手機(jī)直連衛(wèi)星 | 中國聯(lián)通：推進(jìn)5G NTN是大國的“科技博弈”

NTN是3GPP在R17階段制定的基于新空口技術(shù)的終端與衛(wèi)星直接通信的技術(shù)。NTN是地面蜂窩通信技術(shù)的重要補(bǔ)充，利用衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)與地面5G網(wǎng)絡(luò)的融合，可以不受地形地貌的限制提供無處不在的網(wǎng)絡(luò)覆蓋能力，連通“空天地海”多維空間，形成一體化的泛在接入網(wǎng)絡(luò)，使能全場景隨需接入。5G NTN的出現(xiàn)標(biāo)志著地面蜂窩網(wǎng)絡(luò)開始接入衛(wèi)星通信。

尤其近年來，終端廠商推出支持衛(wèi)星通信的產(chǎn)品，引爆了資本市場對衛(wèi)星通信的關(guān)注。為全面了解國內(nèi)外衛(wèi)星通信的產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況、技術(shù)演進(jìn)趨勢、面臨的挑戰(zhàn)以及運(yùn)營商布局，通信世界全媒體采訪了中國聯(lián)通研究院泛終端研究中心總監(jiān)周晶。她表示：“我國積極布局衛(wèi)星通信技術(shù)，這是適應(yīng)未來技術(shù)演進(jìn)、應(yīng)對大國科技博弈的必然選擇。從技術(shù)上看，天地一體是未來網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)趨勢，國外已經(jīng)提前布局，低軌巨型通信衛(wèi)星星座的發(fā)展領(lǐng)先于我國。從產(chǎn)業(yè)上看，我國在衛(wèi)星制造、衛(wèi)星發(fā)射、商業(yè)衛(wèi)星資源等衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)的多個方面均落后于美國，急需加速追趕，以應(yīng)對未來競爭?！?/p>

5G NTN具有巨大的市場潛力和廣闊的應(yīng)用場景

隨著生活水平的提高，人們對通信質(zhì)量有了更高的追求，逐漸對衛(wèi)星通信有了明確的需求，尤其在人煙稀少的區(qū)域。從國家層面來看，我國已逐步建成一個立體的通信網(wǎng)絡(luò)，包括地面移動通信、衛(wèi)星通信等。

不論是從市場角度看，還是從技術(shù)角度看，5G NTN都有很好的發(fā)展前景。5G NTN市場是基于下一代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的新興市場，隨著5G技術(shù)的不斷發(fā)展和普及，5G NTN市場有望在未來幾年內(nèi)實(shí)現(xiàn)快速增長。

5G NTN能夠推動天地一體融合通信的進(jìn)一步發(fā)展，預(yù)計到2030年市場規(guī)?？蛇_(dá)千億元以上。周晶表示，5G NTN通信在車聯(lián)網(wǎng)、泛在低空網(wǎng)聯(lián)、運(yùn)營商“出海”、應(yīng)急救災(zāi)、大型交通工具寬帶通信、海洋覆蓋、偏遠(yuǎn)陸地覆蓋等場景具有廣闊的應(yīng)用前景。預(yù)計到2030年，市場規(guī)?？蛇_(dá)1280億元以上。同時，5G NTN的發(fā)展將推動衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)鏈和地面通信產(chǎn)業(yè)鏈在衛(wèi)星生產(chǎn)、芯片制造、設(shè)備設(shè)計等方面實(shí)現(xiàn)星地產(chǎn)業(yè)融合共享，進(jìn)一步加快星地融合通信的發(fā)展。

從技術(shù)發(fā)展演進(jìn)來看，越來越多的行業(yè)和應(yīng)用領(lǐng)域需要基于5G網(wǎng)絡(luò)的新興技術(shù)發(fā)展，如物聯(lián)網(wǎng)、智能制造、智慧城市等。隨著應(yīng)用場景的不斷豐富，5G NTN技術(shù)也在不斷演進(jìn)和優(yōu)化。

