低轨通信卫星：开启6G通信时代，带动千亿规模市场.pdf

chinastock 证券研究报告 请务必阅读正文最后的中国银河证券股份公司免责声明 行业深度报告军工行业 2019年 04月 12日 低轨通信卫星： 开启 6G通信时代，带动千亿规模市场 国防军工 推荐 （维持） 核心观点： “6G=5G+卫星网络” ，卫星通信应用前景广阔 2017年 11月，英国电信集团（BT）首席网络架构师 Neil McRae 对 6G通信进行了展望，他认为 6G将是“5G+卫星网络”，在 5G的基础 上集成卫星网络来实现全球覆盖，并有望在 2025年得到商用。 2018年 11月，我国科技部拟将“与 5G/6G融合的卫星通信技术研 究与原理验证”课题，列入国家重点研发计划“宽带通信和新型网络” 重点专项中，说明我国也已经认识到卫星通信在未来通信领域的重要 性，表明卫星通信将在 5G/6G 通信时代有广阔的应用前景。 低轨卫星通信应用时机已经成熟，成为投资热点 低轨卫星通信优势明显，应用阻碍得到解决。低轨通信卫星距离 地面近、通信时延短、数据传输率高，移动终端重量、体积与个人移动 设备相差无几，更适合大众普及。随着现代移动通信和电子元器件技术 的飞速发展，制约早期低轨通信卫星系统的通话质量、数据传输速率和 使用成本等问题迎刃而解，未来个人移动终端与卫星直连通话、上网已 不是遥不可及，低轨卫星通信的应用时机已经成熟。 国外公司加紧布局。 据 Internet World Stats 统计， 截至 2017 年 6 月， 全球互联网普及率约为 51.7%，意味着仍有约一半的人口未实现互联网 连接， 面对如此广阔市场， 近年来波音、 空客、 亚马逊、 Google、 Facebook、 SpaceX 等高科技企业纷纷投资低轨卫星通信领域，提出了 OneWeb、 Starlink等十余个低轨卫星通信系统方案，目标是实现全球互联网覆盖， 若这些方案得以实施，未来五年内将有 20000余颗低轨卫星进入太空。 低轨卫星轨道和频谱资源竞争将愈演愈烈。 轨道和频谱是通信卫星 能够正常运行的先决条件， 国外公司纷纷推出规模庞大的低轨卫星系统 方案以抢占有限的低轨卫星轨道和频谱资源， 争取在低轨卫星通信系统 组网建设上占得先机， “跑马圈地”意图明显。 国内低轨卫星通信系统建设提上日程，将开启千亿市场 面对国外发展迅猛的低轨卫星通信系统， 国内航天科技和航天科工 集团分别提出了“鸿雁”和“虹云”低轨卫星通信星座计划，将分别发 射 300颗和 156 颗低轨通信卫星组建太空通信网，两个系统计划将于 2023年建设完成，目前两个系统的首颗实验星都已于 2018 年底试射成 功。 “鸿雁”和“虹云”系统首期组网建设投资估计约为 300亿元，根 据 SIA的数据，卫星组网费用占整个卫星产业链产值的 7.5%左右，由 此测算，预计低轨卫星通信产业规模将达到约 4000亿元，我国亦将进 入低轨卫星通信时代。 投资建议 随着“鸿雁”和“虹云”两个低轨卫星通信系统的逐步实施，与卫 星制造和火箭发射紧密相关的中国卫星（600118.SH）和航天电子 （600879.SH）等公司将首先受益，未来与地面设备、通信系统运营相 关的企业也将蓬勃发展。 风险提示：低轨卫星通信系统建设进展不及预期。 分析师 李良 ：010-66568330 ：liliang_yjchinastock 执业证书编号：S0130515090001 联系人：温肇东 ：010-66568330 ：wenzhaodong_yjchinastock 相关研究 请务必阅读正文最后的中国银河证券股份公司免责声明。 2 table_page1 行业深度报告/军工行业 目 录 一、低轨通信卫星概述 . 3 （一）卫星通信技术 . 3 （二）低轨卫星通信系统基本构成 . 4 （三）低轨卫星通信应用时机已经成熟 . 4 二、早期低轨通信卫星系统生不逢时，不断升级换代 . 5 （一）铱星系统 . 5 （二）全球星系统 . 7 三、国外公司加紧布局新一带低轨卫星通信系统 . 8 （一）抢占 30亿“未连接市场”，多家公司积极布局低轨卫星通信 . 8 （二）OneWeb 系统 . 9 （三）Starlink系统 . 11 四、我国低轨通信卫星发展进入战略机遇期 . 