لقد أصبح التكامل بين الأقمار الصناعية والأرض هو الاتجاه العام

في الوقت الحاضر، مع التقدم التدريجي لخطط نشر كوكبة الأقمار الصناعية StarLink وTelesat وOneWeb وAST، فإن الاتصالات عبر الأقمار الصناعية ذات المدار المنخفض آخذة في الارتفاع مرة أخرى. كما أن الدعوة إلى "الدمج" بين الاتصالات عبر الأقمار الصناعية والاتصالات الخلوية الأرضية ترتفع أيضاً. يعتقد تشين شانزي أن الأسباب الرئيسية لذلك هي التقدم التكنولوجي والتغيرات في الطلب.

وفيما يتعلق بالتكنولوجيا، يتمثل أحدها في التقدم الذي أحرزته تكنولوجيا إطلاق الأقمار الصناعية، بما في ذلك الابتكارات التكنولوجية الهدامة مثل "سهم واحد مع أقمار صناعية متعددة" وإعادة تدوير الصواريخ؛ والثاني هو التقدم في تكنولوجيا تصنيع الأقمار الصناعية، بما في ذلك تقدم المواد وإمدادات الطاقة وتكنولوجيا المعالجة؛ والثالث هو تكنولوجيا الدوائر المتكاملة: تطوير الأقمار الصناعية، وتصغيرها، وتركيبها، ومكوناتها، وتعزيز قدرات المعالجة على متنها؛ والرابع هو تقدم تكنولوجيا الاتصالات. مع تطور شبكات الجيل الثالث والرابع والخامس، والهوائيات واسعة النطاق، والموجات المليمترية، ومع التقدم في الشكل وما إلى ذلك، يمكن أيضًا تطبيق تكنولوجيا الاتصالات المتنقلة الخلوية الأرضية على الأقمار الصناعية.

ومن ناحية الطلب، ومع توسع تطبيقات الصناعة والأنشطة البشرية، بدأت مزايا التغطية العالمية للاتصالات الساتلية والتغطية الفضائية في الظهور. اعتبارًا من اليوم، غطى نظام الاتصالات المتنقلة الأرضية أكثر من 70% من السكان، ولكن بسبب العوامل التقنية والاقتصادية، فإنه لا يغطي سوى 20% من مساحة الأرض، أي حوالي 6% فقط من مساحة سطح الأرض. مع تطور الصناعة، أصبح الطيران والمحيطات ومصايد الأسماك والنفط والمراقبة البيئية والأنشطة الخارجية على الطرق الوعرة، فضلاً عن الاستراتيجية الوطنية والاتصالات العسكرية، وما إلى ذلك، لديها طلب قوي على تغطية واسعة النطاق والمساحة.

يعتقد تشين شانزي أن الاتصال المباشر للهواتف المحمولة بالأقمار الصناعية يعني أن الاتصالات عبر الأقمار الصناعية ستدخل السوق الاستهلاكية من سوق تطبيقات الصناعة. "ومع ذلك، فمن السخف القول إن Starlink يمكن أن تحل محل أو حتى تخريب 5G." وأشار تشن شانزي إلى أن الاتصالات عبر الأقمار الصناعية لها قيود كثيرة. الأول هو التغطية غير الصالحة للمنطقة. يمكن لثلاثة أقمار صناعية متزامنة ذات مدار عالٍ أن تغطي العالم كله. تتحرك مئات الأقمار الصناعية ذات المدار المنخفض بسرعة عالية بالنسبة للأرض ولا يمكنها التغطية إلا بشكل متساوٍ. العديد من المناطق غير صالحة لأنه لا يوجد مستخدمون فعليًا. ; ثانياً، لا يمكن للإشارات الفضائية أن تغطي الأماكن الداخلية والخارجية المغطاة بالجسور والغابات الجبلية؛ ثالثًا، تصغير محطات الأقمار الصناعية والتناقض بين الهوائيات، خاصة أن الناس اعتادوا على الهوائيات المدمجة للهواتف المحمولة العادية (المستخدمون ليس لديهم أي معنى)، ولا يزال الهاتف المحمول التجاري الحالي عبر الأقمار الصناعية يحتوي على هوائي خارجي؛ رابعا، الكفاءة الطيفية للاتصالات الساتلية أقل بكثير من الاتصالات الخلوية المتنقلة. كفاءة الطيف أعلى من 10 بت/ثانية/هرتز. أخيرًا، والأهم من ذلك، لأنه يتضمن العديد من الروابط مثل تصنيع الأقمار الصناعية، وإطلاق الأقمار الصناعية، والمعدات الأرضية، وتشغيل الأقمار الصناعية وخدماتها، فإن تكلفة بناء وتشغيل وصيانة كل قمر صناعي للاتصالات تبلغ عشرة أضعاف أو حتى مئات المرات تكلفة الأرض. المحطة الأساسية، وبالتالي فإن رسوم الاتصال سترتفع بالتأكيد. أعلى من 5G الاتصالات الخلوية الأرضية.

بالمقارنة مع نظام الاتصالات المتنقلة الخلوية الأرضية، فإن الاختلافات والتحديات التقنية الرئيسية لنظام الاتصالات عبر الأقمار الصناعية هي كما يلي: 1) تختلف خصائص الانتشار للقناة الفضائية والقناة الأرضية، وتتميز الاتصالات عبر الأقمار الصناعية بمسافة انتشار طويلة، و فقدان مسار انتشار الإشارة كبير، وتأخير الإرسال كبير. جلب التحديات لربط الميزانية وعلاقة التوقيت ومخطط النقل؛ 2) حركة الأقمار الصناعية عالية السرعة، مما يؤدي إلى أداء تتبع تزامن الوقت، وتتبع تزامن التردد (تأثير دوبلر)، وإدارة التنقل (تبديل الشعاع المتكرر والتبديل بين الأقمار الصناعية)، وأداء إزالة التشكيل والتعديل وغيرها من التحديات. على سبيل المثال، يقع الهاتف المحمول على بعد بضع مئات من الأمتار إلى مستوى الكيلومتر فقط من محطة قاعدة أرضية، ويمكن أن تدعم شبكة الجيل الخامس سرعة حركة طرفية تبلغ 500 كم / ساعة؛ بينما يبعد القمر الصناعي ذو المدار المنخفض حوالي 300 إلى 1500 كيلومتر عن الهاتف المحمول الأرضي، ويتحرك القمر الصناعي بسرعة حوالي 7.7 إلى 7.1 كيلومتر/الثانية بالنسبة إلى الأرض، بما يتجاوز 25 ألف كيلومتر/الساعة.