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新型基础设施建设（以下简称“新基建”）于2019年被列入国务院政府工作报告，由2020年1月召开的国务院常务会议、2月召开的中共中央全面深化改革委员会会议、3月召开的中共中央政治局常委会会议持续密集部署。从中央各种重要会议内容来看，新基建侧重5G网络、数据中心、人工智能、工业互联网、物联网等新一代信息技术。其中，卫星互联网首次被纳入新基建范围，与5G、物联网、工业互联网一并列为通信网络基础设施。
本章主要围绕新基建与卫星互联网融合的新技术（如5G、人工智能、区块链、大数据及量子计算等）进行相关政策/文件的分析和解读，同时介绍了融合新技术的发展沿革、建设意义、实践推进等。
随着政府、科研机构、企业等推动新一代信息技术进一步发展，与卫星互联网融合的5G、人工智能、区块链、大数据、量子计算等新技术也取得了长足发展，按照其各自特点，与卫星互联网相融合的新基建的沿革可划分为酝酿期、发展期和应用期。
1）卫星互联网
卫星互联网通过卫星为全球提供互联网接入服务。卫星互联网早在20世纪90年代就已经出现提供通信和网络服务的卫星星座，包括美国铱星（Iridium）、全球星（Globalstar）、轨道通信卫星（Orbcomm）等。多家公司曾试图建立一个天基网络，销售独立的卫星电话或上网终端，与地面电信运营商争夺用户 [1] 。
2）5G
2015年6月，国际电信联盟明确了5G的名称、发展愿景和技术时间表等关键内容，并指出了5G的主要应用场景。
3）人工智能
1956年夏，麦卡锡、明斯基等科学家开会研讨“用机器模拟人的智能”，首次提出“人工智能”概念，标志着人工智能学科的诞生。互联网网络技术的发展加速了人工智能的发展，促使人工智能走向实用化。典型的标志性事件为“深蓝”超级计算机战胜了国际象棋世界冠军加里·卡斯帕罗夫。
4）区块链
区块链概念起源于比特币。2008年，中本聪发表《比特币：一种点对点的电子现金系统》 [2] 一文，详细阐述了基于P2P（Peer to Peer）网络技术、加密技术、时间戳技术、区块链技术等电子现金系统的构架理念，这标志着比特币的诞生。两个月后，比特币理论存储实践。2009年第一个序号为0的创世区块诞生，随后序号为1的区块诞生，序号为1的区块与序号为0的区块连接形成了链，标志着区块链的诞生 [3] 。2014年，“区块链”作为关于去中心化数据库的术语引起关注。
5）大数据
《自然》杂志于2008年9月推出名为“大数据”的专刊。从2009年开始，“大数据”成为互联网行业的热门词汇。2011年6月，麦肯锡公司率先发布关于大数据的报告，该报告对大数据的影响、关键技术和应用领域等进行了详尽的分析，并得到各行各业的高度重视。此后，大数据应用正式拉开序幕。
6）量子计算
量子计算概念最早由阿贡国家实验室提出，其核心理念为二能阶的量子系统可以用来仿真数字计算。费曼于1981年勾勒出以量子现象实现计算的愿景。直到1985年，牛津大学提出量子图灵机的概念，量子计算才开始具备数学的基本形式。
1）卫星互联网
卫星互联网以“铱星”星座系统为代表，主要作为地面通信手段的补充。目前，国内外多家企业提出了基于低轨道卫星的互联网星座计划，部分企业已进入密集部署状态。
2）5G
2019年6月，工信部正式向中国电信、中国移动、中国联通和中国广电发放5G商用牌照。目前，我国5G中频段系统设备、终端芯片、智能手机等产业处于全球第一梯队，完全具备了5G商用部署的条件。
3）人工智能
2016年8月，国务院发布《“十三五”国家科技创新规划》，明确了人工智能成为新一代信息技术发展的主要方向。2017年7月，国务院颁布《新一代人工智能发展规划》，该计划包含了研发、工业化、人才发展、教育和职业培训、标准制定和法规、道德规范与安全等方面的战略。该规划的总体目标是到2030年，中国人工智能理论、技术与应用总体达到世界领先水平，成为世界主要人工智能创新中心。
4）区块链
