
上一篇《星地融合!移动通信重大变革》提及6G要实现卫星通信和地面通信的系统融合,那么如何实现星地系统融合,中信科移动做了详析。
在3GPP,5G星地融合网络是在5G NR标准形成之后才开展相应的标准化工作,相关的标准化项目包括星地融合5G网络架构5GSAT_ARCH、非地面网络NTN和5G融合卫星回传5GSATB,定义了5G星地融合网络的架构和关键技术,在定时关系、时间和频率的补偿、混合自动重传请求(HARQ)机制、寻呼与切换、位置管理、网络选择与接入控制、QoS与策略控制等方面做了技术优化,以适应卫星通信场景;通过星上部署UPF支持星上边缘计算和本地数据交换,降低卫星通信时延,提升系统效率和用户体验。
6G星地融合作为6G技术的重要组成部分,因此,6G从标准研究一开始就需要充分考虑地面基站与卫星两种不同类型的接入方式,形成一体化的立体异构网络架构、统一的空口设计和统一的无线资源管理。
星地融合技术演进要从根本上实现星地一体的深度融合,中信科移动认为,需要解决网络架构的一体化、频率的一体化、空口的一体化、终端的一体化等若干关键技术问题,带来产业链的整体升级和业务运营的便利,主要的技术演进方面包括如下:
星地融合的弹性可重构网络架构
对于网络架构和组网方式的增强,中信科移动认为基于星地融合的统一组网需求,未来需要设计高低轨融合、星地一体的多层立体网络架构;基于弹性可重构和网络虚拟化技术,支撑网元功能的柔性分割和按需部署;通过网络的统一管理和编排,实现星地多维资源的智能分配和业务服务质量保证。接入网方面,基于业务的需求实现接入网功能的灵活、弹性部署,支持多种再生模式(如:基站上星,gNB-DU上星等)和透明转发模式的接入网架构,并可以支持多种模式的有机组合。核心网方面,需要考虑卫星网络和地面网络的深度融合,设计更灵活的天地融合架构,支持GSO、NGSO、TN等不同层次网络间更好的协同工作。
星地融合的频谱共享
频率资源是制约星地融合的主要瓶颈,随着低轨星座的大面积部署,频率冲突的问题将愈发严重,星地融合的频谱共享技术和干扰协调技术是解决这一问题的重要利器。未来的网络将不再专门区分卫星频段和地面频段,而是基于需求实现频率在星地之间的统一分配和动态共享,并且研究星地之间的干扰协同或干扰规避技术,大幅度提高频率资源的利用效率。中信科移动认为,干扰感知和资源协调技术需要更多的技术研究和性能提升。
星地一体化的无线空口设计
卫星通信和地面通信在无线链路存在明显差异,需要考虑时延、同步、移动性等因素对空口设计的影响。中信科移动认为,无线空口的融合是空天地一体化发展的基石,采用一体化的空口技术才能支持空天地海的泛在按需接入,才能融合不同场景的网络和终端设备,实现产业链的规模效应,降低产业成本;具体的融合技术需要在满足不同场景的差异性前提下统一设计,实现产业的共赢。由此,我们可以想象,第一个版本的6G标准在考虑统一的帧结构、灵活的参数集、波形、多址等设计后,实现极简接入和智能接入,实现星地之间无感知切换;而终端无论何时何地都可以按照业务QoS需求动态地选择和接入地面网络、临空平台或者卫星网络,也可以根据终端业务需求的变化进行网络间的切换,更好的平衡网络资源,也使终端能够获得最优的用户体验。
星地一体的终端设计
终端是面向用户的第一载体,现有地面终端和卫星终端差异较大,尤其是在尺寸和功耗等方面。在6G系统中,由于采用统一的空口设计,终端芯片将一体化设计。星地融合的终端能最大化地降低成本,提供业务服务的便利性。终端的一体化设计是空、天、地一体化的重要环节,用户将能自由地在不同的网络中切换和漫游,享受空、天、地、海的无缝覆盖和连续的业务服务。中信科移动认为,为实现星地一体化的终端,需要在天线技术、基带处理和系统配置等方面提供更完善的设计,此外在考虑性能、价格和尺寸的综合因素下,提供多种类型的终端,包括手持终端、车载终端、机载终端和固定终端,满足消费者差异化的需求。可以预期,随着天线技术等的发展,适合多频段的终端天线和射频技术将更为成熟。
中信科移动表示,基于上述技术的演进,星地融合将能提供更大的系统容量、更高的系统效率、更好的用户体验,作为6G关键技术之一真正助力实现6G的“全域覆盖、场景智联”的技术愿景。
(文章来源:5G公众号)
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