在談到5G NTN技術(shù)的發(fā)展趨勢時，周晶表示：“5G NTN有IoT NTN和NR NTN兩個技術(shù)方向，NR NTN目標(biāo)是提供移動寬帶服務(wù)；IoT NTN目標(biāo)是提供窄帶低速物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)，通過衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展物聯(lián)網(wǎng)連接。IoT NTN將極大擴(kuò)展物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的部署范圍，滿足偏遠(yuǎn)地區(qū)監(jiān)測、遠(yuǎn)洋運(yùn)輸跟蹤、荒野交通等場景的物聯(lián)網(wǎng)連接需求，極大豐富物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用場景。

中國聯(lián)通已在衛(wèi)星通信領(lǐng)域開展多項(xiàng)測試和研究

作為信息通信基礎(chǔ)設(shè)施的提供者，運(yùn)營商已在先進(jìn)通信技術(shù)領(lǐng)域搶先開展技術(shù)攻關(guān)。

周晶表示，中國聯(lián)通在衛(wèi)星通信領(lǐng)域積極進(jìn)行技術(shù)積累，以現(xiàn)有衛(wèi)星資源和技術(shù)能力為基礎(chǔ)，開展了一系列技術(shù)試驗(yàn)。自2020年以來，中國聯(lián)通已開展星地融合頻率研究、多軌道多鏈路“衛(wèi)星+5G”網(wǎng)絡(luò)融合技術(shù)研究、星地融合物聯(lián)網(wǎng)研究和應(yīng)用、“5G+衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)”網(wǎng)絡(luò)融合研究和應(yīng)用、面向6G的空天地網(wǎng)絡(luò)泛在業(yè)務(wù)研究等一系列技術(shù)研究和試驗(yàn)。

在天地融合標(biāo)準(zhǔn)研究方面，中國聯(lián)通積極布局，尤其是在ITU-T星地融合領(lǐng)域主導(dǎo)牽頭制定了星地融合策略控制、QoS、網(wǎng)絡(luò)切片以及FSO激光（地面應(yīng)用）等關(guān)鍵國際標(biāo)準(zhǔn)，為衛(wèi)星通信技術(shù)研究和標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)建奠定了基礎(chǔ)。CCSATC5和TC12等標(biāo)準(zhǔn)組織已開展星地融合MEC、切片、QoS等標(biāo)準(zhǔn)的研究。

隨著通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的演進(jìn)，后續(xù)NTN標(biāo)準(zhǔn)將繼續(xù)在空口增強(qiáng)、星地業(yè)務(wù)連續(xù)性、QoS保障、核心網(wǎng)上星、天地融合組網(wǎng)等涉及共存和協(xié)同部署的技術(shù)上進(jìn)一步發(fā)展。而面對未來技術(shù)演進(jìn)，周晶指出，中國聯(lián)通將堅(jiān)持做好以下兩方面工作。

一是持續(xù)推進(jìn)基礎(chǔ)研究與應(yīng)用技術(shù)攻關(guān)。加強(qiáng)在ITU、3GPP、CCSA等國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)組織的標(biāo)準(zhǔn)工作布局；依托地面網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢，面向天基網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的地面部分需求，在信關(guān)站、核心網(wǎng)、IT系統(tǒng)、互通網(wǎng)關(guān)等方面提供地面基礎(chǔ)設(shè)施技術(shù)研究支撐；基于應(yīng)用融合發(fā)展，構(gòu)建典型的行業(yè)應(yīng)用解決方案，包括寬帶通信、海洋覆蓋、偏遠(yuǎn)陸地覆蓋、應(yīng)急救災(zāi)等對低軌衛(wèi)星通信有著剛性需求的應(yīng)用場景。

二是布局高水平科技設(shè)施和研發(fā)平臺。建立高效能研發(fā)投入與保障體系，加強(qiáng)生態(tài)合作構(gòu)建，推動科研成果轉(zhuǎn)化；構(gòu)建生態(tài)合作陣地，形成合作“孵化田”；促進(jìn)創(chuàng)新鏈和產(chǎn)業(yè)鏈精準(zhǔn)對接，加快科研成果從樣品到產(chǎn)品再到商品的轉(zhuǎn)化；推動重大原創(chuàng)成果和關(guān)鍵技術(shù)突破轉(zhuǎn)化為先進(jìn)生產(chǎn)力。

