C114訊 3月15日消息（九九）2023年3月22日-24日，由國家6G技術(shù)研發(fā)推進(jìn)工作組和總體專家組指導(dǎo)，未來移動(dòng)通信論壇、紫金山實(shí)驗(yàn)室主辦的2023全球6G技術(shù)大會(huì)將以“6G融通世界，攜手共創(chuàng)未來”為主題在南京召開。
大會(huì)舉辦前夕，英國薩里大學(xué)教授孫智立在接受C114專訪時(shí)表示，蜂窩通信一直以來是面向地面網(wǎng)絡(luò)用戶的，直到全球覆蓋的需求對(duì)地面蜂窩通信提出巨大挑戰(zhàn)，衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢才顯示出來，從而成為5G以及未來6G技術(shù)不可或缺的一部分。
孫智立進(jìn)一步表示，為了支持5G/6G在大連接、低時(shí)延、可靠性方面的需求，衛(wèi)星通信從高軌走向全軌（高中低軌）、從窄帶走向寬帶是必然的。從標(biāo)準(zhǔn)化和產(chǎn)業(yè)化角度來看，地面通信和衛(wèi)星通信這兩個(gè)產(chǎn)業(yè)生態(tài)的演進(jìn)路徑將完美融合。
移動(dòng)通信代際越遷，衛(wèi)星通信迎來新契機(jī)
自1957年第一顆人造地球衛(wèi)星發(fā)射以來，人們一直都在探索衛(wèi)星和空間的應(yīng)用。
據(jù)了解，最早的低軌衛(wèi)星是銥星系統(tǒng)（Iridium），由77顆衛(wèi)星拉開低軌衛(wèi)星通信的序幕，與地面蜂窩通信系統(tǒng)基本同期。銥星系統(tǒng)采用星上處理和星間鏈路技術(shù)，面向消費(fèi)者，手持衛(wèi)星終端（衛(wèi)星手機(jī)）可以在地球任何地點(diǎn)提供無縫隙通信，并且解決了衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)與地面蜂窩網(wǎng)之間的跨協(xié)議漫游。但如此“高科技含量”的銥星系統(tǒng)，最終卻因?yàn)榫薮蟮难邪l(fā)和系統(tǒng)建設(shè)費(fèi)用申請(qǐng)破產(chǎn)，重組后轉(zhuǎn)向行業(yè)應(yīng)用。
反觀地面蜂窩移動(dòng)通信，從2G一路發(fā)展到5G，用戶規(guī)模不斷擴(kuò)大，商業(yè)上十分成功。直至目前，用戶的應(yīng)用需求仍然隨著地面蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展而飛速發(fā)展。
孫智立指出，隨著技術(shù)和需求的演進(jìn)，衛(wèi)星通信大面積覆蓋的優(yōu)勢開始顯現(xiàn)。到今天為止，地面移動(dòng)通信系統(tǒng)覆蓋的人口已經(jīng)超過70%，但是受制于技術(shù)經(jīng)濟(jì)因素，只覆蓋了20%的陸地面積，按地球表面積計(jì)算大概只有6%。隨著行業(yè)發(fā)展，航空、遠(yuǎn)洋、漁業(yè)、石油、環(huán)境監(jiān)測、戶外越野活動(dòng)，還有國家戰(zhàn)略和軍事通信等，在廣域和空間覆蓋方面的需求十分強(qiáng)勁。
正因如此，大規(guī)模低軌星座衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和應(yīng)用迎來了新契機(jī)。StarLink、Telesat、OneWeb以及AST公司的衛(wèi)星星座部署計(jì)劃逐步推進(jìn)，華為Mate50、蘋果iPhone14在新品營銷上都也推出了衛(wèi)星通信的概念。
優(yōu)勢突出，但挑戰(zhàn)巨大
現(xiàn)代衛(wèi)星制造技術(shù)、發(fā)射技術(shù)、電子技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展使得大規(guī)模衛(wèi)星通信成為可能。特別是大規(guī)模低軌星座通信網(wǎng)絡(luò)，既能與地面網(wǎng)絡(luò)形成互補(bǔ)，也能與高軌衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)互補(bǔ)。
