経済的観點からは、宇宙と地上が連攜し、完全に機能するインテリジェント システムを構築することによって、軍事、民間、商業(yè)のニーズが満たされるようになり、各分野に効率的、安全的、信頼性の高い情報伝達と共同作業(yè)能力を提供することができ、大きな経済的利益を生み出す。社會的観點からは、特に地上通信では有効な対応が困難な地域において、情報資源の総合的な活用?共有を通じて、政府の意思決定、社會サービス、科學研究などを総合的に支援し、公共サービスの水準と質(zhì)を向上させ、社會の持続可能性の発展を促進する。
即ち、6G ネットワークの重要な部分としての宇宙-空-地上統(tǒng)合ネットワークは、將來の通信技術の開発方向であり、幅広い応用の可能性と優(yōu)れた価値を持っている。
一、國內(nèi)外の開発狀況
6G の中核要素として、宇宙-空-地上統(tǒng)合ネットワークは多くの國のイノベーション戦略に組み込まれ、國內(nèi)外では戦略的高地と見なされる衛(wèi)星インターネットの配置を加速しており、宇宙-空-地上統(tǒng)合ネットワークの進展を促進してる。2021 年の時點で、世界中の少なくとも 20 社が全球をカバーする低軌道衛(wèi)星計畫を発表している。最も典型的なのはSpaceXのStarlink計畫である。衛(wèi)星インターネットの分野では、低軌道衛(wèi)星とそれが利用するKu?Ka周波數(shù)範囲は、コストや利得効果などの理由から戦略的希少資源となっている。歐州と米國は強力な人工衛(wèi)星の製造と打ち上げ能力で主導権を握っている。2029 年までに、地球低軌道空間と Ku?Ka周波數(shù)範囲リソースはほとんど殘らなくなると予想される。
近年、我が國は比較的完全な衛(wèi)星の製造および打ち上げ體系を確立したが、衛(wèi)星インターネットの構築に関しては、主に限られたネットワークカバー範囲、宇宙インフラストラクチャ構築の高いコスト、および産業(yè)市場化が低いなどの面において、歐米と差がある。衛(wèi)星インターネットの開発に対する緊急の要件を考慮して、我が國は2017年以來、複數(shù)の低軌道衛(wèi)星群計畫を相次いで立ち上げてきた。2020年には衛(wèi)星インターネットが初めて新たなインフラの対象となり、國家戦略プロジェクトとなった。2021年4月末、中國衛(wèi)星網(wǎng)集団有限公司が設立され、「國家チーム」として総合的な企畫と運営を行い、中國衛(wèi)星インターネット産業(yè)チェーンの上流と下流の協(xié)調(diào)発展を加速する?，F(xiàn)在までに、2つの低軌道衛(wèi)星群の申請が完了し、2027年には合計12,992機の衛(wèi)星の打ち上げと信號検証が完了する予定だ。
二、宇宙-空-地上統(tǒng)合ネットワークにおけるキーテクノロジーの開発狀況
宇宙、宇宙、地上の統(tǒng)合は、航空宇宙、通信、コンピューター、エレクトロニクス、その他の分野のテクノロジーを含む革新的なコンピューティング アーキテクチャである?，F(xiàn)在の開発の焦點は、マルチネットワークの統(tǒng)合、ネットワークの最適化、効率的な運用と制御、超大容量などだ。代表的な技術としては、ハンドオーバーアクセス技術、衛(wèi)星用トランスポンダ技術、衛(wèi)星間リンク技術、地上統(tǒng)合技術などが挙げられる。
1.ハンドオーバーアクセス技術。ハンドオーバーアクセス技術とは、航空ネットワークと地上ネットワーク、異なる衛(wèi)星システム、異なる周波數(shù)の間でスムーズなハンドオーバーを?qū)g現(xiàn)し、高ダイナミックス下でのサービスの継続性を確保するための重要なテクノロジーである。現(xiàn)在、歐米諸國では衛(wèi)星と地上基地局の切り替えがある程度進んでいるが、中國はまだ初期段階にある。China Satcomグループと通信事業(yè)者は、衛(wèi)星と 5G 間のスイッチング技術の研究開発で協(xié)力してきた。
この分野で直面する主な課題には、大きなハンドオーバー遅延、ハンドオーバーポリシーの最適化、互換性と規(guī)格のズレなどが含まれる。
2.衛(wèi)星用トランスポンダ技術。衛(wèi)星用トランスポンダは衛(wèi)星に搭載された情報中継を務める擔體であり、その動作モードには主に次の 2 つのタイプがある: a) トランスペアレント転送動作モード。トランスポンダは信號中継としてのみ使用され、トランザクションデータを取り扱わない。長所は、この技術がシンプルでコストが低いが、短所は、衛(wèi)星間のコラボレーションをサポートしておらず、インテリジェンスのレベルが低いことだ。 b). 「回生型」衛(wèi)星用転送動作モード。衛(wèi)星上基地局とも呼ばれるこのモードでは、トランスポンダが衛(wèi)星上でのデータ処理機能を備えており、よりインテリジェントなルーティング転送と トランザクションスケジューリングを?qū)g現(xiàn)できる。國內(nèi)外の新興メガスターステレーションのほとんどがこの動作モードを採用している。
現(xiàn)在、この分野が直面している主な課題には、小型化設計、衛(wèi)星間の正確なポインティングなどが含まれる。
3.衛(wèi)星間リンク技術。衛(wèi)星間リンク技術とは、衛(wèi)星間の情報中継?ネットワーク技術を指す?，F(xiàn)在、レーザー通信は、高スループット、高帯域幅、強力な耐干渉性、高セキュリティなどの利點により、衛(wèi)星間リンクの主要な伝送方式になりつつある。