我國積極推進(jìn)5G NTN，但存在多方挑戰(zhàn)

當(dāng)前階段，我國企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)積極開發(fā)和推廣5G NTN技術(shù)。周晶表示，我國在標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)試驗(yàn)、產(chǎn)品等多方面取得了一定成就。

在標(biāo)準(zhǔn)方面，5G NTN R17標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)凍結(jié)，確定了基于透明轉(zhuǎn)發(fā)架構(gòu)的LEOGEO衛(wèi)星通信在空口協(xié)議、物理層過程、頻譜使用等方面的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。5G NTN R18版本的研究課題也基本確定，將在NTN增強(qiáng)、再生模式架構(gòu)、NTN頻率向FR2頻率擴(kuò)展等方面開展研究。

在技術(shù)試驗(yàn)方面，我國的主要運(yùn)營商、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備商、芯片廠商已聯(lián)合開展多次IoT NTN的技術(shù)驗(yàn)證，完成了端到端的協(xié)議流程、業(yè)務(wù)流程等驗(yàn)證，國外的高通、泰雷茲、愛立信也開展了NR NTN的技術(shù)驗(yàn)證。

在產(chǎn)品方面，主要芯片廠商和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備商已推出支持IoT NTN的芯片和基站產(chǎn)品。雖然5G NTN得到了國家的政策支持并有著廣闊的市場前景，但仍面臨多方面挑戰(zhàn)。一是NTN尚處于技術(shù)研究期，存在多個技術(shù)難點(diǎn)，如高時延、較大的多普勒頻偏、波束管理、HARQ設(shè)計、天線設(shè)計等。二是“手機(jī)直連衛(wèi)星”的頻率資源問題，頻率一直是稀缺資源，規(guī)劃新資源十分困難，而借用地面蜂窩網(wǎng)絡(luò)的頻率資源，又面臨頻率政策限制以及解決干擾的問題。三是天地融合運(yùn)營新模式的挑戰(zhàn)，“手機(jī)直連衛(wèi)星”的天地融合業(yè)務(wù)模式，面臨地面運(yùn)營商和衛(wèi)星運(yùn)營商間的運(yùn)營權(quán)責(zé)劃分、收益分成、地面運(yùn)營商是否需要FSS和MSS資質(zhì)等新問題，需要構(gòu)建新的業(yè)務(wù)運(yùn)營模式，探索未來天地業(yè)務(wù)可持續(xù)運(yùn)營方式。四是衛(wèi)星制造和發(fā)射成本較高，低軌巨型衛(wèi)星星座的建設(shè)成本較高，嚴(yán)重制約衛(wèi)星通信的規(guī)?；瘧?yīng)用。為了應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，產(chǎn)業(yè)各方應(yīng)在技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)業(yè)鏈融合、運(yùn)營模式等方面通力合作，積極破解5G NTN發(fā)展的各種難題。

未來，5G NTN技術(shù)將迎來更廣闊的發(fā)展空間和更豐富的應(yīng)用場景。周晶認(rèn)為：“5G NTN推動天地一體融合通信進(jìn)入新的技術(shù)演進(jìn)階段。天地一體是未來網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的重要目標(biāo)，是移動通信和衛(wèi)星通信融合發(fā)展的必然趨勢。隨著技術(shù)的發(fā)展和需求的深化，未來天地一體將在網(wǎng)絡(luò)、業(yè)務(wù)、終端、資源、管理等方面深度融合，構(gòu)建‘空天地?！蚋采w、網(wǎng)元按需分布式部署、用戶一致性服務(wù)體驗(yàn)的立體網(wǎng)絡(luò)，從而推動社會生活的深度變革。”

*本文刊載于《通信世界》總第931期 2023年11月10日 第21期

原文標(biāo)題:《中國聯(lián)通周晶：加速發(fā)展衛(wèi)星通信，持續(xù)推進(jìn)5G NTN技術(shù)攻關(guān)》

作者：孫天

責(zé)編/版式：王禹蓉

審核：舒文瓊

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