3月15日消息（九九）2023年3月22日-24日，由國家6G技術研發(fā)推進工作組和總體專家組指導，未來移動通信論壇、紫金山實驗室主辦的2023全球6G技術大會將以“6G融通世界，攜手共創(chuàng)未來”為主題在南京召開。
大會舉辦前夕，英國薩里大學教授孫智立在接受C114專訪時表示，蜂窩通信一直以來是面向地面網(wǎng)絡用戶的，直到全球覆蓋的需求對地面蜂窩通信提出巨大挑戰(zhàn)，衛(wèi)星通信網(wǎng)絡的優(yōu)勢才顯示出來，從而成為5G以及未來6G技術不可或缺的一部分。
孫智立進一步表示，為了支持5G/6G在大連接、低時延、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。從標準化和產(chǎn)業(yè)化角度來看，地面通信和衛(wèi)星通信這兩個產(chǎn)業(yè)生態(tài)的演進路徑將完美融合。
移動通信代際越遷，衛(wèi)星通信迎來新契機
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，面向消費者，手持衛(wèi)星終端（衛(wèi)星手機）可以在地球任何地點提供無縫隙通信，并且解決了衛(wèi)星網(wǎng)絡與地面蜂窩網(wǎng)之間的跨協(xié)議漫游。但如此“高科技含量”的銥星系統(tǒng)，最終卻因為巨大的研發(fā)和系統(tǒng)建設費用申請破產(chǎn)，重組后轉向行業(yè)應用。
反觀地面蜂窩移動通信，從2G一路發(fā)展到5G，用戶規(guī)模不斷擴大，商業(yè)上十分成功。直至目前，用戶的應用需求仍然隨著地面蜂窩通信網(wǎng)絡的發(fā)展而飛速發(fā)展。
孫智立指出，隨著技術和需求的演進，衛(wèi)星通信大面積覆蓋的優(yōu)勢開始顯現(xiàn)。到今天為止，地面移動通信系統(tǒng)覆蓋的人口已經(jīng)超過70%，但是受制于技術經(jīng)濟因素，只覆蓋了20%的陸地面積，按地球表面積計算大概只有6%。隨著行業(yè)發(fā)展，航空、遠洋、漁業(yè)、石油、環(huán)境監(jiān)測、戶外越野活動，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勁。
正因如此，大規(guī)模低軌星座衛(wèi)星通信網(wǎng)絡的發(fā)展和應用迎來了新契機。StarLink、Telesat、OneWeb以及AST公司的衛(wèi)星星座部署計劃逐步推進，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、發(fā)射技術、電子技術、網(wǎng)絡技術的發(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，既能與地面網(wǎng)絡形成互補，也能與高軌衛(wèi)星通信網(wǎng)絡互補。
但孫智立同時指出，衛(wèi)星通信網(wǎng)絡在以下幾個方面仍面臨巨大的技術挑戰(zhàn)：
（1）傳播時延大。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延遠大于地面網(wǎng)絡。
（2）帶寬有限。能夠用于衛(wèi)星通信的頻譜資源比較有限，同時衛(wèi)星產(chǎn)生的波束遠大于地面無線網(wǎng)絡，使得頻譜的利用率遠不如地面無線網(wǎng)絡，這將直接影響通信的容量。
（3）傳輸錯誤多。由于傳輸距離和鏈路信道會受到各種干擾，傳輸數(shù)據(jù)的誤碼率也大于地面網(wǎng)絡。
（4）傳輸功率受限。衛(wèi)星主要靠太陽能來供電，同時要和其他衛(wèi)星及地面無線網(wǎng)絡進行協(xié)調以避免產(chǎn)生干擾。因此，傳輸功率就會受到很大限制，數(shù)據(jù)的傳輸速率也會受到影響。
孫智立強調，需要注意的是，在引入低軌衛(wèi)星網(wǎng)絡時，要做好衛(wèi)星數(shù)量和覆蓋范圍的權衡。對衛(wèi)星網(wǎng)絡進行動態(tài)管理可降低衛(wèi)星網(wǎng)絡傳輸成本，有利于滿足網(wǎng)絡服務質量（QoS）的要求。
從高軌走向全軌，從窄帶走向寬帶
從2017年到2022年，ITU、3GPP和ETSI大力開展并推動基于5G體制的衛(wèi)星通信探索，3GPP將衛(wèi)星網(wǎng)絡劃入非地面網(wǎng)絡（NTN）開展研究與標準化，拉開星地融合的序幕。
孫智立介紹，非地面網(wǎng)絡（NTN）包括衛(wèi)星網(wǎng)絡、高空平臺和低空平臺，衛(wèi)星和地面蜂窩網(wǎng)互補來實現(xiàn)全球覆蓋，提供全天候無死角大容量實時可靠的服務和應用。從標準化和產(chǎn)業(yè)化角度來看，這兩個產(chǎn)業(yè)生態(tài)的演進路徑將完美融合。
孫智立進一步表示，為了支持5G/6G在大連接、低時延、可靠性的需求，衛(wèi)星通信從高軌走向全軌（高中低軌）、從窄帶走向寬帶是必然的。“物理學定律是不可逾越的。”高軌衛(wèi)星離地球遠覆蓋面積大，但時延長；低軌衛(wèi)星離地球近，時延小，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)絡將成為6G的重要組成部分。目前，很多大學、研究機構、公司以及標準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會（IEEE）都已經(jīng)取得一些顯著進展。但空間軌道和頻譜是稀缺資源，孫智立建言監(jiān)管部門支持技術創(chuàng)新，管好用好相關資源，推動全球化和國際合作，從而使得6G創(chuàng)造出更高的產(chǎn)業(yè)價值。
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