2016年，国务院印发《“十三五”国家信息化规划》，将区块链技术列为战略性前沿技术。2018年，《工业互联网发展行动计划（2018—2020年）》发布，鼓励区块链等前沿技术在工业互联网中的应用与探索研究。2019年，区块链技术正式上升为国家战略层面。
5）大数据
2014年，大数据首次被列入中央政府工作报告。2015年，“十三五”规划提出“实施国家大数据战略”。2017年，十九届中央政治局第二次集体学习时强调实施国家大数据战略，加快建设数字中国。
6）量子计算
1994年，贝尔实验室的应用数学家首先提出利用量子计算可以在很短的时间内将整数分解成质因子的乘积 [4] 。自此，建造一部量子计算机来执行这些量子算法，便成为物理学家的首要任务。光子的偏振、腔量子电动力学、离子阱及核磁共振等多种量子系统都曾被作为量子计算机的基础架构。考虑系统的可扩展性和操控精度等因素，2017年，离子阱与超导系统从众多基础架构中脱颖而出。
1）卫星互联网
卫星互联网旨在为全球用户提供干线数据传输和蜂窝数据回程业务，卫星网络将作为地面网络的补充，并将地面电信运营商作为其客户和合作伙伴。例如，O3b中轨道卫星星座和已经成熟的高轨高通量卫星星座数据传输速率已经大大超过了“铱星”和“全球星”系统。虽然其系统容量无法与地面通信手段相比，但对于地面设施无法覆盖的地区，已经能够满足其基本的宽带需求。
2）5G
为推动全球5G应用，我国IMT-2020（5G）推进组对5G的主要场景、技术需求和关键技术等进行了深入研究，并从中提炼出5G的概念和技术路线。
Release 15中的第一阶段提出的5G规范是为了适应早期的商业部署；Release 16中的第二阶段于2020年4月完成，作为IMT-2020技术的候选项提交给国际电信联盟。IMT-2020规范要求的速度高达20Gbps，支持宽信道带宽和大容量MIMO技术。
3）人工智能
人工智能覆盖了广泛的应用领域，人工智能产业正在全面发展。未来，中国将聚焦人工智能基础理论和关键技术，支持人工智能交叉学科的研究，重点关注人工智能在农业、金融、制造、交通、医疗、商务、教育、环境等领域的应用。
4）区块链
公有链、联盟链、私有链等多种区块链混合，可实现各个中心化网络之间的互通，即建立一个巨大的混合网络，信息与应用出现在不同的网络中，实现网络与人的互通，不同的人在不同的环节上有不同的权限。世界上的所有资源都将接入该网络，全部采用数据化方式确定权益 [5] 。
5）大数据
我国大数据产业发展迅速，涵盖航空航天、汽车制造、健康医疗、金融保险、现代物流等方向，向着有序多元的方向发展。大数据推动了云通信行业的发展，诸如阿里云、创蓝、任信了等平台都已布局大数据。在大数据环境下，用户行为记录、分析对企业十分重要，对企业业务拓展也具有战略性意义。
6）量子计算
量子计算技术发展预计分为近期、中期与远期三个阶段。近期的量子计算仅为技术研发初期的一种特有概念形式，距离真正的量子计算机仍有很大距离；中期将建立量子计算机系统，实现对复杂物理过程的高效量子模拟；后期，量子计算机将与经典计算机功能互补，通用量子计算机将对大数据、人工智能、密码破译等领域产生颠覆性影响。
自中央首次提出新基建以来，各级政府给予了高度重视。本节主要从中央层面、部委层面和省（直辖市）政府层面解析与卫星互联网融合的新技术相关的代表性政策/文件。
“十三五”期间，对新基建的重视不断被强化，相关政策路线图日趋清晰，国家持续密集部署新基建。作为数字经济的发展基石、转型升级的重要支撑，新基建已成为高质量发展的重要因素。在中央层面，表1-1列出了有代表性的、与卫星互联网融合的新技术相关的政策/文件。
表1-1 截至2020年5月中央层面与卫星互联网融合的新技术相关的政策/文件
（续表）
（续表）
紧跟党中央和国务院会议及文件精神，各部委（包括财政部、国家发改委、科技部、工信部、中央网信办、国家能源局等）密集出台了一系列支持性政策/文件，为新基建发展提供了重要政策支撑。在部委层面，有代表性的、与卫星互联网融合的新技术相关的政策/文件见表1-2。
