卫星通信新趋势有哪些？

摘要：近年来，卫星通信领域正迎来新一轮发展热潮。这一趋势既源于新型发射技术、小型化载荷、先进星载计算能力等关键技术的持续突破，也得益于私营资本与风险投资的深度参与和积极推动。本文系统梳理了当前卫星通信领域的前沿技术演进路径，并聚焦于若干具有重要学术价值与应用潜力的开放性研究方向。文章首先剖析了驱动行业变革的核心动力，包括低轨巨型星座的规模化部署、星上实时信号处理与智能计算能力的显著提升、非地面网络（NTN）与地面通信系统的深度融合、以及天基数据采集、预处理与边缘智能分析能力的快速增强。其次，重点探讨了卫星通信最具前景的应用场景，涵盖5G/6G移动通信网络的空天地一体化集成、高可靠空间在轨通信链路构建、高时效地球观测数据回传与分发、航空器与船舶的全球无缝跟踪与宽带互联等关键领域。在此基础上，本文从系统架构设计、空中接口协议、介质访问控制机制、网络层协议栈与拓扑管理、以及实验验证平台与原型系统开发五个维度，展开了全面而深入的文献综述。文章前瞻性地指出了该领域未来面临的关键技术挑战，并对应提出了一系列亟待探索的开放研究课题。
关键词：卫星通信；天基数据采集；5G/6G融合；非地面网络；新型星座；星载处理；空中接口；MAC协议；网络架构；实验验证平台。
一、引言
自20世纪中叶问世以来，卫星通信已在广播电视传输、骨干网络回程、远程新闻采集等领域发挥重要作用。当前，伴随互联网应用形态深刻变革与用户需求持续升级，卫星通信正加速迈向以数据服务为核心的新阶段——即面向宽带化、智能化、泛在化的下一代卫星通信体系。这一转型主要受两大因素驱动：其一，高清及超高清流媒体服务已全面取代传统线性广播模式，对上行带宽、时延稳定性与服务质量提出更高要求；其二，全球范围内仍存在大量宽带覆盖空白区域，如广大农村地区、远洋航线、高空航路及部分欠发达国家，亟需低成本、广覆盖、高可靠的通信解决方案。与此同时，5G及后续演进系统强调多维异构网络的协同融合，而卫星通信凭借其天然广域覆盖与独立运行优势，成为实现真正全域、全时、全业务连接不可或缺的一环。尤为值得关注的是，新空间运动正重塑产业生态——大量创新型私营企业依托模块化设计、批量化制造与快速迭代能力，大幅降低入轨门槛与运营成本，推动宽带通信与遥感观测等多样化任务蓬勃发展，也为卫星通信系统的技术创新提供了广阔实践土壤与持续动力。