星地通信融合穩(wěn)步向前 助力手機直連衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)發(fā)展
5G信號也能上天？星地融合通信下就不是問題，2023年被認為是手機直連衛(wèi)星的元年。在中信科移動日前主辦的星地融合研討暨新技術發(fā)布會上，中信科移動等多家公司透露了在5G NTN（非地面網(wǎng)絡）標準下的通信試驗進展。
與會專家認為，未來采用5G兼容的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)模式，可以借助我國在5G領域的產(chǎn)業(yè)鏈和規(guī)模經(jīng)濟優(yōu)勢，實現(xiàn)跨越式發(fā)展。同時，為加快手機直連衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)成熟，專家建議相關頻率、牌照等政策應盡快清晰。
“衛(wèi)星”通信與“地面”通信走向融合
中國信科集團副總經(jīng)理、總工程師、科技委主任陳山枝認為，星地融合通信是地面移動通信和衛(wèi)星通信發(fā)展的必然趨勢，衛(wèi)星與地面移動通信之間的關系也在由競爭轉向互補。
如何充分利用地面移動通信的產(chǎn)業(yè)鏈，如何把普通移動通信用戶發(fā)展為衛(wèi)星通信用戶，是運營商面臨的兩個重要問題�！靶堑厝诤贤ㄐ拧睘檫@兩個問題的解決提供了技術路徑。
“星地融合可以實現(xiàn)衛(wèi)星網(wǎng)絡和地面網(wǎng)絡優(yōu)勢互補。如今移動通信正在走向萬物互聯(lián)，人類活動空間大幅拓展，但地面基站主要覆蓋人口密集、經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)，衛(wèi)星則可以覆蓋偏遠地區(qū)、海洋以及天空，以較低成本構建衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)。作為5G/6G在地面覆蓋的補充，形成星地融合組網(wǎng)，能夠支持更多樣化的服務和應用�！标惿街榻B。
多家公司開展技術驗證
國內外已經(jīng)從標準等多方面開始推動星地融合通信的實現(xiàn)。在當前5G階段，星地融合通信的目標是“體制兼容”，即在已有地面5G標準的整體技術框架下通過優(yōu)化的方式實現(xiàn)星地融合通信。
據(jù)了解，5G NTN標準規(guī)范是國際標準化組織3GPP制定的基于5G的衛(wèi)星透明轉發(fā)通信標準協(xié)議，于2022年6月在3GPP R17版本中正式發(fā)布。5G NTN根據(jù)衛(wèi)星通信的需求和技術特點，設計和制定可用于手機與高低軌衛(wèi)星直接連接通信的技術規(guī)范。5G NTN支持衛(wèi)星通信網(wǎng)絡單獨組網(wǎng)，或與地面蜂窩通信系統(tǒng)聯(lián)合組網(wǎng)，實現(xiàn)星地融合通信。
陳山枝介紹，3GPP R18正在開展支持手機直連衛(wèi)星的NTN增強技術研究。同時，業(yè)界也正在探討在R19支持星上處理模式的5G NTN技術。面向未來，預期3GPP將在R21開展6G NTN天地一體化系統(tǒng)的標準化工作。
中國移動研究院無線與終端技術研究所所長鄧偉介紹，2023年5月，中國移動率先完成國內首款5G IoT NTN手機直連衛(wèi)星實驗室驗證，支持雙向語音對講和文字消息，同時開展二期驗證優(yōu)化，全面提升高軌手機直連衛(wèi)星落地能力。
基于5G NTN的透明轉發(fā)標準和全新的星地融合平臺，6月3日，中信科移動聯(lián)合合作伙伴，通過高軌和低軌衛(wèi)星，快速實現(xiàn)業(yè)界首次5G NTN標準的端到端寬帶衛(wèi)星通信業(yè)務傳輸?shù)募夹g試驗驗證。
根據(jù)測試現(xiàn)場工作人員介紹，此次寬帶業(yè)務測試性能符合預期、體驗良好，同時實現(xiàn)了5G NTN衛(wèi)星寬帶業(yè)務和地面業(yè)務打通，支持語音、短消息、高清視頻通話、4k高清視頻播放、FTP下載等業(yè)務，從整個星地融合通信網(wǎng)絡架構、標準協(xié)議、試驗設備等方面全面驗證了5G NTN技術落地能力，有效支撐未來手機直連衛(wèi)星的實現(xiàn)。
手機直連衛(wèi)星面臨多項挑戰(zhàn)
手機直連衛(wèi)星是星地融合通信的一個重要方面，這可以使得應用最廣泛的移動通信終端與覆蓋范圍最大的衛(wèi)星網(wǎng)絡緊密結合。在當天會議的技術沙龍討論環(huán)節(jié)，來自設備商、運營商、手機廠商、衛(wèi)星制造商以及高校等多方專家，圍繞手機直連衛(wèi)星的主題開展探討。
vivo通信研究院院長秦飛認為，隨時隨地能保持與世界的連接，正是手機用戶對直連衛(wèi)星的基本需求。從用戶角度，不換卡不換號就能開通衛(wèi)星通信功能，是達成手機直連衛(wèi)星且實現(xiàn)規(guī)模普及的最基本要求。2023年可以認為是手機直連衛(wèi)星的元年，當前已經(jīng)有兩三款支持直連衛(wèi)星的手機，預計到今年年底至少會有8款手機能達到要求。
中國聯(lián)通研究院高級技術專家高一維表示，解決技術、成本、市場等關鍵問題，是未來推動衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)規(guī)�；逃玫闹匾较�。“我們需要通過地面產(chǎn)業(yè)帶動天地一體整體發(fā)展，搶占科技制高點�！�
中信科移動高級技術專家繆德山表示，手機直連衛(wèi)星面臨著頻率資源、鏈路預算、數(shù)據(jù)速率與服務體驗方面的多重挑戰(zhàn)。
根據(jù)中信科移動副總經(jīng)理孫韶輝現(xiàn)場發(fā)布的《全域覆蓋 場景智聯(lián)——星地融合通信白皮書》，在星地融合通信中，可以利用先進的算法和機制來協(xié)作實現(xiàn)星地頻譜共享。例如：終端可以使用人工智能（AI），更好地區(qū)分衛(wèi)星通信信號和地面通信信號；通過引入機器學習預測頻率態(tài)勢，制定星地動態(tài)頻率共享策略。
除了技術上的難題需要破解，成本以及商業(yè)化的問題也需要重視�！拔覈謾C直連衛(wèi)星運營市場僅33.49億元，結果并不樂觀，可能很難覆蓋衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)建設高額的資本開支�！鼻仫w稱，手機直連衛(wèi)星如何在運營側實現(xiàn)商業(yè)閉環(huán)，需要充分考慮。
