出品：科普中国
制作：川陀太空（科普创作者）
监制：中国科普博览
编者按：为拓展认知边界，科普中国前沿科技项目推出「未知之境」系列文章，纵览深空、深地、深海等领域突破极限的探索成果。让我们一起走进科学发现之旅，认识令人惊叹的世界。
全球首颗6G架构验证星在2024年2月已经成功入轨，并完成了阶段性的轨道运行，整体状态良好。这颗6G架构验证星由捷龙三号遥三火箭采用一箭九星的方式发射，使用的还是海上发射模式，在广东阳江附近海域点火升空。
同时进入轨道的还有「中国移动01星」，构成了天地一体双星试验系统。「中国移动01星」负责验证5G天地一体演进技术，6G架构验证星负责测试6G星载核心网系统。可以认为，我国卫星通信技术正在不断前进中，为接下来大规模发展低轨卫星通信，以及低轨卫星产业积累了相关技术。
中国移动01星与6G架构验证星发布仪式
（图片来源：中国移动）
以6G架构验证星为代表的移动双星系统测试，主要还是面向低轨卫星与地面移动通信的网络融合，用低轨卫星网络来补充地面移动网络无法覆盖到的偏远地区。
在过去，卫星通信和地面通信是两个不同的方向，随着卫星技术升级和航天发射成本降低，卫星通信开始逐渐与地面通信融合，进而延伸出近几年非常火热的卫星互联网产业。
捷龙三号火箭采用海上发射的模式
（图片来源：新华网）
为什么要开发6G验证星
全球首颗6G架构验证星，也被称为「星核验证星」，即星载核心网系统的简称，该系统使用全球首个6G分布式自治架构设计，由中科院相关机构与中国移动联合研发。
该验证星运行轨道高度约500公里，属于低轨道卫星，这也是当前卫星互联网星座常见的运行高度。低轨卫星由于运行高度低，所以具有延迟低、数据传输速度快等特点。低轨道卫星的高度低、数量大、覆盖面更广，数量大也意味着需要批量生产，成本可以大大降低。
当前我国地面移动通信系统已经能大面积覆盖城市，但对于偏远地区而言，使用低轨星座卫星网络补充，就成了比较有性价比的方案。在此基础上形成的天地一体网络，可以满足偏远山区、海区、荒漠等通信的覆盖。考虑到通信安全，6G架构验证星的设备均基于国产软硬件，自主可控能力较强，在国际上也有竞争力。
中国移动01星进入轨道
（图片来源：中国移动）
在2024年2月的2024年世界移动通信大会上，美英等西方国家达成了6G无线通信系统研发的联合声明，这说明在6G赛道上的竞争已经开始。相比较5G而言，6G的应用场景侧重卫星、低空无人机、航空航天等领域。
中国科学院院士尤肖虎指出，6G能拓展5G的边界，尤其在空地一体网络，卫星通信、无人机等领域。中国信息通信研究院的相关研究也提出：未来中国将发展6G为基础的地面与卫星全连接的庞大通信网络，以实现超大规模连接为目标。目前有关6G的研究处于关键技术突破的阶段，这也是我国研发6G架构验证星的意义所在。
卫星通信的目标之一是手机直连卫星
全球首颗6G架构验证星，也推动了手机直连低轨卫星的技术发展，这是当下商业卫星通信发展的主要目标。在国际上，移动端连接卫星网络可是有着巨大的商业价值。
2022年，爱立信、高通、泰雷兹就联合启动5G太空项目，这三家企业是国际航空航天、通信领域的巨头，代表了美欧在低轨道卫星通信的发展方向之一，试图全面融合开发卫星与地面网络。
爱立信负责地面网络覆盖，高通负责解决移动端与地轨道卫星通信问题，泰雷兹负责打造卫星。他们的策略也是利用低轨道卫星来补充地面网络，从而实现更大范围的覆盖，形成的愿景是个人手机无论处于何处，都可以实现网络高速连接，对于自动驾驶的汽车而言，可以获得稳定的高速网络，在地面基站无法覆盖的地方，卫星能提供高速网络接入。
泰雷兹公司研发的通信卫星
（图片来源：thalesgroup）
这里就存在一个争论的点，到底是否需要地面网络？非地面通信技术强调依靠卫星提供网络接入，但卫星的缺点也非常明显，信号延迟目前看仍然高于地面站所提供的信号，对于无人驾驶、工业互联网，甚至是远程手术之类的产业应用，对延迟非常敏感的终端设备，显然不能完全依靠卫星提供信号。
我们的生活将会有哪些改变
2020年，我国国家发改委将卫星互联网纳入新基建中，2021年，中国卫星网络集团有限公司成立，发挥集中力量办大事的制度优势，加快整合多个单位提出的卫星星座，比如航天科技的鸿雁星座、航天科工的虹云工程等，打造有着全球竞争力的中国星网。
由于低轨道资源本身就紧张，先到先得，全球首颗6G架构验证星的发射，说明我国已经在卫星通信、卫星互联网方面开始发力，与OneWeb等国际卫星通信项目形成竞争。
在手机直连低轨卫星方面，我国在2023年就完成了首次技术验证，未来10年，我国也将建立规模达到2万多颗卫星的低轨网络，覆盖整个地球。
智能驾驶需要高速稳定的网络支持
（图片来源：forbes）
卫星互联网，或者卫星通信与地面网络融合技术，会极大改变我们的生活，比如有智能驾驶的车辆可以获得持续且稳定的网络信号，即便在偏远地区、海岛、灾区等地面网络信号难以覆盖的地方，人们也能通过卫星网络实现高速互联网接入。
5G和6G技术互补式针对性应用，可以有效解决人们日常工作生活、工业工程高速网络使用的问题，对我国居民生活水平的提高，以及工业产业的发展有积极的促进作用。
参考文献：
1.科技日报：泰雷兹、爱立信和高通计划启动5G太空项目
2.中国通信企业协会：「中国移动01星」「‘星核’验证星」成功发射入轨
3.成都信息工程大学：「中国星网」成立！
4.中国电子科技集团公司：手机直连卫星关键技术分析与发展展望
