日前，由清華大學-中國移動聯(lián)合研究院共同舉辦的星地同頻技術研討會成功召開。中國移動研究院無線所項目經(jīng)理馬克在演講中表示，手機直連衛(wèi)星極大拓展了現(xiàn)有地面蜂窩網(wǎng)絡的服務范圍，可應用于公眾應急通信、地面網(wǎng)絡補盲覆蓋、“一帶一路”等場景。
隨著3GPP NTN協(xié)議凍結，手機直連衛(wèi)星進入全新階段并獲得全球高度關注，主流廠商紛紛入場布局。具體而言，手機直連衛(wèi)星技術可分為雙模、3GPP NTN、存量手機直連衛(wèi)星技術三大類。
馬克指出，三大手機直連衛(wèi)星技術各有優(yōu)勢，雙模手機直連衛(wèi)星技術可快速落地，但產(chǎn)業(yè)鏈相對獨立，技術演進緩慢；3GPP NTN技術商用進程較晚，但基于統(tǒng)一的3GPP協(xié)議，星地產(chǎn)業(yè)鏈復用程度高。這兩種技術都支持高、中、低軌衛(wèi)星。存量手機直連衛(wèi)星技術采用標準4G/5G終端，無需軟硬件改動，但僅支持低軌衛(wèi)星，基站側需定制增強。
手機直連衛(wèi)星根據(jù)衛(wèi)星軌道高度從高到低可依次支持短信、語音、數(shù)據(jù)等業(yè)務，根據(jù)上星情況可分為透明轉發(fā)、基站上星、基站核心網(wǎng)上星三種模式。國內及周邊海域偏遠、特殊場景補充覆蓋可以選擇透明轉發(fā)模式，基站上星結合星間鏈路可在無需建設海外信關站情況下實現(xiàn)全球無縫覆蓋，對時延及安全性要求較高的業(yè)務可以選擇基站、核心網(wǎng)上星模式。
3GPP R17 NTN在原5G空口基礎上進行協(xié)議增強
馬克介紹，衛(wèi)星通信具有移動速度快、傳播時延長、覆蓋范圍廣的特點，傳統(tǒng)地面移動通信技術難以適應衛(wèi)星通信場景。在搜網(wǎng)階段，會存在多普勒頻偏超出UE頻域補償能力、小區(qū)選擇測量不準確的問題；在隨機接入過程中，會出現(xiàn)接入碼窗口交疊、接入定時器超時、超出時域補償能力的問題；在數(shù)據(jù)傳輸過程中，會出現(xiàn)調度計時器超時、PDCCH monitoring不適配的問題；在移動性管理方面，會存在測量結果不準確、小區(qū)切換失敗的問題。
為應對地空場景大時延、超高速影響，3GPP R17 NTN在原5G空口基礎上進行協(xié)議增強及設備改造。在軟件層面，空口進行多普勒補償、時延補償、時序優(yōu)化、移動性優(yōu)化等；在硬件層面上，終端支持衛(wèi)星頻率及射頻要求，成本增加可控，量產(chǎn)后有望降低；在透明轉發(fā)模式下，基站射頻需定制，成本略有增加；在網(wǎng)絡上星模式下，基站與衛(wèi)星平臺深度融合、需深度定制，優(yōu)化環(huán)境適應性、重量、功耗等，成本較高。
在標準制定方面，3GPP R17面向GEO/MEO/LEO等場景、短信/語音/窄帶/寬帶等多種業(yè)務、支持L/S等頻段開展手機直連、具備透傳轉發(fā)模式下端到端通信能力；R18面向更多頻段、更多業(yè)務類型開展移動性、覆蓋增強等技術研究，但暫不支持基站上星。
存量手機直連衛(wèi)星依賴基站側補償及調控
存量手機直連衛(wèi)星技術中，存量終端是指標準4G/5G終端，無需軟硬件升級，為適應衛(wèi)星通信場景，存量手機直連衛(wèi)星模式完全依賴基站側補償及調控。
存量手機直連衛(wèi)星解決方案的網(wǎng)絡側改造具體包括：對于頻域同步問題，根據(jù)存量終端補償能力限制小區(qū)半徑，進行小區(qū)中心點頻偏預補償；對于隨機接入問題，根據(jù)定時器窗口限制星地距離，調整或根據(jù)Preamble接收窗口限制小區(qū)半徑；對于時域同步問題，基站側非對齊，網(wǎng)絡側進行時域補償及時序調整；對于HARQ反饋問題，增加偽HARQ過程，依靠NDI判斷是否重傳，HARQ打包反饋；對于移動性管理問題，基于時間、仰角等進行決策并指示UE進行切換。
