C114訊 3月15日消息（九九）2023年3月22日-24日，由國家6G技術研發推進工作組和總體專家組指導，未來移動通信論壇、紫金山實驗室主辦的2023全球6G技術大會將以“6G融通世界，攜手共創未來”為主題在南京召開。
大會舉辦前夕，英國薩里大學教授孫智立在接受C114專訪時表示，蜂窩通信一直以來是面向地面網絡用戶的，直到全球覆蓋的需求對地面蜂窩通信提出巨大挑戰，衛星通信網絡的優勢才顯示出來，從而成為5G以及未來6G技術不可或缺的一部分。
孫智立進一步表示，為了支持5G/6G在大連接、低時延、可靠性方面的需求，衛星通信從高軌走向全軌（高中低軌）、從窄帶走向寬帶是必然的。從標準化和產業化角度來看，地面通信和衛星通信這兩個產業生態的演進路徑將完美融合。
移動通信代際越遷，衛星通信迎來新契機
自1957年第一顆人造地球衛星發射以來，人們一直都在探索衛星和空間的應用。
據了解，最早的低軌衛星是銥星系統（Iridium），由77顆衛星拉開低軌衛星通信的序幕，與地面蜂窩通信系統基本同期。銥星系統采用星上處理和星間鏈路技術，面向消費者，手持衛星終端（衛星手機）可以在地球任何地點提供無縫隙通信，并且解決了衛星網絡與地面蜂窩網之間的跨協議漫游。但如此“高科技含量”的銥星系統，最終卻因為巨大的研發和系統建設費用申請破產，重組后轉向行業應用。
反觀地面蜂窩移動通信，從2G一路發展到5G，用戶規模不斷擴大，商業上十分成功。直至目前，用戶的應用需求仍然隨著地面蜂窩通信網絡的發展而飛速發展。
孫智立指出，隨著技術和需求的演進，衛星通信大面積覆蓋的優勢開始顯現。到今天為止，地面移動通信系統覆蓋的人口已經超過70%，但是受制于技術經濟因素，只覆蓋了20%的陸地面積，按地球表面積計算大概只有6%。隨著行業發展，航空、遠洋、漁業、石油、環境監測、戶外越野活動，還有國家戰略和軍事通信等，在廣域和空間覆蓋方面的需求十分強勁。
正因如此，大規模低軌星座衛星通信網絡的發展和應用迎來了新契機。StarLink、Telesat、OneWeb以及AST公司的衛星星座部署計劃逐步推進，華為Mate50、蘋果iPhone14在新品營銷上都也推出了衛星通信的概念。
優勢突出，但挑戰巨大
現代衛星制造技術、發射技術、電子技術、網絡技術的發展使得大規模衛星通信成為可能。特別是大規模低軌星座通信網絡，既能與地面網絡形成互補，也能與高軌衛星通信網絡互補。
但孫智立同時指出，衛星通信網絡在以下幾個方面仍面臨巨大的技術挑戰：
（1）傳播時延大。雖然無線電波和光波在真空中均能以3*10^8m/s的速度傳播，但是較大的衛星通信距離使得傳播時延遠大于地面網絡。
（2）帶寬有限。能夠用于衛星通信的頻譜資源比較有限，同時衛星產生的波束遠大于地面無線網絡，使得頻譜的利用率遠不如地面無線網絡，這將直接影響通信的容量。
（3）傳輸錯誤多。由于傳輸距離和鏈路信道會受到各種干擾，傳輸數據的誤碼率也大于地面網絡。
（4）傳輸功率受限。衛星主要靠太陽能來供電，同時要和其他衛星及地面無線網絡進行協調以避免產生干擾。因此，傳輸功率就會受到很大限制，數據的傳輸速率也會受到影響。
孫智立強調，需要注意的是，在引入低軌衛星網絡時，要做好衛星數量和覆蓋范圍的權衡。對衛星網絡進行動態管理可降低衛星網絡傳輸成本，有利于滿足網絡服務質量（QoS）的要求。
從高軌走向全軌，從窄帶走向寬帶
從2017年到2022年，ITU、3GPP和ETSI大力開展并推動基于5G體制的衛星通信探索，3GPP將衛星網絡劃入非地面網絡（NTN）開展研究與標準化，拉開星地融合的序幕。
孫智立介紹，非地面網絡（NTN）包括衛星網絡、高空平臺和低空平臺，衛星和地面蜂窩網互補來實現全球覆蓋，提供全天候無死角大容量實時可靠的服務和應用。從標準化和產業化角度來看，這兩個產業生態的演進路徑將完美融合。
孫智立進一步表示，為了支持5G/6G在大連接、低時延、可靠性的需求，衛星通信從高軌走向全軌（高中低軌）、從窄帶走向寬帶是必然的。“物理學定律是不可逾越的。”高軌衛星離地球遠覆蓋面積大，但時延長；低軌衛星離地球近，時延小，但覆蓋面積小，因此要用許多衛星形成衛星星座來實現全球覆蓋。許多衛星一起可以增加頻譜利用率，有效利用珍貴的頻譜資源。
可以肯定的說，衛星通信網絡將成為6G的重要組成部分。目前，很多大學、研究機構、公司以及標準化組織都開始了面向6G的研究和探索。其中，國際電信聯盟（ITU）和電氣與電子工程師學會（IEEE）都已經取得一些顯著進展。但空間軌道和頻譜是稀缺資源，孫智立建言監管部門支持技術創新，管好用好相關資源，推動全球化和國際合作，從而使得6G創造出更高的產業價值。
