D2D價值在哪里？挑戰(zhàn)有哪些？

“盡管終端直連（D2D，Direct-to-device）衛(wèi)星通信還無法替代移動通信，但它有助于解決困擾3億人口的數(shù)字鴻溝問題。”這是GSMA智庫新近發(fā)布的一份研究報(bào)告對D2D技術(shù)應(yīng)用的評價。

日前，GSMA智庫發(fā)布研究報(bào)告《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,以下簡稱《報(bào)告》），分析了D2D技術(shù)現(xiàn)階段應(yīng)用落地的優(yōu)勢和挑戰(zhàn)，以及背后的制約因素。

D2D是指衛(wèi)星與移動終端之間直接建立連接，無需地面基站或大型接收設(shè)備作為中轉(zhuǎn)。目前已有多家衛(wèi)星運(yùn)營商布局該技術(shù)，包括星鏈（Starlink）、衛(wèi)訊（ViaSat）、AST移動太空公司（AST SpaceMobile）、凌克環(huán)球（Lynk Global）、全球星（Globalstar）等。

隨著星鏈進(jìn)入大規(guī)模商用階段，其商業(yè)價值正逐步顯現(xiàn)，D2D技術(shù)已成為當(dāng)前行業(yè)競相追逐的熱點(diǎn)方向，不僅受到資本的熱烈追捧，更成為電信運(yùn)營商拓展新業(yè)務(wù)的重要賽道之一。但是在喧囂之下，如何客觀認(rèn)識D2D的優(yōu)勢、秉持理性的發(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智庫開展了專項(xiàng)研究，分析不同衛(wèi)星星座組網(wǎng)方案與頻譜配置對D2D通信能力的影響，最終形成了《報(bào)告》。

GSMA是聯(lián)結(jié)全球移動生態(tài)的國際組織，致力于發(fā)掘、研發(fā)并落地創(chuàng)新成果，為營造良好的商業(yè)環(huán)境和推動社會變革奠定基礎(chǔ)。GSMA智庫是全球移動運(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的成果，開展戰(zhàn)略決策與長期投資規(guī)劃。此次發(fā)布的報(bào)告正值移動互聯(lián)網(wǎng)提速之際，受到業(yè)界廣泛關(guān)注。

D2D應(yīng)用有邊界

業(yè)界對D2D的預(yù)期是，該技術(shù)能成為移動運(yùn)營商現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)覆蓋的有效補(bǔ)充，助力其將移動通信服務(wù)延伸至人口稀疏的偏遠(yuǎn)地區(qū)，同時在應(yīng)急場景中提升通信韌性與連接能力。

但《報(bào)告》認(rèn)為，圍繞這一技術(shù)，仍有兩個核心問題亟待解答：一是未來D2D能提供哪些類型的移動數(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？二是針對某一特定的D2D通信服務(wù)，其可支持的用戶規(guī)模究竟是多少？

要解答這兩個問題，核心在于明確該技術(shù)所使用的頻譜資源。一般而言，D2D可使用的頻段既包括移動通信（IMT）頻段，也包括移動衛(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。

為開展本次研究，《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?！秷?bào)告》選取了兩組衛(wèi)星星座作為分析對象，規(guī)模分別為1.5萬顆和4.2萬顆。與此同時，還設(shè)定了五種頻譜配置場景，用以分析D2D頻譜利用效率。其中，IMT頻譜選取了10 MHz（2×5MHz信道）、80MHz（16×5MHz信道）、1100MHz（3.6GHz全部頻段）三種帶寬，MSS頻譜選取了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)）的網(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兩個帶寬場景時，用戶總滲透率分別為0.2%和1.3%，使用1100MHz帶寬場景時總滲透率為12%；1.5萬顆星規(guī)模的衛(wèi)星星座用戶滲透率則更低，使用10MHz、80MHz、1100MHz三種帶寬時，用戶總滲透率分別為0.1%、0.5%和6%。

不過，在相同速率、相同IMT頻段和帶寬場景時，農(nóng)村地區(qū)用戶滲透率相對較高。例如，在4.2萬顆星規(guī)模的衛(wèi)星星座系統(tǒng)中，使用1100MHz帶寬時，農(nóng)村地區(qū)用戶滲透率高達(dá)約47%，而在1.5萬顆星規(guī)模的衛(wèi)星星座系統(tǒng)中，使用相同帶寬時，農(nóng)村地區(qū)用戶滲透率也有約25%。

