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    雙星入軌:中國移動“天地一體”通信探索取得重大進展

    2024年2月5日 07:54  CCTIME飛象網  

    飛象網訊(計育青/文)近日,全球首顆5G天地一體演進技術驗證衛星“中國移動01星”,以及搭載6G新型星載核心網“星核”系統的“星核”衛星成功發射入軌,這是中國在天地一體通信技術領域取得的最新成果。

    兩顆衛星的核心技術均由中國移動與產業伙伴聯合開發,其中“中國移動01星”上搭載了支持5G天地一體演進技術的星載基站,“星核”衛星上搭載的是面向空天地一體算網融合的6G新型星載核心網系統,后者突破了商用級器件的高可靠設計、輕量化網元設計等一系列關鍵技術,支持功能原子化部署與柔性分割。這兩顆衛星的成功發射是中國移動“天地一體”通信探索的一次重大進展,為中國移動及國內通信產業進一步研發“天地一體”網絡技術提供了絕佳的試驗平臺。

    三種道路,擇優突破

    近年來,全球“天地一體”技術研究及應用發展很快,包括中國在內的各國衛星和地面通信巨頭都在積極開展合作,加速手機直連衛星技術的成熟和商用!疤斓匾惑w”是5G-A、6G的核心基礎技術之一,目標是實現衛星和地面網絡在技術、標準、產業和應用的全方位融合,為客戶提供全球隨時隨地、無縫連接網絡的能力。

    長期以來,衛星和地面移動通信各自獨立發展,不過隨著泛在寬帶通信需求和天地一體通信技術的演進,兩者正在逐漸走向融合;趪H統一標準的NTN(非地面網絡)技術,地面蜂窩網絡與衛星通信相互打通,可以大幅降低空天地一體化網絡建設成本和客戶的使用成本。

    目前來看,手機直連衛星的技術方案主要有三個。一是基于傳統衛星通信技術的雙模手機直連,通;谝寻l射在軌的衛星,手機終端的成本相對較高,而且受制于衛星性能,應用規模和發展前景有限。二是基于3GPP標準的4G/5G存量手機直連衛星,該方案能夠兼容現有4G、5G終端,但需對基站進行非標準化定制,而且對衛星、衛星天線的能力要求很高,目前國內暫時不支持。三是基于3GPP NTN的手機直連衛星技術,通過對5G空口協議進行增強來適應衛星場景。其優點是對衛星天線的大小要求較低,可支持寬帶(NR NTN)和窄帶(IoT NTN),而且技術開放、有持續演進的國際標準,全球主要衛星和移動通信廠商、運營商、終端廠商等都在積極布局,前景廣闊。

    此次發射入軌的雙星,就是中國移動與產業伙伴基于第三種方案開發的試驗系統。

    發揮優勢,全方位推進天地一體發展

    據了解,中國移動之所以選擇3GPP NTN技術,一方面是因為這項技術具有很多優勢,另一方面是因為中國移動在該領域有深厚積累。

    3GPP NTN在技術與產業方面具有四大優勢。一是標準和技術協議的基礎好,可以復用5G現有協議體系,并針對衛星通信進行了增強;二是技術潛力大,現階段已具備端到端落地能力,同時還在不斷快速演進;三是應用場景豐富,能夠支持寬帶、窄帶、高中低軌等多種業務場景;四是產業生態健全,依托3GPP體系廣泛的產業支持,產業鏈完整且強健。

    鑒于3GPP NTN技術的光明前景,中國移動一直在積極投入、多方探索。中國移動是全球較早開展手機直連衛星技術研究的運營商,主攻架構、空口、頻率、多軌等關鍵技術,推進6G天地一體技術進步,計劃在5G階段實現空口初步融合,5G-A階段實現架構、頻率的初步融合,在6G階段實現空口、架構、頻率、多軌一體融合。

    中國移動還積極參與手機直連衛星技術標準制定,在3GPP體系中累計提交提案300多項,貢獻居全球移動通信運營商首位;ITU體系下提交文稿142篇,位居全球第一,并擔任天地一體領域重要課題組報告人,完成新立項6項,結項2項;CCSA體系下,在TC5和TC12牽頭完成業界首個NTN衛星接入節點、首個NR NTN接入網總體等7項行業標準、研究課題立項,主導完成3項研究課題制定。

    為加快天地一體技術研發和創新,中國移動還與清華、北航、復旦、北郵等高校合作開展研究,依托中國移動協同創新基地構建空天地一體化實驗室與在軌測試環境,利用國家研發專項課題、新一代移動信息通信技術國家工程中心等國家創新平臺引領產業發展。

    率先開展試點驗證,聯合推動終端進步

    除了在技術研發和產業生態方面積極推進,中國移動在天地一體技術驗證、試點等方面也走在世界前列。

    2022年8月和2023年6月,中國移動先后完成了全球首個運營商5G NTN技術外場驗證、國內首款5G NTN手機終端直連衛星實驗室驗證,實現了雙向語音對講和文字消息,直接把5G窄帶NTN推進到了預商用階段。2023年9月,中國移動完成了國內首次運營商NR NTN低軌衛星寬帶業務實驗室驗證,全面驗證了手機直連低軌寬帶衛星的能力;聯合產業共同研制成功基于3GPP R17標準的NR NTN星載基站,并于2023年12月完成了地面通信測試與空間環境適應性測試。2024年2月3日發射的“中國移動01星”,標志著NR NTN在軌技術試驗正式啟動,是手機直連低軌衛星技術研究、應用的一個重要里程碑。

    隨著基于3GPP NTN標準的手機直連衛星初具落地能力,中興通訊、佰才幫等設備廠商已經完成了NTN基站的研發,聯發科、展銳等芯片廠商已推出IoT NTN芯片,VIVO、OPPO、小米等也已推出支持IoT NTN的試驗終端。NR NTN方面,相關芯片將在2024年問世,大唐電信、華為、中興通訊等也已完成NR NTN基站研制,整個體系已經具備端到端測試驗證能力。

    3GPP協議是國際統一的標準通信協議,具有廣泛的產業基礎,相對于衛星通信技術優勢明顯,且在持續演進,潛力巨大。相對傳統衛星產業,我國在3GPP產業中具有較強的話語權和把控力,有助于在天地一體化發展中占據優勢地位。同時,采用國際統一標準,突破衛星產業原有的封閉協議與產業生態,使衛星復用5G產業,大幅降低空天地一體化網絡建設、使用成本。

    天地一體化是未來網絡演進的重要方向,也是中國ICT產業的必爭之地。相對其他技術路線,3GPP標準具有廣泛的產業基礎,而且持續演進的潛力巨大,中國通信產業在其中擁有較強的話語權,有利于國內產業的發展。同時采用國際統一標準,也有利于打破衛星產業原有的封閉環境,復用5G產業力量,大幅降低空天地一體化網絡的建設、使用成本。未來中國如果能充分利用在5G領域的優勢地位,與衛星產業深度融合,將從根本上奠定面向6G的整體技術優勢和產業優勢,真正打造網絡無所不達、算力無所不在、智力無所不及的全新時代。

    編 輯:章芳
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