5G信号也能上天？星地融合通信下就不是问题，2023年被认为是手机直连卫星的元年。在中信科移动日前主办的星地融合研讨暨新技术发布会上，中信科移动等多家公司透露了在5G NTN标准下的通信试验进展。
与会专家认为，未来采用5G兼容的卫星互联网模式，可以借助我国在5G领域的产业链和规模经济优势，实现跨越式发展。同时，为加快手机直连卫星产业成熟，专家建议相关频率、牌照等政策应尽快清晰。
“卫星”通信与“地面”通信走向融合
中国信科集团副总经理、总工程师、科技委主任陈山枝认为，星地融合通信是地面移动通信和卫星通信发展的必然趋势，卫星与地面移动通信之间的关系也在由竞争转向互补。
如何充分利用地面移动通信的产业链，如何把普通移动通信用户发展为卫星通信用户，是运营商面临的两个重要问题。“星地融合通信”为这两个问题的解决提供了技术路径。
“星地融合可以实现卫星网络和地面网络优势互补。如今移动通信正在走向万物互联，人类活动空间大幅拓展，但地面基站主要覆盖人口密集、经济发达地区，卫星则可以覆盖偏远地区、海洋以及天空，以较低成本构建卫星互联网。作为5G/6G在地面覆盖的补充，形成星地融合组网，能够支持更多样化的服务和应用。”陈山枝介绍。
多家公司开展技术验证
国内外已经从标准等多方面开始推动星地融合通信的实现。在当前5G阶段，星地融合通信的目标是“体制兼容”，即在已有地面5G标准的整体技术框架下通过优化的方式实现星地融合通信。
据了解，5G NTN标准规范是国际标准化组织3GPP制定的基于5G的卫星透明转发通信标准协议，于2022年6月在3GPP R17版本中正式发布。5G NTN根据卫星通信的需求和技术特点，设计和制定可用于手机与高低轨卫星直接连接通信的技术规范。5G NTN支持卫星通信网络单独组网，或与地面蜂窝通信系统联合组网，实现星地融合通信。
陈山枝介绍，3GPP R18正在开展支持手机直连卫星的NTN增强技术研究。同时，业界也正在探讨在R19支持星上处理模式的5G NTN技术。面向未来，预期3GPP将在R21开展6G NTN天地一体化系统的标准化工作。
中国移动研究院无线与终端技术研究所所长邓伟介绍，2023年5月，中国移动率先完成国内首款5G IoT NTN手机直连卫星实验室验证，支持双向语音对讲和文字消息，同时开展二期验证优化，全面提升高轨手机直连卫星落地能力。
基于5G NTN的透明转发标准和全新的星地融合平台，6月3日，中信科移动联合合作伙伴，通过高轨和低轨卫星，快速实现业界首次5G NTN标准的端到端宽带卫星通信业务传输的技术试验验证。
根据测试现场工作人员介绍，此次宽带业务测试性能符合预期、体验良好，同时实现了5G NTN卫星宽带业务和地面业务打通，支持语音、短消息、高清视频通话、4k高清视频播放、FTP下载等业务，从整个星地融合通信网络架构、标准协议、试验设备等方面全面验证了5G NTN技术落地能力，有效支撑未来手机直连卫星的实现。
手机直连卫星面临多项挑战
手机直连卫星是星地融合通信的一个重要方面，这可以使得应用最广泛的移动通信终端与覆盖范围最大的卫星网络紧密结合。在当天会议的技术沙龙讨论环节，来自设备商、运营商、手机厂商、卫星制造商以及高校等多方专家，围绕手机直连卫星的主题开展探讨。
vivo通信研究院院长秦飞认为，随时随地能保持与世界的连接，正是手机用户对直连卫星的基本需求。从用户角度，不换卡不换号就能开通卫星通信功能，是达成手机直连卫星且实现规模普及的最基本要求。2023年可以认为是手机直连卫星的元年，当前已经有两三款支持直连卫星的手机，预计到今年年底至少会有8款手机能达到要求。
中国联通研究院高级技术专家高一维表示，解决技术、成本、市场等关键问题，是未来推动卫星互联网规模化商用的重要方向。“我们需要通过地面产业带动天地一体整体发展，抢占科技制高点。”
中信科移动高级技术专家缪德山表示，手机直连卫星面临着频率资源、链路预算、数据速率与服务体验方面的多重挑战。
根据中信科移动副总经理孙韶辉现场发布的《全域覆盖 场景智联——星地融合通信白皮书》，在星地融合通信中，可以利用先进的算法和机制来协作实现星地频谱共享。例如：终端可以使用人工智能，更好地区分卫星通信信号和地面通信信号；通过引入机器学习预测频率态势，制定星地动态频率共享策略。
除了技术上的难题需要破解，成本以及商业化的问题也需要重视。“我国手机直连卫星运营市场仅33.49亿元，结果并不乐观，可能很难覆盖卫星移动通信系统建设高额的资本开支。”秦飞称，手机直连卫星如何在运营侧实现商业闭环，需要充分考虑。
