無(wú)線(xiàn)移動(dòng)通信系統十年演進(jìn)一代，從4G改變生活，到5G改變社會(huì )，網(wǎng)絡(luò )覆蓋逐漸向行業(yè)應用延伸。“當前4G和5G等陸地移動(dòng)通信系統在行業(yè)應用中有一定局限，面對行業(yè)應用的廣域與空間覆蓋稀疏性和分散性，衛星移動(dòng)通信大有可為。”陳山枝如是說(shuō)。
三大趨勢洞見(jiàn)星地融合發(fā)展
一是衛星與地面蜂窩系統由競爭轉變?yōu)榛パa。隨著(zhù)移動(dòng)通信走向萬(wàn)物互聯(lián)，人類(lèi)活動(dòng)空間拓展、環(huán)境監測、軍事應用、行業(yè)應用等需求強盛，引入衛星通信能夠更好地滿(mǎn)足通信需求。借助衛星通信，城市與鄉鎮通過(guò)基站覆蓋，發(fā)揮容量和規模成本優(yōu)勢，實(shí)現海量接入;偏遠地區與海洋通過(guò)衛星覆蓋，發(fā)揮覆蓋優(yōu)勢，可以節省建設成本。因此以較低成本構建衛星互聯(lián)網(wǎng)，作為5G/6G地面覆蓋的補充，形成星地融合組網(wǎng)，可支撐多樣化的服務(wù)和應用。
二是衛星互聯(lián)網(wǎng)與地面蜂窩系統體制走向融合。傳統衛星通信技術(shù)體制多、不兼容、產(chǎn)業(yè)規模小、成本高，無(wú)規模經(jīng)濟優(yōu)勢。近年來(lái)，業(yè)界紛紛開(kāi)展基于5G體制的衛星互聯(lián)網(wǎng)星座組網(wǎng)探索，比如ITU開(kāi)展了下一代衛星通信相關(guān)研究;3GPP開(kāi)展了NTN(非地面網(wǎng)絡(luò ))標準制定;ETSI Set 5G聯(lián)盟開(kāi)展了融合網(wǎng)絡(luò )研究工作等，有效規范了衛星互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展標準化，促進(jìn)了衛星通信與蜂窩通信在體制上的融合。
三是不同需求有不同組網(wǎng)模式。針對不同應用場(chǎng)景，星地融合系統具有靈活的組網(wǎng)模式可以解決相應問(wèn)題，適應不同場(chǎng)景需求。采用透明轉發(fā)的獨立組網(wǎng)模式與地面互聯(lián)互通，可應用于技術(shù)復雜度低、建網(wǎng)成本低的場(chǎng)景，助力解決中繼通訊的問(wèn)題;采用高頻段星上處理獨立組網(wǎng)模式與地面網(wǎng)絡(luò )互聯(lián)互通，適合大容量高速數據傳輸，適用于車(chē)載、機載、船載或者固定接入通信;采用中低頻段星地聯(lián)合組網(wǎng)模式(手機直連衛星)，使用5G NTN兼容手機，可根據環(huán)境和信號變化，動(dòng)態(tài)選擇接入衛星網(wǎng)絡(luò )或者地面網(wǎng)絡(luò )，實(shí)現兩者無(wú)縫切換和漫游。
5G兼容、6G融合展望星地融合未來(lái)
“鑒于低軌衛星通信與地面蜂窩通信的差異，星地融合也面臨諸多挑戰。”陳山枝認為星地融合還需要在信道建模、鏈路預算等基礎問(wèn)題，透明轉發(fā)、星上處理等網(wǎng)絡(luò )架構，傳播參數、信道設計等物理層關(guān)鍵技術(shù)，移動(dòng)性管理、用戶(hù)面協(xié)議等高層關(guān)鍵技術(shù)等方面進(jìn)行攻關(guān)。對于星地融合未來(lái)的發(fā)展趨勢，他提出以下展望。
星地融合演進(jìn)路徑：從5G體制融合走向6G系統融合。5G體制的衛星通信系統是星地獨立網(wǎng)絡(luò )，衛星通信體制借鑒5G，隨著(zhù)6G的研發(fā)演進(jìn)，面向6G的星地融合系統將實(shí)現星地一體，提供無(wú)感知一致服務(wù)。
6G星地融合關(guān)鍵技術(shù)：實(shí)現衛星與地面蜂窩通信有機融合。星地融合關(guān)鍵技術(shù)包含統一設計、彈性重構等網(wǎng)絡(luò )架構方案，統一空口設計、終端快速接入等無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)，多層網(wǎng)絡(luò )間自適應路由等組網(wǎng)技術(shù)，以及頻率管理方案等。
陳山枝建議應將“5G兼容、6G融合”作為我國衛星互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)路徑。5G兼容(體制融合)搶占先機、奠定基礎，以5G技術(shù)為基礎，根據衛星鏈路等差異化，針對性修改和優(yōu)化的低軌衛星通信系統;最大程度復用5G技術(shù)，并利用5G規模經(jīng)濟，降低成本，實(shí)現差異化競爭優(yōu)勢。6G融合(系統融合)達到全球引領(lǐng)，實(shí)現陸地移動(dòng)通信和高中低軌衛星通信的有機融合;形成衛星與地面蜂窩通信的統一空口、統一接入、統一認證方案;支持終端在星地間無(wú)縫切換，跨運營(yíng)商漫游。
回顧星地融合移動(dòng)通信已有成果，陳山枝講到，中國信科聯(lián)合無(wú)線(xiàn)移動(dòng)通信國家重點(diǎn)實(shí)驗室，已在CCSA、3GPP、ITU等標準組織牽頭多項標準制定;深入研究星上再生處理和透明轉發(fā)關(guān)鍵技術(shù)，研制5G NTN相關(guān)設備，2023年繼續與合作伙伴開(kāi)展地面測試和星地聯(lián)試等工作;連續兩年發(fā)布年度“全域覆蓋，場(chǎng)景智聯(lián)”6G白皮書(shū)，未來(lái)將繼續助力6G愿景實(shí)現。
