本文來源：微信公眾號(hào)“通信產(chǎn)業(yè)網(wǎng)”，制圖：曙念，編輯：高超，作者：高超

終端直連衛(wèi)星（D2D）的價(jià)值與挑戰(zhàn)何在？

“終端直連（D2D，Direct-to-device）衛(wèi)星通信雖無法取代移動(dòng)通信，卻能助力解決3億人口面臨的數(shù)字鴻溝難題?！边@是GSMA智庫最新研究報(bào)告對(duì)D2D技術(shù)應(yīng)用的評(píng)價(jià)。

近日，GSMA智庫發(fā)布《終端直連衛(wèi)星的能力邊界：D2D連接覆蓋能力的建模分析》（The Limits of D2D:Modelling the extent of D2D connectivity，下稱《報(bào)告》），剖析了D2D技術(shù)當(dāng)前落地應(yīng)用的優(yōu)勢、挑戰(zhàn)及背后的制約因素。

D2D指衛(wèi)星與移動(dòng)終端直接建立連接，無需地面基站或大型接收設(shè)備中轉(zhuǎn)。目前，星鏈（Starlink）、衛(wèi)訊（ViaSat）、AST移動(dòng)太空公司（AST SpaceMobile）、凌克環(huán)球（Lynk Global）、全球星（Globalstar）等多家衛(wèi)星運(yùn)營商均已布局該技術(shù)。

隨著星鏈進(jìn)入大規(guī)模商用階段，其商業(yè)價(jià)值逐漸顯現(xiàn)，D2D技術(shù)成為行業(yè)熱點(diǎn)，既受資本追捧，也成為電信運(yùn)營商拓展新業(yè)務(wù)的重要方向。不過，在行業(yè)熱潮中，客觀認(rèn)識(shí)D2D的優(yōu)勢、保持理性發(fā)展預(yù)期、明確其定位，是界定該技術(shù)應(yīng)用場景的關(guān)鍵。

為此，GSMA智庫開展專項(xiàng)研究，分析不同衛(wèi)星星座組網(wǎng)方案與頻譜配置對(duì)D2D通信能力的影響，最終形成此《報(bào)告》。

GSMA是聯(lián)結(jié)全球移動(dòng)生態(tài)的國際組織，致力于發(fā)掘、研發(fā)并落地創(chuàng)新成果，為營造良好商業(yè)環(huán)境和推動(dòng)社會(huì)變革奠定基礎(chǔ)。GSMA智庫是全球移動(dòng)運(yùn)營商數(shù)據(jù)、分析及預(yù)測的權(quán)威來源，也是行業(yè)權(quán)威報(bào)告與研究成果的發(fā)布機(jī)構(gòu)。全球頂尖的運(yùn)營商、設(shè)備商、監(jiān)管機(jī)構(gòu)、金融機(jī)構(gòu)及第三方行業(yè)參與者都依托該智庫成果開展戰(zhàn)略決策與長期投資規(guī)劃。此次報(bào)告發(fā)布正值移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)提速之際，受到業(yè)界廣泛關(guān)注。

D2D應(yīng)用存在能力邊界

業(yè)界期望D2D能成為移動(dòng)運(yùn)營商現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)覆蓋的有效補(bǔ)充，助力將移動(dòng)通信服務(wù)延伸至人口稀疏的偏遠(yuǎn)地區(qū)，同時(shí)在應(yīng)急場景中提升通信韌性與連接能力。

但《報(bào)告》指出，圍繞D2D技術(shù)仍有兩個(gè)核心問題待解：其一，未來D2D能提供哪些類型的移動(dòng)數(shù)據(jù)服務(wù)？現(xiàn)階段該技術(shù)僅能提供低帶寬服務(wù)，未來是否有望實(shí)現(xiàn)媲美3G、4G甚至5G的服務(wù)能力？其二，針對(duì)某一特定D2D通信服務(wù)，其可支持的用戶規(guī)模究竟有多大？

解答這兩個(gè)問題的核心在于明確技術(shù)所用的頻譜資源。通常，D2D可使用的頻段包括移動(dòng)通信（IMT）頻段和移動(dòng)衛(wèi)星服務(wù)（MSS）專用頻譜，目前這兩種頻譜使用方式均已落地。

