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中国信科陈山枝:手机直连卫星的发展与展望

时间:2024-06-27 14:38:31

近日,在工业和信息化部无线电管理局(国家无线电办公室)举办的“构建电磁频谱新发展格局高层次人才能力建设”高级研修班上,中国信息通信科技集团有限公司副总经理、总工程师,科技委主任,无线移动通信全国重点实验室主任陈山枝博士围绕“手机直连卫星的发展与展望”作了交流与分享。

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陈山枝表示,手机直连卫星从5G起步、向6G发展,可提供全球无缝覆盖的通信网络,将成为6G的重要组成部分,并成为区别于前几代移动通信的重要标志。

 

手机直连卫星的发展现状

陈山枝指出,近年来,卫星制造水平的提高、发射成本的大幅降低,以及集成电路技术与产业的快速发展,人类活动范围的拓展及行业应用需求的扩展,向卫星通信行业注入了新的活力,手机直连卫星成为全球发展热点。
 
近年来,美国AST SpaceMobile、LynkGlobal、Space X等公司均在测试或推出手机直连卫星业务,其中AST SpaceMobile测试的峰值速率高达14Mbps,Space X已经发射77颗手机直连卫星,预计逐步支持短信、语音和数据服务。2023年,我国首个自主研制的高轨卫星移动通信系统“天通一号”支持华为Mate60手机直连卫星。
 
 
手机直连卫星的技术路线
 
陈山枝针对无线信道传播特性的差异,卫星通信传播距离和时延对信号波形和传输方案的影响,星上处理能力受限和网络功能分布对通信性能的影响等进行了讲解,指出目前手机直连卫星主要有三条技术路线来实现。
 
一是基于在轨卫星的定制手机直连卫星,卫星侧基本不改动,通过新定制终端实现手机直连。二是存量手机直连卫星,用户不需要更换4G和5G手机也不需要对其进行改动,通过对网络侧进行改动增强的方式实现手机直连卫星。三是基于第三代合作伙伴计划(3GPP) 非地面网络(NTN)的手机直连卫星,用户手机和网络侧根据5G NTN协议进行改进增强。
 
目前看来,三条技术路线各有优势,需要根据不同的国情、用户群体以及卫星通信的不同发展阶段进行选择。
 
 
手机直连卫星的技术政策挑战及发展趋势
 
陈山枝分析了手机直连卫星的主要技术挑战,包括高增益天线、手机终端芯片一体化、星地融合组网、星地频率共享等;指出了当前手机直连卫星的工程和商业化挑战,包括卫星网络建设与运维成本依然很高、手机直连卫星的通信性能仍然很弱、全球化的网络监管体系亟需改进等。
 
在讨论手机直连卫星的国内外监管政策时,陈山枝介绍了国际手机直连卫星的频率资源申报流程和协调机制,美国联邦通信委员会(FCC)为手机直连卫星建立的空间补充覆盖(SCS)监管框架、SCS频段的范围以及干扰协调方法,以及我国在手机直连卫星网络资料申报和频率监管政策方面的情况。陈山枝强调,根据不同的技术方案,手机直连卫星系统可采用卫星移动业务(MSS)工作频段的方案或采用与国际移动通信(IMT)地面运营商共享频率的方案,针对不同的空地频谱共享策略需分别制定相应频率监管政策。
 
陈山枝指出,国际社会对手机直连卫星频谱问题的关注度正在迅速上升,国际电信联盟(ITU)已经就此展开了深入讨论。2023年的世界无线电通信大会专门设立了WRC-27议题1.13和议题1.14,分别针对基于地面IMT频率和新增MSS频率用于手机直连卫星的频谱相关问题进行研究。
 
面对手机直连卫星发展带来的新挑战,陈山枝认为,需要从推动手机直连卫星国际频谱规则制定、加快开展手机直连卫星技术试验验证方面入手,加快推动我国手机直连卫星产业发展和落地。
 
 


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