在20Mbps速率（相當(dāng)于4G網(wǎng)絡(luò)）的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，上述各項(xiàng)指標(biāo)數(shù)值更低，即便是1100MHz帶寬場景，4.2萬顆星規(guī)模的衛(wèi)星星座，用戶滲透率也不足2%。但是在相同網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和帶寬場景下，4.2萬顆星規(guī)模的衛(wèi)星星座系統(tǒng)在農(nóng)村地區(qū)用戶滲透率超過7%，而1.5萬顆星規(guī)模的衛(wèi)星星座系統(tǒng)在農(nóng)村地區(qū)用戶滲透率也在2.5%左右。

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

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

D2D服務(wù)適于補(bǔ)盲

盡管D2D全球用戶滲透率偏低，且無法替代地面移動通信網(wǎng)絡(luò)，但《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依然值得重視。

從絕對數(shù)值來看，1.5萬顆衛(wèi)星組成的星座網(wǎng)絡(luò)，使用10—80MHz國際移動通信頻譜時，可同時為500萬至3500萬人提供2Mbps的服務(wù)；若使用全部移動衛(wèi)星頻譜，該技術(shù)可在任意時間為約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，可同時服務(wù)的用戶規(guī)?？商嵘?strong>約1.8億人。

在實(shí)際應(yīng)用中，鑒于地面移動通信網(wǎng)絡(luò)已覆蓋全球96%的人口，絕大多數(shù)移動用戶使用D2D的頻次較低。此外，移動業(yè)務(wù)的主要使用場景為室內(nèi)，而建筑遮擋會導(dǎo)致D2D通信信號大幅衰減。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，《報(bào)告》指出，D2D服務(wù)有望讓未接入移動通信網(wǎng)絡(luò)的3億人口受益。研究測試表明，使用全部移動衛(wèi)星頻譜時，在2Mbps速率下，在人口密度低于40人/平方千米的地區(qū)，D2D的用戶滲透率可超過10%；在人口密度低于20人/平方千米的地區(qū)，D2D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?yàn)樵谶@些地廣人稀的地區(qū)部署基站的成本過高，商業(yè)回報(bào)率相對較低?！秷?bào)告》認(rèn)為，這正是D2D的價值所在——它能以極低的邊際成本，為小范圍用戶提供充足的通信容量，成為地面網(wǎng)絡(luò)覆蓋的有效補(bǔ)充。

D2D發(fā)展受條件制約

雖然D2D在縮小數(shù)字鴻溝中的應(yīng)用價值巨大，但是D2D用戶滲透率偏低依然是不可忽視的問題?！秷?bào)告》認(rèn)為，其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。

所謂的FSPL，是指電磁波在自由空間中傳播時產(chǎn)生的信號強(qiáng)度衰減，具體表現(xiàn)為信號功率隨傳播距離的平方成反比衰減。

例如，假設(shè)用戶手持智能手機(jī)，與最近的地面基站相距1千米，與衛(wèi)星相距550千米，那么衛(wèi)星信號需要克服的損耗，約為地面基站信號的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，而這在經(jīng)濟(jì)和技術(shù)層面均不具備可行性。同時，受終端尺寸、功耗及集成設(shè)計(jì)的限制，用戶側(cè)終端也無法通過技術(shù)手段補(bǔ)償該信號損耗。

而另一項(xiàng)關(guān)鍵制約因素，衛(wèi)星點(diǎn)波束覆蓋范圍過大問題，其根源仍是衛(wèi)星與智能手機(jī)之間的傳播距離過遠(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），但這些速率均為單一點(diǎn)波束的總?cè)萘?，而非面向單個用戶的速率。若D2D的點(diǎn)波束覆蓋直徑為25千米，其覆蓋面積約為490平方千米，該區(qū)域內(nèi)的所有用戶需共享這一點(diǎn)波束的總?cè)萘?。這意味著，在人口密集的城市地區(qū)有約超100萬人共享同一波束的容量；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是移動生態(tài)領(lǐng)域的一項(xiàng)重要創(chuàng)新，有望將基礎(chǔ)移動通信服務(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，同時為應(yīng)急通信增添一層韌性保障。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)等全球產(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?！秷?bào)告》通過一致性定量分析，明晰D2D技術(shù)的應(yīng)用價值與現(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。

報(bào)告：GSMA智庫

編譯整理：高超

制圖：曙念

編輯：高超

指導(dǎo)：辛文

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