表1-2 截至2020年5月部委层面与卫星互联网融合的新技术相关的政策/文件
（续表）
（续表）
自2020年提出“加快新基建”以来，全国20多个省（直辖市）政府先后发布重点项目投资计划，科技企业也纷纷投入新基建浪潮中，使我国新基建进入加速推进阶段。省（直辖市）政府与卫星互联网融合的新技术相关的政策/文件见表1-3。
表1-3 截至2020年5月省（直辖市）政府层面与卫星互联网融合的新技术相关政策/文件
（续表）
（续表）
2020年4月20日，国家发改委明确了新型基础设施的概念和范围。新型基础设施是以新发展理念为引领，以技术创新为驱动，以信息网络为基础，面向高质量发展需要，提供数字转型、智能升级、融合创新等服务的基础设施体系 [7] 。根据以上定义，新基建的分类主要涉及信息基础设施、融合基础设施和创新基础设施三个方面，其分类标准如图1-1所示。
图1-1 新基建的分类标准
信息基础设施主要是指由新一代信息技术衍生而来的基础设施，如以5G、物联网、工业互联网、卫星互联网为代表的通信网络基础设施，以人工智能、云计算、区块链等为代表的新技术基础设施，以数据中心、智能计算中心为代表的算力基础设施等。
融合基础设施主要是指应用工业互联网、大数据、人工智能等新技术，由传统基础设施转型升级，即新旧融合的基础设施，如智能交通基础设施、智慧能源基础设施等。
创新基础设施主要是指支撑基础科学研究、技术开发、产品研制的具有公益属性的基础设施，如重大科技、科教、产业技术创新基础设施等。
基础设施建设是国家经济发展、社会稳定的重要支撑，基础设施状况直接反映国家经济实力和发展水平，优先保障基础设施建设是我国取得巨大发展成就的重要经验。改革开放以来，我国基础设施建设突飞猛进，部分领域的基础设施处于世界领先水平，有力支撑了我国经济社会的持续稳定发展。
2018年12月，中央经济工作会议把人工智能、工业互联网、物联网等作为“新基建”的重要内容，给予基础设施新的内涵。2020年3月，中共中央政治局常委会召开会议，强调“加快5G网络、数据中心等新型基础设施建设进度”助力新冠肺炎疫情防控和推进经济社会运行 [8] 。
因此，加快推进新型基础设施建设，不仅能够促进短期经济增长、提振社会信心，而且能够推动经济转型升级、促进产业高质量发展。
在科技革命推动下，人类社会由工业社会进入数字社会，对新型基础设施的需求迅猛增长。新型基础设施既包括服务数字经济与数字社会的新型数字基础设施，如5G网络和物联网等；也包括为适应数字经济发展而进行数字化、智能化改造的传统基础设施，如智能电网、智能交通等。新型基础设施可分为硬件和软件两个层面，硬件包括服务器和密钥存储设备等，软件包括底层开发平台、开发者工具等。
我国处在数字经济的起步阶段，新型基础设施是数字经济发展的短板。一方面，与新型基础设施相关的硬件制造能力、产品质量与实际需求仍有差距；另一方面，体现科技创新的软件设计能力也与实际需求存在差距。
目前，新型基础设施存在配置不到位、数据缺乏、缺少自主可控的数据互联共享平台的问题，因此我国数字信息技术与实体经济融合不够深入，数字经济发展规模受到制约。要抓住科技革命的历史机遇，形成竞争新优势，推动数字经济发展，推动新旧动能转换，促进经济转型升级，就必须加快新型基础设施建设。
与传统基础设施相比，新型基础设施面向数字经济发展新需要，支持数据收集、存储、加工与运用。新基建初期投入巨大，产出效益高、产业带动性强，对我国经济发展具有长远的积极影响。此外，我国是人口大国、制造大国和互联网大国，新型基础设施具有丰富的应用场景和广阔的市场空间，具有其他国家无可比拟的数字经济发展的市场规模条件。
信息技术的快速发展和深度应用，推动面向个人用户的互联网科技服务逐步向制造业渗透，构建以工业物联为基础、以大数据为要素的工业互联网，推动形成新的工业生产制造和服务体系。
随着数字技术的发展，人类活动的数据规模呈爆炸式增长，生产数据经过大数据技术处理、分析和转换后接入实际生产过程，数据将成为影响经济发展的新要素。在现实经济活动中，数据收集、存储、计算、分析、开发利用及智能化的能力决定数据能否真正成为生产要素。数据要素不能独立存在，而存在于与实体经济运行相关的各种数字化基础设施之中。云计算、人工智能、大数据、物联网、区块链技术共同组成数字经济基础，为数字经济发展提供技术保障和实现手段，营造数字产业的生态环境 [9] 。
