国际电信联盟(ITU)在6G星地融合移动通信领域又将有新的大动作!ITU于日内瓦当地时间4月6日发布有关2023年世界无线电通信大会(WRC-23)筹备研究工作的报告,总结和分析了ITU-R成员国进行的广泛技术研究的结果,以及满足WRC-23议项的可能解决方案,强调了要在大会上讨论的七个关键问题,其中第一个是“为国际移动通信(IMT)的持续发展确定附加频段,包括使用高空平台作为IMT基站,用于无线网络的普遍覆盖”,标志着ITU在促成6G星地融合方面迈出一大步。
从ITU和3GPP关于星地融合移动通信标准化的路线图可以预期,卫星通信和地面移动通信要在6G时代实现系统级融合,由此就要从网络架构、空口技术、网络管理、频率复用等方面进行统一设计(即6G星地融合移动通信系统设计要满足整体设计的一致性),加之卫星通信和地面移动通信在链路传输上的巨大差异等,6G星地融合移动通信系统的设计就存在巨大的技术挑战。一直致力于6G星地融合关键技术研究、标准化活动与产业化准备的中信科移动,提出该领域系列关键技术并取得大量业界领先的研究成果。
基本无线技术的进展
基本无线技术侧重于无线空口物理层传输技术,为6G星地融合移动通信系统奠定技术基础。针对透明转发和星上处理工作模式下的卫星通信系统,中信科移动在5G NTN标准化以及6G星地融合的系统设计过程中持续推进无线空口技术的优化设计,包括快速搜星技术、灵活波束管理技术、精准时频同步技术、极简接入技术、HARQ技术、覆盖增强和NTN定位等关键技术。研究成果体现在以下方面:
在高可靠星地同步与传输技术方面,中信科移动针对低轨卫星的传输时延和多普勒频移的剧烈变化,提出了卫星星历、终端位置和同步参考信号多维协同的高可靠同步技术,实现了快速的同步捕获和精准时频跟踪。针对卫星场景下的手机链路预算差、HARQ重传代价大等技术瓶颈,提出HARQ动态使能技术和信道状态感知的覆盖增强技术,有效提高了星地链路的鲁棒性,实现了星地恶劣条件下的可靠传输。
在敏捷高效的波束管控技术方面,中信科移动针对卫星广域覆盖导致的接入时延大、波束资源效率低等问题,提出了位置感知的极简接入技术和多维时空信息的符号级波束调度技术,通过接入流程的大幅简化和捷变波束的精准调控,极大地降低了接入时延,提高了波束资源使用效率;面向波束干扰的复杂多变和用户业务的大规模并发需求,提出了干扰智能化感知技术和多波束协同传输技术,通过对干扰信息的智能预测和波束资源协同分配,有效实现了干扰规避,系统容量明显提升。
融合网络技术的进展
为使6G星地融合移动通信系统能适配地面通信和空间通信的联合需求,并提供一体化的设计框架,空口高层、网络接口和协议设计等融合网络技术至关重要。中信科移动在5G/6G星地融合移动通信系统架构与协议设计方面有着多年的技术积累,作为国内首个厂商在3GPP SA2工作组独立牵头了两个Rel-18 5G星地融合项目,其中5G融合卫星回传及UPF上星的研究项目已经在2022年11月份结项;相应的标准项目近期(2023年4月)也已顺利结项。
在系统架构设计方面,中信科移动提出了能够灵活适应6G多业务场景的弹性可重构网络架构,能够根据通信场景的需要,动态编排星地网络资源,支持网络功能的按需部署,例如网络的用户面功能上星,实现星地间计算任务的动态卸载和迁移、用户流量的星上交换等。
在寻呼技术增强方面,中信科移动提出了基于终端位置的精准寻呼方案,显著提升了寻呼精度,缩小了寻呼范围,进而明显减轻了整个系统的寻呼统开销。针对低轨卫星系统跟踪区上报和维护困难的问题,提出了空闲态用户位置上报的方法,支持网络实时掌握用户的位置信息。通过上述方法,星载基站处理压力大大减小,简化了寻呼流程,实现了精准寻呼。
在移动性管理方面,中信科移动提出灵活的UE位置上报机制、基于时间和基于UE位置的切换机制,以及基于UE业务需求和UE位置进行高低轨的网络选择和切换方案的设计,避免了由于切换导致的星载基站负载过重的问题,在满足用户的业务需求的前提下,通过更合理的网络选择以及异轨切换,更好地平衡了整个系统的资源。
星地频谱共享技术的进展
打破传统的频率硬性分割,星地频率资源共享有利于大幅提升传输效率和频谱利用率。中信科移动自2020年至今,持续对空天地频谱共享方面进行关键技术研究,在频谱共享策略、干扰共存和性能评估等方面提供深入的研究报告和标准提案。支撑频率研究相关的国家重点研发计划项目,负责多个中高频段的地面通信系统与对地静止地球轨道(GSO)、对地非静止地球轨道(NGSO)卫星固定业务兼容性研究,以及卫星固定业务GSO系统与NGSO系统的兼容性研究工作。中信科移动积极推动卫星互联网系统频率资源分配的标准制定,持续在ITU频谱会议上提供了有效的频谱分配建议和频谱共存策略。
全面提升支撑服务能力
相信上述关键技术未来成熟后,6G星地融合移动通信系统将从网络架构、无线传输、网络管理、频谱共享等方面进行统一设计,能够满足对应的技术指标需求,带来移动通信重大变革。
(来源:5G公众号)
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