32%。

圖表9:2022-2023年中國衛星互聯網技術投資賽道分布(單位:%)

衛星互聯網關鍵技術投資潛力評估

綜合來看,衛星互聯網領域的衛星制造、衛星發射和地面設備資本市場均較為活躍,而衛星制造和視地面設備等成為企業技術創新熱點領域。

圖表10:衛星互聯網技術投資潛力評估

注:評估星級自一星至三星,星級越高,代表從該指標來看,技術投資潛力越大,☆代表半星。

衛星互聯網技術發展趨勢與目標

——政策推動衛星互聯網基礎設施建設及應用拓展

近年來,我國相繼出臺了一系列政策文件和規劃綱要,從基礎設施建設、商業應用等方面支持衛星互聯網行業的發展。根據《“十四五”信息通信行業發展規劃》,“十四五”期間加強衛星通信頂層設計和統籌布局,推動高軌衛星與中低軌衛星協調發展。推進衛星通信系統與地面信息通信系統深度融合,初步形成覆蓋全球、天地一體的信息網絡,為陸海空天各類用戶提供全球信息網絡服務。積極參與衛星通信國際標準制定。鼓勵衛星通信應用創新,促進北斗衛星導航系統在信息通信領域規模化應用,在航空、航海、公共安全和應急、交通能源等領域推廣應用。

圖表11:衛星互聯網技術發展目標

——衛星互聯網技術發展趨勢

未來衛星互聯網技術將朝著更高效、更智能、更安全、更低成本的方向發展,為全球用戶提供更好的服務。

圖表12:衛星互聯網技術發展趨勢

以上數據參考前瞻產業研究院《全球及中國衛星互聯網行業發展前景與投資戰略規劃分析報告》。

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