飛象網(wǎng)訊（計育青/文）近日，全球首顆5G天地一體演進技術(shù)驗證衛(wèi)星“中國移動01星”，以及搭載6G新型星載核心網(wǎng)“星核”系統(tǒng)的“星核”衛(wèi)星成功發(fā)射入軌，這是中國在天地一體通信技術(shù)領(lǐng)域取得的最新成果。
兩顆衛(wèi)星的核心技術(shù)均由中國移動與產(chǎn)業(yè)伙伴聯(lián)合開發(fā)，其中“中國移動01星”上搭載了支持5G天地一體演進技術(shù)的星載基站，“星核”衛(wèi)星上搭載的是面向空天地一體算網(wǎng)融合的6G新型星載核心網(wǎng)系統(tǒng)，后者突破了商用級器件的高可靠設(shè)計、輕量化網(wǎng)元設(shè)計等一系列關(guān)鍵技術(shù)，支持功能原子化部署與柔性分割。這兩顆衛(wèi)星的成功發(fā)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(nèi)通信產(chǎn)業(yè)進一步研發(fā)“天地一體”網(wǎng)絡(luò)技術(shù)提供了絕佳的試驗平臺。
三種道路，擇優(yōu)突破
近年來，全球“天地一體”技術(shù)研究及應(yīng)用發(fā)展很快，包括中國在內(nèi)的各國衛(wèi)星和地面通信巨頭都在積極開展合作，加速手機直連衛(wèi)星技術(shù)的成熟和商用。“天地一體”是5G-A、6G的核心基礎(chǔ)技術(shù)之一，目標(biāo)是實現(xiàn)衛(wèi)星和地面網(wǎng)絡(luò)在技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)業(yè)和應(yīng)用的全方位融合，為客戶提供全球隨時隨地、無縫連接網(wǎng)絡(luò)的能力。
長期以來，衛(wèi)星和地面移動通信各自獨立發(fā)展，不過隨著泛在寬帶通信需求和天地一體通信技術(shù)的演進，兩者正在逐漸走向融合。基于國際統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的NTN（非地面網(wǎng)絡(luò)）技術(shù)，地面蜂窩網(wǎng)絡(luò)與衛(wèi)星通信相互打通，可以大幅降低空天地一體化網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本和客戶的使用成本。
目前來看，手機直連衛(wèi)星的技術(shù)方案主要有三個。一是基于傳統(tǒng)衛(wèi)星通信技術(shù)的雙模手機直連，通常基于已發(fā)射在軌的衛(wèi)星，手機終端的成本相對較高，而且受制于衛(wèi)星性能，應(yīng)用規(guī)模和發(fā)展前景有限。二是基于3GPP標(biāo)準(zhǔn)的4G/5G存量手機直連衛(wèi)星，該方案能夠兼容現(xiàn)有4G、5G終端，但需對基站進行非標(biāo)準(zhǔn)化定制，而且對衛(wèi)星、衛(wèi)星天線的能力要求很高，目前國內(nèi)暫時不支持。三是基于3GPP NTN的手機直連衛(wèi)星技術(shù)，通過對5G空口協(xié)議進行增強來適應(yīng)衛(wèi)星場景。其優(yōu)點是對衛(wèi)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(shù)開放、有持續(xù)演進的國際標(biāo)準(zhǔn)，全球主要衛(wèi)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(fā)射入軌的雙星，就是中國移動與產(chǎn)業(yè)伙伴基于第三種方案開發(fā)的試驗系統(tǒng)。
發(fā)揮優(yōu)勢，全方位推進天地一體發(fā)展
據(jù)了解，中國移動之所以選擇3GPP NTN技術(shù)，一方面是因為這項技術(shù)具有很多優(yōu)勢，另一方面是因為中國移動在該領(lǐng)域有深厚積累。
3GPP NTN在技術(shù)與產(chǎn)業(yè)方面具有四大優(yōu)勢。一是標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)協(xié)議的基礎(chǔ)好，可以復(fù)用5G現(xiàn)有協(xié)議體系，并針對衛(wèi)星通信進行了增強；二是技術(shù)潛力大，現(xiàn)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(yīng)用場景豐富，能夠支持寬帶、窄帶、高中低軌等多種業(yè)務(wù)場景；四是產(chǎn)業(yè)生態(tài)健全，依托3GPP體系廣泛的產(chǎn)業(yè)支持，產(chǎn)業(yè)鏈完整且強健。
鑒于3GPP NTN技術(shù)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(wèi)星技術(shù)研究的運營商，主攻架構(gòu)、空口、頻率、多軌等關(guān)鍵技術(shù)，推進6G天地一體技術(shù)進步，計劃在5G階段實現(xiàn)空口初步融合，5G-A階段實現(xiàn)架構(gòu)、頻率的初步融合，在6G階段實現(xiàn)空口、架構(gòu)、頻率、多軌一體融合。