在数字经济中，产品的生产、运输、销售和服务各个环节都离不开新型基础设施的支持，新型基础设施的数量、质量等将决定数字经济发展的速度和高度。构建以数字为基础、网络通信为支撑的服务平台，为经济转型发展注入新的生产要素，是我国推进新基建的重要目标。
传统基础设施建设的投入多以自然资源为主，往往只关联某些部门和行业，如与铁路、公路等基础设施建设直接相关的主要是交通运输部门。新基建的投入则以信息技术为主，兼有公共服务产品和新兴产业的特性，是一种新型的业务形态。
新型基础设施作为公共产品，汇集数字收集、存储、分析、运用的相关产业并接入网络，使消费者、生产者信息实现实时共享、对接，整合物流、支付、信用管理等配套服务，实现信息共享互通，打破信息壁垒，打破沟通和协作的时空约束，减少中间环节，降低交易成本、提高交易效率，推动平台经济、共享经济等新经济模式快速发展。
新型基础设施的普及将带来全球数据量的爆炸式增长，为数据分析处理及其运用创造条件。因此，新型基础设施涉及的产业越多、集聚的数字资源越多，其产业带动效应就越大。产业带动效应和用户效率提升的示范效应，会进一步吸引用户的使用和参与，最终带动国家经济体系数字化和智能化水平全面提升，引发生产力和生产方式的重大变革。
新型基础设施将支撑新业态成长。目前，我国总体上已进入后工业化阶段，服务业成本提高导致的生产率降低和结构性减速的现象已经开始显现。在这一关键阶段，数字经济将为“再工业化”技术发展指明方向 [10] 。
数字经济沿着产业数字化和数字产业化两条路径引领产业变革，促进制造业和服务业融合发展，不断催生互联网、人工智能、智能制造、智慧城市、智能交通等新产业。通过数字化和智能化方式，迅速发现客户的潜在需求，为客户创造新需求，并在一定程度上解决企业生产经营中的信息不互通、不充分、不对称的问题。新基建既有利于突破产业结构服务化造成的发展减速的问题，又可为经济增长注入新动力、开辟新空间，并为新产业、新业态发展提供驱动力。
目前，与卫星互联网融合的新一代信息技术在一定程度上取得了突飞猛进的发展，但与卫星互联网的融合仍处于初步融合或概念阶段。新一代信息技术的不断发展，各种新技术应用场景、应用范围的扩大，应用能力的不断提升，必然会加快卫星互联网与各种新技术融合发展速度，促进社会进步与产业升级。新基建下的新技术建设及应用情况如下所述。
在静止轨道卫星互联网通信技术方面，国外进展比较迅速。在非静止轨道卫星互联网通信技术方面，OneWeb公司已经完成全球部署；SpaceX公司计划打造全球卫星互联网；Outernet公司计划发射上百颗卫星以提供单向广播服务；O3b公司则已运营多颗中低轨道卫星，为尚未接入互联网的欠发达地区提供互联网接入服务。2020年6月，北京联通与银河航天进行的5G与卫星互联网融合测试成功，国内首次完成低轨道卫星互联网链路测试验证。
为了加快5G建设进度，2020年3月，中国电信宣布与中国联通在2020年三季度完成全国25万座5G基站共建工作；中国铁塔也表示2020年全年计划部署5G基站50万座。此外，中国移动已全面完成5G一期工程建设，在50个城市实现5G商用；2020年3月，中国移动正式启动了2020年5G二期无线网主设备集中采购。截至2021年6月，我国5G基站超过70万座，全国所有地级以上城市均可提供5G商用服务。
按照人工智能产业发展态势，布局全国人工智能产业发展格局。其中，人工智能的算力主要集中在北京、深圳、上海、合肥等人工智能技术领先的地区；基于AI芯片、传感器、集成电路开发等人工智能基础设备的研发主要集中在北京和上海；人工智能算法平台主要集中在北京、上海、杭州和合肥；人工智能社会生产服务基地主要集中在制造业发达的青岛、广州、沈阳、西安、昆山等地；人工智能居民生活服务主要集中在中东部经济发达的大城市集群地区。
