近日，歐洲航天局與加拿大Telesat攜手宣布實現(xiàn)全球首個基于低地球軌道（LEO）的3GPP非地面網(wǎng)絡(luò)（NTN）連接，但其實中國聯(lián)通在2024年2月已攜手合作伙伴完成運營商主導(dǎo)的首個NR NTN終端直連低軌衛(wèi)星在軌試驗。二者之間有何不同?跟我們來一探究竟。
【歐洲航天局衛(wèi)星通信技術(shù)試驗取得新進展】
近日，歐洲航天局（ESA）與加拿大衛(wèi)星通信巨頭Telesat攜手，宣布實驗團隊在2024年12月23日成功實現(xiàn)了全球首個基于低地球軌道（LEO）的3GPP非地面網(wǎng)絡(luò)（NTN）連接。此為歐洲航天局（ESA）于 12 月 23 日發(fā)布博文：We just made history! Our team made the first-ever direct 5G connection to a fast moving satellite in low Earth orbit!With our partner Telesat, this marks a significant step towards having mobile coverage ANYWHERE on Earth - from city centres to remote mountaintops!據(jù)悉實驗在位于荷蘭的歐洲航天局歐洲空間研究與技術(shù)中心（ESTEC）5G/6G實驗室進行，利用Telesat運營的LEO 3衛(wèi)星，采用符合 3GPP NTN R17 規(guī)范的 Amarisoft 5G 協(xié)議棧，在地面 gNB 和 5G NR NTN 用戶設(shè)備（UE）之間建立了穩(wěn)定的雙向通信鏈路，上下行鏈路頻譜效率峰值均達到 3 bit/s/Hz，充分展示了5G NTN標(biāo)準在低地球軌道環(huán)境下的可行性和高效性。
【中國聯(lián)通此前已開展的NR NTN試驗概況】
而事實上，國內(nèi)早已進行了NR NTN相關(guān)研究，并率先完成了在軌技術(shù)試驗。2023年9月，中國聯(lián)通研究院就已完成了NR NTN低軌衛(wèi)星實驗室業(yè)務(wù)驗證，采用NR NTN透明轉(zhuǎn)發(fā)模式在實驗室環(huán)境下進行手機直連衛(wèi)星業(yè)務(wù)仿真驗證，成功完成端到端衛(wèi)星語音通話、衛(wèi)星可視電話等業(yè)務(wù)測試。2024年2月，中國聯(lián)通研究院又攜手中興通訊、銀河航天、是德科技共同完成了運營商主導(dǎo)的首個NR NTN（5G寬帶非地面網(wǎng)絡(luò)）終端直連低軌衛(wèi)星在軌試驗，實現(xiàn)了NR NTN終端直連在軌衛(wèi)星業(yè)務(wù)的端到端全流程貫通。本次試驗基于3GPP NR NTN R17技術(shù)標(biāo)準，利用銀河航天低軌試驗衛(wèi)星，按照“變頻+3GPP NTN透明轉(zhuǎn)發(fā)組網(wǎng)模式”，實現(xiàn)NR NTN手機直連衛(wèi)星寬帶通信，驗證5MHz帶寬下手機直連低軌衛(wèi)星的端到端綜合業(yè)務(wù)能力。網(wǎng)絡(luò)側(cè)采用符合3GPP Release 17 NR NTN標(biāo)準的5G增強型基站和搭載IMS網(wǎng)元的成熟商用核心網(wǎng)，支持語音通話、視頻通話和短信息等主流通信功能。衛(wèi)星側(cè)采用真實在軌衛(wèi)星，軌道高度500km左右，支持透明轉(zhuǎn)發(fā)NTN組網(wǎng)，服務(wù)鏈路工作在Ka頻段，饋電鏈路工作Q/V頻段。終端側(cè)采用支持3GPP Release 17 NR NTN協(xié)議和IMS業(yè)務(wù)的終端模擬器儀表，與網(wǎng)絡(luò)側(cè)標(biāo)準一致，功能協(xié)同。試驗數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)上行峰值速率可達3.6Mbps，下行峰值速率可達11Mbps，可類比地面4G終端側(cè)體驗速率，詳細試驗數(shù)據(jù)可參見下圖。
中國聯(lián)通NR NTN低軌在軌試驗數(shù)據(jù)
【中國聯(lián)通低軌在軌試驗與ESA低軌在軌試驗的簡要對比】
同樣作為較早完成的NR NTN在軌技術(shù)試驗，中國聯(lián)通和ESA開展的試驗情況既有共同點，也有明顯的差別。雙方試驗主要情況對比如下。
中國聯(lián)通低軌在軌試驗與ESA低軌在軌試驗對比
根據(jù)目前公開的信息，從技術(shù)方案來看，ESA本次的試驗內(nèi)容是通過非手機直連頻段的在軌衛(wèi)星驗證3GPP NR NTN標(biāo)準協(xié)議的可用性，與聯(lián)通2024年2月完成的在軌試驗方案思路基本一致。從實驗結(jié)果來看，雙方在峰值譜效等方面的試驗結(jié)果接近，可以相互驗證，聯(lián)通試驗的完成時間較早（約10個月），還針對VoNR的業(yè)務(wù)流程開展了技術(shù)驗證，在為后續(xù)3GPP星上再生模式等方向的技術(shù)研究、驗證提供技術(shù)基礎(chǔ)的同時，為運營商開展天地一體融合技術(shù)研究提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)支持。
與國外NR NTN試驗進展相比，國內(nèi)在NR NTN標(biāo)準的技術(shù)試驗方面相對領(lǐng)先，不僅試驗時間先人一步，而且也充分保障了試驗效果。尤其是中國聯(lián)通其實完成了全球首個NR NTN標(biāo)準的在軌技術(shù)試驗，不僅深入驗證了3GPP NTN基本通信協(xié)議、業(yè)務(wù)流程以及透明轉(zhuǎn)發(fā)模式的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，而且針對低軌衛(wèi)星體制的典型技術(shù)難點，持續(xù)優(yōu)化解決方案，攻克了衛(wèi)星鏈路頻偏、系統(tǒng)頻偏、時延和干擾等問題，實現(xiàn)了多方面的技術(shù)突破，證明了天地一體融合通信技術(shù)的可行性和可靠性，對國內(nèi)和國際的NR NTN發(fā)展提供了積極的技術(shù)探索和有力的試驗積累，也為進一步推動我國衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，打造高速泛在、天地一體網(wǎng)絡(luò)，加速構(gòu)建天地一體基礎(chǔ)設(shè)施，奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。
作者：聯(lián)通研究院泛終端研究中心 劉湘華、劉煜 
