全球超級“WiFi”還遠(yuǎn)嗎 首個全球低軌寬帶互聯(lián)網(wǎng)星座系統(tǒng)正在建設(shè)

“進(jìn)深山、闖荒島、涉沙漠、出大海沒有網(wǎng)絡(luò)信號的日子終于要過去了”“上百顆衛(wèi)星，打造全球無縫覆蓋的超級‘星鏈’WiFi”……作為我國正在建設(shè)的首個全球低軌寬帶互聯(lián)網(wǎng)星座系統(tǒng)，虹云工程的進(jìn)展備受關(guān)注。

近日，中國航天科工二院黨委書記馬杰告訴記者，虹云工程目前正在進(jìn)行天地聯(lián)調(diào)試驗，今年下半年將進(jìn)行通信應(yīng)用示范，直接為用戶提供通信服務(wù)，這也將是我國第一個低軌寬帶天基互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用示范。

虹云工程是基于低軌衛(wèi)星星座而構(gòu)建的天地一體化信息系統(tǒng)，該工程計劃發(fā)射156顆衛(wèi)星，旨在為全球用戶提供隨時隨地的“星鏈”WiFi互聯(lián)網(wǎng)接入。整個工程實施分為3個階段，并計劃于“十四五”完成整個工程的部署，開展正式的運營服務(wù)。

馬杰說，虹云工程有望實現(xiàn)“讓全球無縫覆蓋WiFi”的關(guān)鍵就在于，用Ka頻段作為用戶鏈路以實現(xiàn)寬帶通信。相對于地球同步軌道衛(wèi)星，低軌寬帶由于衛(wèi)星運動，星地波束能否互相指得準(zhǔn)、對得正、跟得上至關(guān)重要。

2018年12月22日，由中國航天科工二院所屬空間工程公司抓總研制的虹云工程技術(shù)驗證星成功發(fā)射入軌。截至目前，衛(wèi)星在軌運行狀態(tài)良好。

“多少事，從來急;天地轉(zhuǎn)，光陰迫。一萬年太久，只爭朝夕。”今年1月7日，虹云工程項目團(tuán)隊微信群中收到一條這樣的信息，這是一封虹云工程試驗隊員在技術(shù)驗證系統(tǒng)首次天地連通通信試驗中通過虹云工程技術(shù)驗證星發(fā)來的“錦書”。

這之后，虹云工程項目團(tuán)隊又完成了多次全系統(tǒng)、全流程互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)通信功能試驗和多用戶站入網(wǎng)通信試驗，均取得成功。

正如微信“錦書”中所寫的，歷經(jīng)攻關(guān)和試驗，虹云工程技術(shù)驗證星終于為低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和產(chǎn)品研制搭建起了一個空間試驗平臺，標(biāo)志著我國低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)邁出了堅實一步。

據(jù)中國航天科工二院25所副所長董勝波介紹，為了讓用戶享受到與家里一樣的上網(wǎng)速度和服務(wù)體驗，25所作為虹云工程的地面用戶終端研制單位，設(shè)計了固定式和移動式兩型用戶站。

董勝波說，用戶站直接為用戶提供通信服務(wù)，設(shè)計指標(biāo)的優(yōu)劣直接影響用戶體驗。與現(xiàn)有傳統(tǒng)衛(wèi)星相比，該用戶站可大幅提升通信速率，為用戶帶來更快速的上網(wǎng)服務(wù)，同時信號傳輸更加穩(wěn)定，覆蓋面更廣。

他說，移動式二維相控陣用戶站的收發(fā)子陣是最核心也是難度最大的一部分，虹云工程組網(wǎng)衛(wèi)星在低軌運行后，地面用戶站能否快速準(zhǔn)確地在衛(wèi)星間和衛(wèi)星內(nèi)進(jìn)行極為頻繁的切換，保證高質(zhì)量通信，就是靠這個子陣來實現(xiàn)。

令人期待的是，這個設(shè)計還有望與5G時代發(fā)生聯(lián)系。董勝波說，這個我國自主研制生產(chǎn)的子陣僅火柴盒大小，易于與飛機(jī)、輪船、高鐵等共性布局，也具有低成本價格優(yōu)勢。該子陣成功研制，可快速推進(jìn)二維相控陣天線在衛(wèi)星通信領(lǐng)域的應(yīng)用，并在不久的將來實現(xiàn)在5G基站中使用。

馬杰透露，今年還將開展業(yè)務(wù)試驗衛(wèi)星研制工作，力爭2020年完成虹云工程業(yè)務(wù)試驗衛(wèi)星發(fā)射。同時位于武漢的國家航天產(chǎn)業(yè)基地也即將開工建設(shè)，擬通過全業(yè)務(wù)系統(tǒng)的新型研制模式，滿足年產(chǎn)衛(wèi)星100顆以上的能力，為“十四五”完成整個星座部署提供保障。

“我們的夢想和目標(biāo)就是讓全球?qū)崿F(xiàn)隨時隨地按需的互聯(lián)網(wǎng)接入，為實現(xiàn)高速率、高質(zhì)量的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用體驗開辟新的技術(shù)路徑。”馬杰說。