馬克介紹，中國移動積極投入手機直連技術研究，在技術層面，開展NTN技術、存量終端等關鍵技術研究，依托中國移動協(xié)同創(chuàng)新基地聯(lián)合產(chǎn)業(yè)界推動天地融合技術及產(chǎn)業(yè)成熟；在標準層面，參與3GPP和CCSA等國內外標準制定，3GPP專利和文稿數(shù)均居運營商首位；在生態(tài)構建層面，產(chǎn)學研用協(xié)同，共同開展IoT NTN試點、智慧天網(wǎng)等工作。
與此同時，中國移動積極開展NTN技術外場驗證，本次外場驗證使用一顆地球同步軌道透明轉發(fā)衛(wèi)星，突破超遠3.6萬公里和普通智能手機直連衛(wèi)星兩大挑戰(zhàn)，形成超大時延動態(tài)補償、星地間射頻數(shù)據(jù)轉化兩大創(chuàng)新方案，測試地點涵蓋北京平原環(huán)境、上海沿海環(huán)境、云南山區(qū)環(huán)境等多種場景，實現(xiàn)了5G NTN端到端全鏈路技術貫通，完成短消息、語音對講、位置信息周期上報等業(yè)務演示，性能基本符合預期，實現(xiàn)了從“0”到“1”的突破，全面驗證手機直連衛(wèi)星技術落地能力，后續(xù)面向商用將繼續(xù)開展多用戶容量、組網(wǎng)、性能優(yōu)化等方案的進一步驗證。
馬克表示，中國移動愿攜手地面通信及衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)伙伴在標準制定、技術攻關、系統(tǒng)試驗、應用驗證等方面開展合作，積極推進星地統(tǒng)一、終端直連衛(wèi)星，加速打造天地融合網(wǎng)絡。
日前，由清華大學-中國移動聯(lián)合研究院共同舉辦的星地同頻技術研討會成功召開。中國移動研究院無線所項目經(jīng)理馬克在演講中表示，手機直連衛(wèi)星極大拓展了現(xiàn)有地面蜂窩網(wǎng)絡的服務范圍，可應用于公眾應急通信、地面網(wǎng)絡補盲覆蓋、“一帶一路”等場景。
隨著3GPP NTN協(xié)議凍結，手機直連衛(wèi)星進入全新階段并獲得全球高度關注，主流廠商紛紛入場布局。具體而言，手機直連衛(wèi)星技術可分為雙模、3GPP NTN、存量手機直連衛(wèi)星技術三大類。
馬克指出，三大手機直連衛(wèi)星技術各有優(yōu)勢，雙模手機直連衛(wèi)星技術可快速落地，但產(chǎn)業(yè)鏈相對獨立，技術演進緩慢；3GPP NTN技術商用進程較晚，但基于統(tǒng)一的3GPP協(xié)議，星地產(chǎn)業(yè)鏈復用程度高。這兩種技術都支持高、中、低軌衛(wèi)星。存量手機直連衛(wèi)星技術采用標準4G/5G終端，無需軟硬件改動，但僅支持低軌衛(wèi)星，基站側需定制增強。
手機直連衛(wèi)星根據(jù)衛(wèi)星軌道高度從高到低可依次支持短信、語音、數(shù)據(jù)等業(yè)務，根據(jù)上星情況可分為透明轉發(fā)、基站上星、基站核心網(wǎng)上星三種模式。國內及周邊海域偏遠、特殊場景補充覆蓋可以選擇透明轉發(fā)模式，基站上星結合星間鏈路可在無需建設海外信關站情況下實現(xiàn)全球無縫覆蓋，對時延及安全性要求較高的業(yè)務可以選擇基站、核心網(wǎng)上星模式。
3GPP R17 NTN在原5G空口基礎上進行協(xié)議增強