この分野の発展が直面する主な課題には、高ダイナミクス下での衛(wèi)星の捕捉と追跡、大容量の情報伝送、衛(wèi)星間ネットワークのインテリジェントな協(xié)調(diào)管理が含まれる。
4.地上コンバージド テクノロジー。地上と宇宙の緊密なコンバージド には、地上と宇宙ステーションのリソースのオープンな共有、地上ベースのクラウド コンピューティングと宇宙ベースのプラットフォームの融合、地上ビッグ データと宇宙ベースのモニタリングの共同アプリケーションなどが含まれる。SpaceX は、衛(wèi)星ネットワークと地上ネットワークを接続するために、世界中に何百もの地上?宇宙ステーションを配備した。中國航天科技集団が複數(shù)の業(yè)者?機関と共同開発した「宇宙?地球統(tǒng)合衛(wèi)星アプリケーションクラウドプラットフォーム」は、リモートセンシング、通信、ナビゲーションなどのさまざまな宇宙情報リソースを統(tǒng)合し、ユーザーに宇宙データサービスを提供する。これらは、コンバージド テクノロジーの典型的なケースだ。
この分野の発展が直面する主な課題には、管理システムの制約、統(tǒng)一基準の欠如、空?地上の協(xié)力メカニズムの確立などが含まれる。
三、國內(nèi)産業(yè)チェーンの配置と代表的な企業(yè)
1.上流: 宇宙インフラとペイロードの開発、地上機器の製造と統(tǒng)合、通信ネットワークの構築と運用、コンピューティングパワーとストレージ機器の製造と統(tǒng)合が含まれる。
a)宇宙インフラとペイロードの開発: 衛(wèi)星プラットフォームの設計と製造、ペイロード機器の研究開発と生産、ロケットの設計と打ち上げが含まれる。典型的な企業(yè)には、航空宇宙科學技術、航空宇宙科學および産業(yè)などが含まれる。
b)地上機器の製造と統(tǒng)合: 地上局の設計と製造、端末機器の開発とシステム統(tǒng)合が含まれる。代表的な企業(yè)としては、China Satcom、Higer Communications などが挙げられる。
c)通信ネットワーク構築?運用：地上ネットワークおよび衛(wèi)星通信ネットワークの構築?運用を含む。代表的な企業(yè)としては、大手通信事業(yè)者 3 社、中國広播電視臺などが挙げられる。
d)コンピューティングパワーおよびストレージ機器の製造およびサービス: コンピューティングパワーおよびストレージ機器の開発、クラウドコンピューティングプラットフォームなどを含む。代表的な企業(yè)としては、Inspur、Sugon などが挙げられる。
2.中流：衛(wèi)星通信システムの構築と運用、宇宙データの送信と処理を含む。
a)衛(wèi)星通信システムの構築?運用：衛(wèi)星群の設計?打上げ計畫策定、通信システムの構築?運用を含む。代表的な企業(yè)としては、China Satcom、China Electronics Technology などが挙げられる。
b)空間データの送信と処理: ビッグデータの構築、データ サービスとアプリケーションの実裝を提供する。代表的な企業(yè)としては、チャイナ リソース 衛(wèi)星アプリケーション センター、チャイナ スペースなどが挙げられる。
3.下流:主に空間情報サービスとアプリケーション製品が含まれる。
a)衛(wèi)星ナビゲーション: 交通分野における精確なナビゲーション、無人運転、その他のシナリオに使用される。宇宙-空-地上統(tǒng)合ネットワークにより、測位精度と通信範囲が大幅に向上すると同時に、ナビゲーションと通信の有機的な組み合わせにより、ナビゲーション體験が向上する。代表的な企業(yè)としては、Beidou Navigation、Baidu Maps などが挙げられる。
b)衛(wèi)星通信：陸、海、空の三次元総合通信支援、緊急救助、通信?放送などのシナリオに使用される。宇宙-空-地上統(tǒng)合ネットワークのもとで、空?地上リソースの統(tǒng)合スケジューリングを?qū)g現(xiàn)し、モビリティとビジネスの多様性をサポートできるようになる。代表的な企業(yè)としては、China Satcom、Aerospace Cloud Network などが挙げられる。
c)リモート センシング モニタリング: 都市計畫、環(huán)境モニタリング、精密農(nóng)業(yè)、その他のシナリオで使用される。宇宙-空-地上統(tǒng)合ネットワークにより、監(jiān)視の精度、密度、カバー範囲が大幅に向上し、適用場面と経済的メリットが大幅に拡大する。代表的な企業(yè)としては、Beidou Cloud Network、Greentown Smart Valley などが挙げられる。
IoEの時代に直面し、天と地のリソースを徹底的に統(tǒng)合し、共同で適用することが、ユビキタスなインテリジェント接続を?qū)g現(xiàn)する鍵となります。宇宙-空-地上統(tǒng)合ネットワークは、宇宙ベースの高解像度ビジョンと高密度地上アクセスの利點を最大限に活用し、大規(guī)模な異種端末間の信頼性の高いリンクを?qū)g現(xiàn)するための基盤として、リアルタイム、動的、分散型オンデマンドの新しい通信システムを構築した。宇宙-空-地上統(tǒng)合ネットワーク市場は既にイノベーションとチャンスに満ちた分野となっており、將來的には大きな経済的?社會的利益を生み出すことは間違いない。