為開展研究，《報(bào)告》以星鏈衛(wèi)星為基準(zhǔn)搭建模型，測算D2D的潛在目標(biāo)市場規(guī)模。報(bào)告選取了1.5萬顆和4.2萬顆規(guī)模的兩組衛(wèi)星星座作為分析對(duì)象，同時(shí)設(shè)定五種頻譜配置場景以分析D2D頻譜利用效率：IMT頻譜選取10 MHz（2×5MHz信道）、80MHz（16×5MHz信道）、1100MHz（3.6GHz全部頻段）三種帶寬，MSS頻譜選取60MHz（S波段）和140MHz（L和S波段）兩種帶寬。

《報(bào)告》分析結(jié)果顯示：在2Mbps速率（相當(dāng)于3G網(wǎng)絡(luò)）環(huán)境下，4.2萬顆星規(guī)模的衛(wèi)星星座使用IMT的10MHz、80MHz帶寬時(shí)，用戶總滲透率分別為0.2%和1.3%，使用1100MHz帶寬時(shí)總滲透率為12%；1.5萬顆星規(guī)模的衛(wèi)星星座用戶滲透率更低，使用三種帶寬時(shí)分別為0.1%、0.5%和6%。

不過，在相同速率、相同IMT頻段和帶寬場景下，農(nóng)村地區(qū)用戶滲透率相對(duì)較高。例如，4.2萬顆星規(guī)模的衛(wèi)星星座系統(tǒng)使用1100MHz帶寬時(shí)，農(nóng)村地區(qū)用戶滲透率約達(dá)47%；1.5萬顆星規(guī)模的系統(tǒng)使用相同帶寬時(shí)，農(nóng)村地區(qū)用戶滲透率約為25%。

在20Mbps速率（相當(dāng)于4G網(wǎng)絡(luò)）環(huán)境下，各項(xiàng)指標(biāo)數(shù)值更低。即便使用1100MHz帶寬，4.2萬顆星規(guī)模的衛(wèi)星星座用戶滲透率也不足2%；但相同條件下，該系統(tǒng)在農(nóng)村地區(qū)的用戶滲透率超過7%，1.5萬顆星規(guī)模的系統(tǒng)在農(nóng)村地區(qū)的滲透率約為2.5%。

值得注意的是，目前國際主流D2D通信方案使用的帶寬為10MHz，這意味著該服務(wù)的全球滲透率普遍在0.2%以下。

基于上述分析，《報(bào)告》認(rèn)為D2D尚無法替代地面移動(dòng)通信服務(wù)。

D2D服務(wù)適合補(bǔ)盲場景

盡管D2D全球用戶滲透率偏低且無法替代地面移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，《報(bào)告》仍認(rèn)為該技術(shù)在提升全球連接水平方面的作用值得重視。

從絕對(duì)數(shù)值看，1.5萬顆衛(wèi)星組成的星座網(wǎng)絡(luò)使用10—80MHz國際移動(dòng)通信頻譜時(shí)，可同時(shí)為500萬至3500萬人提供2Mbps服務(wù)；若使用全部移動(dòng)衛(wèi)星頻譜，可在任意時(shí)間為約6500萬人提供服務(wù)；當(dāng)衛(wèi)星組網(wǎng)規(guī)模增至4.2萬顆時(shí)，可同時(shí)服務(wù)的用戶規(guī)?？商嵘良s1.8億人。

實(shí)際應(yīng)用中，地面移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)已覆蓋全球96%的人口，絕大多數(shù)移動(dòng)用戶使用D2D的頻次較低。此外，移動(dòng)業(yè)務(wù)主要使用場景為室內(nèi)，建筑遮擋會(huì)導(dǎo)致D2D通信信號(hào)大幅衰減。該技術(shù)的核心應(yīng)用場景是為無地面網(wǎng)絡(luò)覆蓋的偏遠(yuǎn)及無人區(qū)域（如偏遠(yuǎn)旅游景區(qū)、海洋區(qū)域）提供通信連接。

同時(shí)，《報(bào)告》指出D2D服務(wù)有望讓未接入移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的3億人口受益。研究測試表明，使用全部移動(dòng)衛(wèi)星頻譜時(shí)，在2Mbps速率下，人口密度低于40人/平方千米的地區(qū)D2D用戶滲透率可超過10%；人口密度低于20人/平方千米的地區(qū)，滲透率更是能突破20%。