馬克介紹，衛(wèi)星通信具有移動速度快、傳播時延長、覆蓋范圍廣的特點，傳統(tǒng)地面移動通信技術難以適應衛(wèi)星通信場景。在搜網(wǎng)階段，會存在多普勒頻偏超出UE頻域補償能力、小區(qū)選擇測量不準確的問題；在隨機接入過程中，會出現(xiàn)接入碼窗口交疊、接入定時器超時、超出時域補償能力的問題；在數(shù)據(jù)傳輸過程中，會出現(xiàn)調度計時器超時、PDCCH monitoring不適配的問題；在移動性管理方面，會存在測量結果不準確、小區(qū)切換失敗的問題。
為應對地空場景大時延、超高速影響，3GPP R17 NTN在原5G空口基礎上進行協(xié)議增強及設備改造。在軟件層面，空口進行多普勒補償、時延補償、時序優(yōu)化、移動性優(yōu)化等；在硬件層面上，終端支持衛(wèi)星頻率及射頻要求，成本增加可控，量產(chǎn)后有望降低；在透明轉發(fā)模式下，基站射頻需定制，成本略有增加；在網(wǎng)絡上星模式下，基站與衛(wèi)星平臺深度融合、需深度定制，優(yōu)化環(huán)境適應性、重量、功耗等，成本較高。
在標準制定方面，3GPP R17面向GEO/MEO/LEO等場景、短信/語音/窄帶/寬帶等多種業(yè)務、支持L/S等頻段開展手機直連、具備透傳轉發(fā)模式下端到端通信能力；R18面向更多頻段、更多業(yè)務類型開展移動性、覆蓋增強等技術研究，但暫不支持基站上星。
存量手機直連衛(wèi)星依賴基站側補償及調控
存量手機直連衛(wèi)星技術中，存量終端是指標準4G/5G終端，無需軟硬件升級，為適應衛(wèi)星通信場景，存量手機直連衛(wèi)星模式完全依賴基站側補償及調控。
存量手機直連衛(wèi)星解決方案的網(wǎng)絡側改造具體包括：對于頻域同步問題，根據(jù)存量終端補償能力限制小區(qū)半徑，進行小區(qū)中心點頻偏預補償；對于隨機接入問題，根據(jù)定時器窗口限制星地距離，調整或根據(jù)Preamble接收窗口限制小區(qū)半徑；對于時域同步問題，基站側非對齊，網(wǎng)絡側進行時域補償及時序調整；對于HARQ反饋問題，增加偽HARQ過程，依靠NDI判斷是否重傳，HARQ打包反饋；對于移動性管理問題，基于時間、仰角等進行決策并指示UE進行切換。
馬克介紹，中國移動積極投入手機直連技術研究，在技術層面，開展NTN技術、存量終端等關鍵技術研究，依托中國移動協(xié)同創(chuàng)新基地聯(lián)合產(chǎn)業(yè)界推動天地融合技術及產(chǎn)業(yè)成熟；在標準層面，參與3GPP和CCSA等國內外標準制定，3GPP專利和文稿數(shù)均居運營商首位；在生態(tài)構建層面，產(chǎn)學研用協(xié)同，共同開展IoT NTN試點、智慧天網(wǎng)等工作。
與此同時，中國移動積極開展NTN技術外場驗證，本次外場驗證使用一顆地球同步軌道透明轉發(fā)衛(wèi)星，突破超遠3.6萬公里和普通智能手機直連衛(wèi)星兩大挑戰(zhàn)，形成超大時延動態(tài)補償、星地間射頻數(shù)據(jù)轉化兩大創(chuàng)新方案，測試地點涵蓋北京平原環(huán)境、上海沿海環(huán)境、云南山區(qū)環(huán)境等多種場景，實現(xiàn)了5G NTN端到端全鏈路技術貫通，完成短消息、語音對講、位置信息周期上報等業(yè)務演示，性能基本符合預期，實現(xiàn)了從“0”到“1”的突破，全面驗證手機直連衛(wèi)星技術落地能力，后續(xù)面向商用將繼續(xù)開展多用戶容量、組網(wǎng)、性能優(yōu)化等方案的進一步驗證。
馬克表示，中國移動愿攜手地面通信及衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)伙伴在標準制定、技術攻關、系統(tǒng)試驗、應用驗證等方面開展合作，積極推進星地統(tǒng)一、終端直連衛(wèi)星，加速打造天地融合網(wǎng)絡。