目前，人工智能已经与传统的基础设施形成初步融合，在民生领域中发挥了积极作用。同时，人工智能已从概念阶段进入典型应用阶段，新基建将极大地推动人工智能产业发展。
区块链技术自2009年诞生以来，在金融、供应链、物联网、知识产权保护、能源、轨道交通、奢侈品身份鉴定、药品追踪等行业领域展现出良好的发展态势。目前，已经有比特币、以太坊、企业操作系统（Enterprise Operating System，EOS）、超级账本等多个公共区块链开发与应用平台，它们为快速开发与部署区块链提供了方便与快捷的基础。例如，在以太坊应用平台上，目前已经有2 667个应用，部署了超过4 200个的智能合约，每日活跃用户数量超过2.7万，已经构筑了一个强大的区块链分布式应用生态体系 [11] 。
区块链具有高度“自治”特性，并衍生出各类自主分布式管理属性，被广泛地应用到新组织结构管理、身份管理与隐私管理等领域。例如，不依赖任何中心机构，用户可以用一种安全的方式提供可验证的身份凭证，如Sovrin、TheDAO等分布式自治组织管理平台，通过这些平台用户可以最大限度地保护隐私。
基于区块链的“可信”特性，区块链技术在奢侈品销售、食品/药品追溯及供应链管理等领域有广泛应用。英国的Everledger公司基于区块链技术，可为每颗钻石的身份及交易信息提供记录，截至目前，已经在区块链上上传了98万颗钻石的身份及交易信息。法国巴黎的BlockPharma公司，用区块链技术进行药品追溯和防伪，制药企业在发布产品信息和矩阵二维码（Quick Response Code，QRC）时，嵌入医药企业信息系统的BlockPharma模块便可将相关信息记录到区块链上，从而为每个药物产品都提供一个身份信息，并可进行追踪。
此外，有不少研究人员正在探索基于区块链技术的未来网络基础设施的架构。通过区块链技术，能实现人、设备、服务在网络中的统一身份认证和管理，建立人与机器、机器与机器之间的可信通信，建立基于智能合约的多智能体实时交易，这些将成为融合互联网、工业互联网乃至卫星通信网络的下一代未来网络的核心与关键技术。
大数据的应用主要分为政府服务类应用和行业商业类应用两大类。政府服务类大数据与民生密切相关，可为政府管理提供强大的决策支持能力，其应用场景主要包括城市规划设计、智慧交通、智慧医疗、智慧家居、智慧安防等。这些智慧化的大数据应用将极大地拓展、丰富、方便民众生活 [12] 。
在城市规划设计方面，对城市地理、气象、地质等自然信息和经济、社会、文化、人口等人文社会信息的深度挖掘、统筹分析，可为城市规划设计提供强大的决策支持能力，加强城市管理服务的科学性和前瞻性。
在道路交通管理方面，通过对道路交通信息的实时汇总、挖掘，并给予反馈，能够有效疏通交通、缓解交通拥堵，快速响应突发状况，为城市交通的安全有序运行提供科学决策依据。
在舆情监控方面，通过对关键词搜索及语义的智能分析，可全面提高舆情分析的及时性和全面性，全面掌握社情民意，提高公共服务能力，快速应对网络上突发的公共事件。
在应急安防领域，通过大数据的深度分析与挖掘，可以实时感知自然灾害或恐怖事件，提高应急处理能力和安全防范能力。
行业商业类大数据应用场景较多，主要是将大数据与传统企业相结合，有效提升运营管理和结构效率，推动传统产业升级转型。
因此，各行业都在深入挖掘大数据价值，研究大数据的深度应用，使之成为中国经济快速增长的新动力。
量子计算历经了从1个量子比特到10个量子比特的发展过程。目前，量子计算仍然处于原理演示的探索性研究阶段。近年来，我国研究团队在量子计算的一些领域中做出了部分有国际影响力的贡献 [13] 。
中国科学技术大学的研究人员利用核磁共振量子计算的4个量子比特，演示了至今最大的143的因子分解，用光学量子计算演示了15的分解和求解线性方程组，还成功制备了3个量子比特的半导体量子芯片；随着量子比特数的增加，将实现更大数字的因子分解舒尔算法；在金刚石氮空位中心系统，各研究机构分别演示了简易型Deutsch算法、量子克隆和几何逻辑门操作等量子计算基础操作，以及基于动力学退耦的量子态保护。
