衛星接入，5G NTN的大范圍無縫網絡連接

電子發燒友網報道（文/李寧遠）隨著衛星接入的引入，5G網絡不斷的進化現在已經可以確保隨時隨地的無縫連接。早在5G非地面網絡NTN正式成為3GPP Rel-17的一部分之前，由于各方技術廠商對5G NTN的急迫需求，其實很多技術開發早在之前就已經開始進行，比如無線網絡和手機都需要NTN支持，網絡運營商和衛星服務提供商也需要支持使用衛星的蜂窩接入。

5G NTN優勢在哪里？

眾所周知，5G網絡進入我們日常生活已經有一些年頭了，過去很多年，業界也一直在進行蜂窩網絡部署。如今支撐5G網絡的技術無法實現偏遠地區的網絡覆蓋，而在人口稠密的城市中，部署的則是熱點型網絡?，F在隨著5G NTN的推出，5G新空口網絡有了衛星鏈路。

如今，借助衛星網絡，可以擴大全球網絡的覆蓋范圍，不再有難以實現網絡覆蓋的地方，如難以進行基礎設施建設的偏遠地區以及一些孤立的網絡平臺。此外，5G網絡的衛星接入鏈路上還能助力一些現在火熱的應用類型，比如物聯網、機器對機器通信。隨著互聯網所連接的鏈路數量不斷增加，5G NTN這種衛星解決方案能夠解決各種網絡部署難題。

例如在今年9月中國移動研究院和中興通訊發布的5G NTN手機直連衛星技術外場驗證成果發布上，5G NTN成功實現了超過3.6萬公里的網絡連接，并解決了普通手機5G NTN直連的困難，是一次5G NTN端到端全鏈路技術貫通。隨時隨地建立連接，這就是5G NTN帶來的全新的優勢。

早在5G Rel-15上，就已經為NTN奠定了一些基礎的要素，對信道模型做了定義，5G Rel-16確定了基礎功能和相關場景，網絡的全面部署預計會在2023年完成。而5G Rel-17則進一步增強了相關具體功能，而且網絡協議棧以及網絡體系結構都有不少變化。

5G NTN帶給5G網絡的改變和挑戰

作為第五代蜂窩網絡的衛星接入，5G NTN肯定是能夠改善衛星鏈路。這聽起來比較簡單，但實現的過程并不容易。在最早推出的用例場景中，推出的所謂的蜂窩接入（可以接收衛星信號的蜂窩電話），是對蜂窩電話有要求的，不管是功耗還是尺寸，都有很嚴苛的要求才能實現這樣一個直連系統。

對蜂窩電話獲得衛星訪問權限這種用例來說，現在直連蜂窩接入利用L和S頻段（1-2GHz）降低了蜂窩電話的功耗，并提供固定的鏈路接入，但是在小型化、低功耗上還需要進一步優化。

從網絡的角度看，技術廠商也在試圖當用戶使用蜂窩電話訪問基站時，對最終用戶隱藏衛星網關和衛星本身。技術廠商的考量是希望在基站和終端設備之間建立無縫連接，避免長距離傳播鏈路特性發生巨大變化產生時延等各種問題。

此外，由于低軌道衛星的移動速度非?？?，不僅衛星和信號的移動會導致頻移，信號功率也會有很大的損耗。在基站和終端設備之間推出5G NTN的無縫連接需要對信號作出補償才能穩定地接收信號。這里面有許多細節需要考慮，應該推出什么樣的接口，如何應對信號的各種行為等等。

對移動網絡運營商、衛星服務提供商、芯片組提供商來說，部署5G新空口地面蜂窩網絡需要整合所有實體，將最新的5G基站與他們的波束賦形天線整合到一起，然后是整合蜂窩電話、最新的芯片組以及有緣和自適應天線，然后不斷擴大帶寬和頻率范圍。最大的挑戰在于各端如何協作將所有這些端到端連接的構建模塊整合到一起。

5G NTN手機直連衛星進展

上面提到今年9月中國移動研究院和中興通訊發布的5G NTN手機直連衛星技術外場驗證成果發布上，5G NTN成功實現了超過3.6萬公里的網絡連接，并解決了普通手機5G NTN直連的困難。該技術驗證這也驗證了在滿足3GPP前提下5G NTN直連的可行性。

聯發科采用與智能手機相同的組件，搭載5G NR NTN衛星網絡功能的移動通信芯片，合作Rohde & Schwarz也完成了5G NTN衛星手機連接驗證。不過這次驗證是實驗室環境，采用低軌衛星通訊模式，時速超2.7萬公里。

小結

5GNTN通信網絡是地面蜂窩通信網絡強有力的補充，是未來實現全球無縫連接的基礎。從全球各地的技術驗證上來看，在技術上實現與3GPP NTN標準兼容，并沒有太大技術障礙。隨著NTN標準的進一步推進，解決傳播延時、鏈路預算、頻移等技術問題，無處不在的無縫網絡連接時代已經不遠了。