但孫智立同時(shí)指出，衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)在以下幾個(gè)方面仍面臨巨大的技術(shù)挑戰(zhàn)：
（1）傳播時(shí)延大。雖然無線電波和光波在真空中均能以3*10^8m/s的速度傳播，但是較大的衛(wèi)星通信距離使得傳播時(shí)延遠(yuǎn)大于地面網(wǎng)絡(luò)。
（2）帶寬有限。能夠用于衛(wèi)星通信的頻譜資源比較有限，同時(shí)衛(wèi)星產(chǎn)生的波束遠(yuǎn)大于地面無線網(wǎng)絡(luò)，使得頻譜的利用率遠(yuǎn)不如地面無線網(wǎng)絡(luò)，這將直接影響通信的容量。
（3）傳輸錯(cuò)誤多。由于傳輸距離和鏈路信道會(huì)受到各種干擾，傳輸數(shù)據(jù)的誤碼率也大于地面網(wǎng)絡(luò)。
（4）傳輸功率受限。衛(wèi)星主要靠太陽能來供電，同時(shí)要和其他衛(wèi)星及地面無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行協(xié)調(diào)以避免產(chǎn)生干擾。因此，傳輸功率就會(huì)受到很大限制，數(shù)據(jù)的傳輸速率也會(huì)受到影響。
孫智立強(qiáng)調(diào)，需要注意的是，在引入低軌衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)時(shí)，要做好衛(wèi)星數(shù)量和覆蓋范圍的權(quán)衡。對(duì)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理可降低衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)傳輸成本，有利于滿足網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量（QoS）的要求。
從高軌走向全軌，從窄帶走向?qū)拵?/strong>
從2017年到2022年，ITU、3GPP和ETSI大力開展并推動(dòng)基于5G體制的衛(wèi)星通信探索，3GPP將衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)劃入非地面網(wǎng)絡(luò)（NTN）開展研究與標(biāo)準(zhǔn)化，拉開星地融合的序幕。
孫智立介紹，非地面網(wǎng)絡(luò)（NTN）包括衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)、高空平臺(tái)和低空平臺(tái)，衛(wèi)星和地面蜂窩網(wǎng)互補(bǔ)來實(shí)現(xiàn)全球覆蓋，提供全天候無死角大容量實(shí)時(shí)可靠的服務(wù)和應(yīng)用。從標(biāo)準(zhǔn)化和產(chǎn)業(yè)化角度來看，這兩個(gè)產(chǎn)業(yè)生態(tài)的演進(jìn)路徑將完美融合。
孫智立進(jìn)一步表示，為了支持5G/6G在大連接、低時(shí)延、可靠性的需求，衛(wèi)星通信從高軌走向全軌（高中低軌）、從窄帶走向?qū)拵潜厝坏摹！拔锢韺W(xué)定律是不可逾越的。”高軌衛(wèi)星離地球遠(yuǎn)覆蓋面積大，但時(shí)延長；低軌衛(wèi)星離地球近，時(shí)延小，但覆蓋面積小，因此要用許多衛(wèi)星形成衛(wèi)星星座來實(shí)現(xiàn)全球覆蓋。許多衛(wèi)星一起可以增加頻譜利用率，有效利用珍貴的頻譜資源。
可以肯定的說，衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)將成為6G的重要組成部分。目前，很多大學(xué)、研究機(jī)構(gòu)、公司以及標(biāo)準(zhǔn)化組織都開始了面向6G的研究和探索。其中，國際電信聯(lián)盟（ITU）和電氣與電子工程師學(xué)會(huì)（IEEE）都已經(jīng)取得一些顯著進(jìn)展。但空間軌道和頻譜是稀缺資源，孫智立建言監(jiān)管部門支持技術(shù)創(chuàng)新，管好用好相關(guān)資源，推動(dòng)全球化和國際合作，從而使得6G創(chuàng)造出更高的產(chǎn)業(yè)價(jià)值。