12 （一）世界各国轨道频谱资源竞争激烈 . 12 （二）中国力量加入低轨通信卫星竞争阵营 . 13 （三）“鸿雁”系统 . 14 （四）“虹云”系统 . 15 五、未来我国低轨卫星通信产业规模将超千亿 . 16 （一）航天产业前景广阔，我国通信卫星产业增长迅速 . 16 （二）“6G=5G+卫星网络”，卫星助力开启通信新时代 . 18 （三）低轨卫星通信产业规模将超千亿 . 21 六、重点公司 . 23 （一）中国卫星（600118.SH） . 23 （二）航天电子（600879.SH） . 24 图目录 . 26 表目录 . 27 请务必阅读正文最后的中国银河证券股份公司免责声明。 3 table_page1 行业深度报告/军工行业 一、低轨通信卫星概述 （一）卫星通信技术 卫星通信技术（Satellite communication technology）是一种利用人造地球卫星作为中继站 来转发无线电波而进行的两个或多个终端之间的通信。自 20世纪 90年代以来，电子信息技术 的迅猛发展推动了卫星移动通信的进步。卫星通信具有覆盖范围广、通信容量大、传输质量 好、组网方便迅速、便于实现全球无缝链接等众多优点，被认为是建立全球个人通信必不可 少的一种重要手段。 图 1卫星通信特点 资料来源：百度百科、中国银河证券研究院整理 按照卫星轨道高度的不同， 通信卫星可以分为低轨通信卫星 （LEO） 、 中轨通信卫星 （MEO） 和高轨地球同步通信卫星（GEO） 。LEO 卫星轨道高度 500km2000km，MEO 卫星轨道高度 2000km36000km，GEO卫星轨道高度为 36000km。 低轨道带来的好处是，一方面卫星的轨道高度低，使得传输延时短，路径损耗小，多个卫 星组成的星座可以实现真正的全球覆盖， 频率复用更有效； 另一方面蜂窝通信、 多址、 点波束、 频率复用等技术也为低轨道卫星移动通信提供了技术保障。因此，LEO 系统被认为是最有应 用前景的卫星移动通信技术之一。 图 2通信卫星轨道示意图 资料来源：百度百科、中国银河证券研究院整理 请务必阅读正文最后的中国银河证券股份公司免责声明。 4 table_page1 行业深度报告/军工行业 （二）低轨卫星通信系统基本构成 低轨卫星通信系统主要由空间段、用户段、地面段、公用及专用网络四部分等组成。在若 干个轨道平面上布置多颗卫星，由通信链路将多个轨道平面上的卫星联结起来。整个星座如同 结构上连成一体的大型平台，在地球表面形成蜂窝状服务小区，服务区内用户至少被一颗卫星 覆盖，用户可以随时接入系统。低轨卫星通信可以在用户段直接与单一地面终端连接，也可以 通过地面关口站与地面公共网络连接。 图 3 低轨卫星星座示意图 图 4 低轨卫星通信系统组成 资料来源：百度百科，中国银河证券研究院整理 资料来源：百度百科，中国银河证券研究院整理 （三）低轨卫星通信应用时机已经成熟 1、低轨通信卫星固有特点决定其更适合现代通信 地球同步轨道卫星在通信、电视转播等方面的应用已经趋于成熟，它的缺点越来越明显， 如体积大、重量大，需要大型助推火箭，发射准备时间长，只有一个轨道面，可容纳卫星数 量有限，不能覆盖极地地区，距离地球遥远，通信延迟长，波束覆盖区大，频谱利用率低， 容量有限，终端发射功率大，不易小型化等。相对 GEO卫星通信系统，低轨卫星通信系统有 诸多优势，对用户而言，通信时延缩短，数据传输率提高，终端重量、体积、发射功率与普 通陆地移动通信终端相差无几，还可以与陆地通信系统兼容，真正做到全球无缝接入。对运 营商而言，卫星体积小、重量轻，利用现代发射技术可以一箭双星/多星同时发射入轨，系统 频谱利用率高，容量增大，因此，随着卫星制造技术的进步和市场需求的逐渐旺盛，低轨卫 星通信系统的发展方兴未艾。 2、低轨通信卫星网络主要技术问题已得到有效解决 低轨卫星通信系统也存在固有的缺点，如需要卫星数量较多，由此带来地面控制、维护 系统比较复杂，对通信而言，影响较大的问题是波束切换和星间切换。低轨卫星相对地球高 速运动，使得终端在通信过程中需要频繁的切换到其他波束或卫星上才能继续通话，以铱星 系统为例，其最小切换时间间隔 10.3秒，平均切换时间间隔 277.7秒。实现切换需要一系列信