中國移動還積極參與手機直連衛(wèi)星技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)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(dān)任天地一體領(lǐng)域重要課題組報告人，完成新立項6項，結(jié)項2項；CCSA體系下，在TC5和TC12牽頭完成業(yè)界首個NTN衛(wèi)星接入節(jié)點、首個NR NTN接入網(wǎng)總體等7項行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、研究課題立項，主導(dǎo)完成3項研究課題制定。
為加快天地一體技術(shù)研發(fā)和創(chuàng)新，中國移動還與清華、北航、復(fù)旦、北郵等高校合作開展研究，依托中國移動協(xié)同創(chuàng)新基地構(gòu)建空天地一體化實驗室與在軌測試環(huán)境，利用國家研發(fā)專項課題、新一代移動信息通信技術(shù)國家工程中心等國家創(chuàng)新平臺引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
率先開展試點驗證，聯(lián)合推動終端進步
除了在技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)生態(tài)方面積極推進，中國移動在天地一體技術(shù)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(shù)外場驗證、國內(nèi)首款5G NTN手機終端直連衛(wèi)星實驗室驗證，實現(xiàn)了雙向語音對講和文字消息，直接把5G窄帶NTN推進到了預(yù)商用階段。2023年9月，中國移動完成了國內(nèi)首次運營商NR NTN低軌衛(wèi)星寬帶業(yè)務(wù)實驗室驗證，全面驗證了手機直連低軌寬帶衛(wèi)星的能力；聯(lián)合產(chǎn)業(yè)共同研制成功基于3GPP R17標(biāo)準(zhǔn)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(huán)境適應(yīng)性測試。2024年2月3日發(fā)射的“中國移動01星”，標(biāo)志著NR NTN在軌技術(shù)試驗正式啟動，是手機直連低軌衛(wèi)星技術(shù)研究、應(yīng)用的一個重要里程碑。
隨著基于3GPP NTN標(biāo)準(zhǔn)的手機直連衛(wèi)星初具落地能力，中興通訊、佰才幫等設(shè)備廠商已經(jīng)完成了NTN基站的研發(fā)，聯(lián)發(fā)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(guān)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(jīng)具備端到端測試驗證能力。
3GPP協(xié)議是國際統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議，具有廣泛的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，相對于衛(wèi)星通信技術(shù)優(yōu)勢明顯，且在持續(xù)演進，潛力巨大。相對傳統(tǒng)衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)，我國在3GPP產(chǎn)業(yè)中具有較強的話語權(quán)和把控力，有助于在天地一體化發(fā)展中占據(jù)優(yōu)勢地位。同時，采用國際統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，突破衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)原有的封閉協(xié)議與產(chǎn)業(yè)生態(tài)，使衛(wèi)星復(fù)用5G產(chǎn)業(yè)，大幅降低空天地一體化網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、使用成本。
天地一體化是未來網(wǎng)絡(luò)演進的重要方向，也是中國ICT產(chǎn)業(yè)的必爭之地。相對其他技術(shù)路線，3GPP標(biāo)準(zhǔn)具有廣泛的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，而且持續(xù)演進的潛力巨大，中國通信產(chǎn)業(yè)在其中擁有較強的話語權(quán)，有利于國內(nèi)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。同時采用國際統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，也有利于打破衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)原有的封閉環(huán)境，復(fù)用5G產(chǎn)業(yè)力量，大幅降低空天地一體化網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)、使用成本。未來中國如果能充分利用在5G領(lǐng)域的優(yōu)勢地位，與衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)深度融合，將從根本上奠定面向6G的整體技術(shù)優(yōu)勢和產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢，真正打造網(wǎng)絡(luò)無所不達、算力無所不在、智力無所不及的全新時代。