本章梳理并解读了与卫星互联网融合的新一代信息技术相关政策/文件，我国已把新基建提升到顶层设计层面，并且密集发布相关政策和会议精神文件，地方政府加紧行动，以重点项目/重大工程为依托，超前谋划、加快布局新基建相关产业，批复上千个项目，总投资额达万亿元级。可以预见，新基建已经成为政府大力倡导、大力推进的投资方向，在今后很长一段时间内，新基建领域有望得到长足发展。
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[2] Satoshi Nakamoto. Bitcoin: A peer-to-peer electronic cash system[J/OL]. (2008-02-23) [2021-01-26]. https://bitcoin.org/bitcoin.pdf
[3] 范希文. 金融科技的赢家、输家和看家[J]. 金融博览，2017(11)：44-45.
[4] 科技日报.俄加入全球量子计算战局[EB/OL]. (2019-12-20)[2021-01-26]. http://www. xinhuanet.com/2019-12/20/c_1125367388.htm.
[5] 树哥区块链. 区块链的发展和现状[EB/OL].(2018-11-13)[2021-01-26].https://www. jianshu.com/p/ccc19ded9f0a.
[6] BDIRC Teada. 解读：中央经济工作会议定义“新型基础设施建设”[EB/OL]. (2019-01-11) [2021-01-26].https://baike.baidu.com/reference/24528423/8f2aRA3OvBR8xRkEHWUPnkL8bDyoE1EPRZ9jEK2Kz0zeK0jx3GBG_KmQTelNKbOpUsqg-DPgiWb0RasXkOI5pHkdF6S4zDeQwRPVAFBPaTJg.
[7] 央视网. 新闻观察：5G等“新基建”为经济增长提供新动力[EB/OL]. (2019-03-02) [2021-01-26].http://jingji.cctv.com/2019/03/02/ARTIvuyfQ1gT9p5T0pXTWTkv190302.shtml?spm=C87458.PxZ1sQfyXDLK.Exjc7Ac1i8jF.4.
[8] 梁敏. 重磅！中央20天4次部署新基建！[EB/OL]. (2019-03-02)[2021-01-26]. http://www. jjckb.cn/2020-03/05/c_138845404.htm.
[9] 王君晖. 新基建“新”在何处？[N].证券时报，2020-03-06(A001).
[10] 李立. 阿里加速“新基建”数字化“成人礼”提前到来[N/OL]. (2020-03-14)[2021-01-26]. https://baijiahao.baidu.com/s?id=1661099919167344673&wfr=spider&for=pc.
[11] 中国新闻网. 京东领跑新基建这场布局3年前就已落子[EB/OL]. (2020-03-16) [2021-01-26]. https://baijiahao.baidu.com/s?id=1661299492898026425&wfr=spider&for=pc.
[12] 互联网爆点. “新基建”七大领域，百度已占“五”[EB/OL]. (2020-03-16)[2021-01-26]. https://baijiahao.baidu.com/s?id=1661287651472283584&wfr=spider&for=pc.
[13] 李彦宏.“新基建”加速智能经济到来[EB/OL]. (2020-05-08)[2021-01-26]. https://weibo.com/ttarticle/p/show?id=2309404502249526132849#_0.