這些人口低密度地區(qū)正是多數(shù)國家（尤其是低收入國家）的網(wǎng)絡(luò)覆蓋盲區(qū)，因部署基站成本過高、商業(yè)回報(bào)率低，地面網(wǎng)絡(luò)難以覆蓋。《報(bào)告》認(rèn)為，這正是D2D的價(jià)值所在——它能以極低的邊際成本為小范圍用戶提供充足通信容量，成為地面網(wǎng)絡(luò)覆蓋的有效補(bǔ)充。

D2D發(fā)展受多重條件制約

雖然D2D在縮小數(shù)字鴻溝方面應(yīng)用價(jià)值巨大，但用戶滲透率偏低仍是不容忽視的問題?！秷?bào)告》認(rèn)為，核心原因在于受自由空間路徑損耗（FSPL）和衛(wèi)星點(diǎn)波束覆蓋范圍的制約。

自由空間路徑損耗（FSPL）指電磁波在自由空間傳播時(shí)的信號(hào)強(qiáng)度衰減，表現(xiàn)為信號(hào)功率隨傳播距離的平方成反比衰減。

例如，若用戶手持智能手機(jī)，與最近地面基站相距1千米、與衛(wèi)星相距550千米，衛(wèi)星信號(hào)需克服的損耗約為地面基站信號(hào)的30萬倍；即便衛(wèi)星部署在約330千米高度的甚低地球軌道，其信號(hào)的自由空間路徑損耗仍比1千米外的地面基站高約11萬倍。

《報(bào)告》指出，要完全補(bǔ)償這一損耗，衛(wèi)星需大幅提升發(fā)射功率或天線孔徑，但這在經(jīng)濟(jì)和技術(shù)層面均不具備可行性；同時(shí)，受終端尺寸、功耗及集成設(shè)計(jì)限制，用戶側(cè)終端也無法通過技術(shù)手段補(bǔ)償該信號(hào)損耗。

另一關(guān)鍵制約因素是衛(wèi)星點(diǎn)波束覆蓋范圍過大，根源在于衛(wèi)星與智能手機(jī)之間傳播距離過遠(yuǎn)?！秷?bào)告》認(rèn)為，盡管D2D標(biāo)稱速率看似較高（星鏈約17Mbps、AST約120Mbps），但這些速率是單一點(diǎn)波束的總?cè)萘?，而非單個(gè)用戶的速率。若D2D點(diǎn)波束覆蓋直徑為25千米，覆蓋面積約490平方千米，該區(qū)域內(nèi)所有用戶需共享這一點(diǎn)波束的總?cè)萘俊＿@意味著，人口密集的城市地區(qū)約有超100萬人共享同一波束容量；即便在農(nóng)村地區(qū)，通常也有超10萬人共享該容量。

總體而言，《報(bào)告》認(rèn)為D2D是移動(dòng)生態(tài)領(lǐng)域的重要?jiǎng)?chuàng)新，有望將基礎(chǔ)移動(dòng)通信服務(wù)延伸至地面網(wǎng)絡(luò)覆蓋盲區(qū)，助力提升偏遠(yuǎn)及通信服務(wù)不足地區(qū)的網(wǎng)絡(luò)覆蓋水平，同時(shí)為應(yīng)急通信增添韌性保障。盡管該技術(shù)優(yōu)勢顯著、發(fā)展勢頭迅猛且備受行業(yè)關(guān)注，但其實(shí)際應(yīng)用價(jià)值仍受容量與頻譜效率的根本性制約。

從第三方產(chǎn)業(yè)視角看，衛(wèi)星通信產(chǎn)業(yè)進(jìn)入高速發(fā)展期，全球各國競逐衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)賽道。2026年3月MWC巴塞羅那展會(huì)上，相關(guān)議題引發(fā)全球主流電信運(yùn)營商、通信設(shè)備廠商、互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)等產(chǎn)業(yè)鏈主體廣泛熱議；我國今年政府工作報(bào)告亦明確提出“加快發(fā)展衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)”，該領(lǐng)域已成全球共同聚焦的戰(zhàn)略方向。《報(bào)告》通過一致性定量分析，明晰了D2D技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值與現(xiàn)實(shí)挑戰(zhàn)，為熱度高漲的D2D賽道提供了去泡沫化的理性參考。