中国电信卫星研究院在《China Communications》期刊发表了一项关于低轨卫星星座直连手机（DTC）系统能耗的研究成果，题为“Energy Consumption Ratio Analysis of LEO Constellation Systems Providing Direct Mobile Connectivity Based on Embodied Energy Analysis Method”。该研究基于隐含能分析方法，系统评估了低轨卫星星座在提供手机直连服务时的单位通信能耗，并与地面基站网络进行了对比分析。
研究指出，尽管低轨卫星依赖太阳能运行，但其综合能耗仍显著高于地面网络。以SpaceX的“星链直连手机”星座为例，其一代系统已部署660颗搭载4G LTE基站模块的卫星，能够支持普通手机在偏远地区通信。然而，通过隐含能分析发现，当前卫星通信的单位能耗远高于地面基站，是偏远地区地面基站群的18.2-32.9倍，人员密集地区的384-715倍。这一发现引发了对低轨卫星通信系统能否替代地面网络的讨论。
进一步分析显示，低轨卫星通信系统在偏远地区具有覆盖优势，但其能耗效率远低于地面基站。例如，在覆盖379平方公里区域时，若地面基站采用广域覆盖方案，其能耗比仅为32.99焦耳每兆比特（J/Mb），而“星链”卫星的能耗比则高达数百至数千焦耳每兆比特。这意味着，在人员密集地区，卫星通信的能耗比是地面基站的数百倍；即使在偏远地区，其能耗比也显著高于地面基站。
研究还探讨了卫星通信能耗优化的可能性。若SpaceX能够提升卫星通信能力并获得更多频谱资源，卫星通信的能耗比有望降低。例如，若单星通信能力提升至580Mbps，其在偏远地区的能耗比可与地面基站相当；若提升至12Gbps，则在人员密集地区的能耗比也可与地面基站竞争。然而，目前“星链”卫星的通信能力仍远低于这一水平，且大规模部署卫星的成本和能耗问题尚未解决。
根据爱立信的报告，全球智能手机用户的数据流量需求持续增长，预计到2029年用户日均数据流量需求将达到0.043Mbps。在此背景下，低轨卫星通信系统若要满足大规模用户需求，需部署数万颗卫星，这将带来巨大的能源消耗和成本压力。因此，从能耗角度出发，低轨卫星通信系统更适合作为地面网络的补充，而非替代。
