虽然“物联网 (IoT)”一词早在1999年已经出现，但直到2010年代，这一领域的广阔市场才发展起来。当然，原因之一是物联网设备需要建立广泛的通信连接才能成功运行。

伴随着消费性移动网络市场在过去几十年里蓬勃发展，物联网市场也顺势爆发。当今的物联网设备主要采用蜂窝网络。虽然相比十年前，如今蜂窝网络基础设施的可用性要广泛得多，但仍然面临着地面网络的限制。据各种估计，地面网络在地球表面的覆盖率仅为15%，仅占地球总陆地面积的50%。为了实现物联网愿景，我们需要突破地面网络的限制。卫星物联网应运而生。

卫星物联网设备时代终于到来

卫星物联网是指利用卫星宽带通信提供物联网服务。基于地球的物联网传感器和终端设备可以直接通过卫星网络或与基于地球的网络协作进行通信。实际上，这种方法使我们的网络能够覆盖整个地球，包括海洋、沙漠和险恶的山区。

在物联网一词出现之前，卫星连接就已经用于远程遥测应用。但到目前为止，由于卫星连接成本较高，物联网应用一直将其视为最后选择。但是，物联网应用与基于地球的蜂窝网络基础设施相结合带来了巨大商机，这激起了大家对卫星物联网的兴趣。随着卫星物联网市场不断发展，CEVA的PentaG2技术平台可以赋能众多产品服务。

最近，包括近地轨道 (LEO)、地球静止轨道 (GEO) 和中地球轨道 (MEO) 星座在内的卫星正在迅速增加，并有望提供物联网服务及其他传统服务。传统的移动网络运营商和卫星网络运营商之间的合作越来越多，可提供卫星和蜂窝网络混合服务。该组合解决方案使设备能够将蜂窝连接用作主要选项，当人们去到没有地面网络覆盖的区域时，可切换至卫星网络。

移动运营商以及智能手机公司已经与卫星运营商开展合作，提供在紧急情况下使用的短信服务和一键通服务。随着iPhone 14的推出，苹果掀起了移动设备和物联网设备直接连接的新浪潮。T-Mobile最近宣布与LEO卫星网络运营商SpaceX合作，让手机连接无处不在。AT&T宣布与另一家LEO卫星网络运营商OneWeb合作。

卫星物联网技术的魅力体现在哪

“哒、哒、哒”，一阵清脆的脚步声从天而降，一位意气风发的年轻人走进了广袤无垠的沙漠。在这里，原本物联网的信号无法触及，他却依然通过卫星终端与外界保持着实时连接。没错，这正是卫星物联网技术的魅力所在。

近年来，随着“一箭多星”、火箭回收利用等关键技术的突破，极大地降低了发射成本，并增加了有效荷载，提升了卫星发射的整机经济效益。此外，随着现代移动通信和电子元器件等技术的飞速发展，卫星的设计研制也呈现出小型化的发展态势，促使卫星的研制成本大幅降低，生产周期大幅缩短。

发射成本和卫星制造门槛的日益降低，为更多的商业卫星应用探索创造了可能性。在此背景下，通信卫星系统悄然复苏， 并受到诸多互联网、通信、航天航空等巨头企业的青睐。

在已经冻结的3GPP R17标准中，引入了非地面网络（non-terrestrial network，NTN），将卫星通信网作为地面网络的必要补充。其中，除了提供用于卫星通话的5G NR NTN标准规范外，R17还提供了支持NB-IoT和eMTC等物联网技术与NTN融合的标准规范。业内人士普遍认为，相较手机终端，卫星物联网相关的应用场景更为丰富多样，能满足更多细分场景下设备的通信需求。因此，相比于NR-NTN，支撑物联网的IoT-NTN标准进展更快，IoT-NTN的商用成熟度也更高。

此外，空天地一体网络也是6G核心方向之一，被ITU列为6G七大关键网络需求之一。卫星物联网是空天地一体网络的重要组成，通过利用卫星平台为物联网设备提供通信服务，能够弥补地面蜂窝网络在覆盖范围、灾难恢复、紧急通信等方面的不足，与地面蜂窝网络优势互补、深度融合，共同形成空天地一体的异构网络架构。

面临的挑战和差异化机遇

卫星物联网市场正在迅速崛起。手机直连卫星业务在消费电子领域得到推动，加速了卫星通信技术的研发和探索。预计到2025年，卫星物联网产值可达5600亿美元至8500亿美元。全球卫星通信终端市场规模将在2027年达到109亿美元。各方积极布局卫星物联网生态，从卫星厂商、手机厂商到通信运营商，整个产业链在全面加速。卫星物联网用户数量预计从2021年的390万增至2026年的2120万，复合年增长率为40.3%。

每一次新的技术进步，都会带来技术和业务方面的挑战，清除通信和连接障碍后，用例有望实现跨越式增长。对于每种用例，服务需求和相关产品需求会有所不同，服务提供商可以提供分层服务，满足不同的数据速率需求。

在未来的产业发展上，卫星物联网的发展仍需产业各方加强生态合作，从基础科学研究和技术创新验证到基础设施建设，再到包括卫星服务供应商、设备商、芯片公司、终端厂家等在通信技术、元器件、通信设备、通信网络等方面的投入与成果转化，均应在标准、技术、业务运营方面促进创新链和产业链的融合，推动万物互联的天地一体化立体网络构建。

在技术发展上，卫星物联网与地面蜂窝网络的协同和融合将主要从空口、频率、架构等三个方面进行。在空口方面，以5G通信技术为基础，充分考虑卫星传输和地面传输的差异性，形成统一融合的空口协议设计，满足地面通信与卫星通信的联合需求；在频率方面，进行星地频率融合和高效互补，提高两张网络的联合频谱利用效率；在架构方面，接入网、承载网、核心网的网元功能在卫星和地面之间进行柔性分割和智能重构，通过对星地资源统一调度和控制，实现网络全局优化和资源绿色集约。

卫星物联网的兴起标志着通信技术进入了新的纪元，为全球范围内的信息互联提供了更广阔的可能性。各行业的布局和积极探索将推动卫星物联网迈向更加成熟和完备的发展。在传统网络与天基网络融合的道路上，卫星物联网必将发挥着重要的角色，共同描绘一个星网在天、物联于地、通信无界的崭新画卷。

农业监测、智能电网、石油和天然气、管道监测、资产跟踪、流量管理、零售行业等都可以从卫星物联网服务中受益。随着低成本、低功耗的基于卫星的全球连接变得普及，全球的互联传感器总数将加速增长。基于卫星的物联网可以高效连接每个网络单元中的海量设备。根据3GPP版本17（及后续版本），基于5G架构的下一代卫星网络将进一步推动卫星行业发展，并将未来的一些5G蜂窝网络带入太空。

文章来源： 智次方， 爱集微APP，老斜聊科技