5GNTN技术助力实现终端直连卫星构建星地融合网络

什么是NTT技术。

NTN是基于3GPP在R17阶段制定的新的空中接口技术的终端和卫星之间的直接通信技术针对卫星通信场景距离远，移动快，覆盖广带来的多普勒频偏大，信号衰减大，传播时延大等问题，NTN设计了空中接口增强协议，引入了调度定时管理，HARQ功能配置，上行传输时延补偿，空地快速切换等先进技术，具备了基本的卫星通信能力

NTN是地面蜂窝通信技术的重要补充，是手机直接卫星连接的技术方向之一利用卫星通信网络和地面5G网络的融合，提供不受地形限制的泛在覆盖能力，连接空，天，地，海多维空间，形成一体化的泛在接入网络，可以按需接入全场景

NTN是3GPP R17的重要功能，在5G—Advanced中继续演进，已经成为3GPP Release 18工作计划的重要组成部分NTN包括NTN物联网和NTN NR两个工作组NTN物联网专注于支持低复杂度eMTC和NB—IoT终端的卫星物联网服务，例如全球资产跟踪NTN—NR采用5G NR框架，实现与卫星直连的智能手机提供的低速率数据服务和语音服务

NTN技术应用场景丰富，价值空间巨大。

从全球网络覆盖来看，目前，80%以上的陆地面积和95%以上的海洋面积没有被地面网络覆盖5G NTN技术使手机通过卫星直接接入蜂窝宽带网络，从而构建一个连接无处不在，场景丰富，产业链高度融合，建设运营成本低廉的世界范围的融合网络

以客户为导向，借助NTN网络强大的覆盖能力，理论上可以构建基于手机直连的全时公共应急通信网络，提供泛在通信网络服务，打造偏远地区，海洋，民航等领域的泛在连接，提供短信，语音，互联网接入，公共应急通信，广域物联网等全场景服务。

以产业为导向，通过蜂窝通信和卫星通信两大产业链的深度融合，接入卫星的物联网终端将向低成本，小型化，低功耗等易用性方向发展，让智能手机直接连接卫星，形成规模效应，推低卫星连接价格。

对于运营商来说，提供了低成本，广覆盖的方案，不需要在用户稀少的偏远地区和海域建设和维护蜂窝基站，可以大幅减少基站数量，集中部署，从而降低运营商的网络建设和运维成本。

全球首家运营商5G NTN手机直连卫星技术现场验证发布

2022年8月26日下午，中国移动研究院联合中兴通讯，交通通信信息集团，中国移动北京公司等行业合作伙伴，共同发布了全球首个运营商5G NTN技术的外场验证结果本次验证基于3GPP R17 NTN协议，突破了3.6万公里超长单向距离和普通手机直连两大挑战，形成了超长时延动态补偿和星地射频数据转换两大创新解决方案，实现了5G NTN端到端全链路技术，在满足3GPP协议的前提下验证了手机直连卫星的可行性

本次先导发布由中国移动研究院无线与终端技术研究所副所长邓伟先生主持，由中国移动研究院院长黄裕红女士，中兴通讯高级副总裁，无线产品事业部总经理张万春先生，通信集团陆航市场高级副总裁郭春琦先生，中国移动北京公司副总经理杨洋先生四位领导共同发布。

1)1)5G NTN技术的现场验证方案

结合卫星IOT的市场需求和NB—IoT NTN场景的价值，中国移动联合合作伙伴首先进行了基于高轨卫星的试点，由用户终端，卫星，卫星关口站，基站，核心网和业务服务器组成网络拓扑如下l波段卫星和地面网关站位于NTN终端和基站之间，完成空报文的传输地面关口站与5G NTN基站相连，终端依次通过卫星，关口站，NTN基站相连

本次试点包括核心网络机房，NTN基站，网关站天线，NTN终端四个外场，已经在发布会现场进行了连接和演示，如下图所示1外场位于中国移动北京国际信息港核心网络机房，通过高覆盖，高可靠，低时延的优质传输网络实现NTN基站到核心网的承载保障采用全光网络设备，具备自动业务交付，电路按需切片，多路由迂回和高等级安全防护能力，充分满足测试后续业务能力的扩展2.外场位于交通通信集团北京关口站机房5G NTN基站实现NTN协议的硬件射频适配和软件功能，在时序关系和时频同步方面增强现有基站的适配协议，通过变频设备将地面基站的工作频段转换到可以与卫星网关站对接的L频段，配合小型化便携终端样机完成3GPP R17 NTN的端到端协议验证，3外部场由交通通信信息组提供通过高轨卫星中国关口站的天线和射频系统，在指定频段成功实现了基于卫星网络的上下行全链路测试和数据传输4外场位于上海中兴公园，5G NTN技术验证终端测试点终端通过高轨卫星与地面NTN基站连接，完成短消息和语音业务的端到端全链路穿透和现场验证

2)5G NTN技术的外场验证结果

全球首家运营商5G NTN的实地验证表明，实测性能符合预期，支持短消息，语音对讲等业务从架构，协议，设备等方面充分验证了手机直播卫星技术的落地能力测试结果来看，基站ACLR指标优于网关站，链路质量符合预期，ping 64字节延迟约4s，短信业务功能正常，语音对讲清晰流畅，性能符合预期，基本可行落地本次试点从架构方面验证了NTN组网高轨卫星透明传输的可行性，从协议方面验证了NTN解决延迟长，覆盖广等问题的可行性，从设备方面验证了通信设备增加手机直挂卫星模式的能力，也就是NTN技术0到1一个突破

3)5G NTN技术现场验证的后续规划

5G NTN技术的外场验证，首次实现了高轨同步卫星与地面终端的直连，完成了端到端的业务贯通后续将继续在京，滇两省开展个人应急，IOT催收等实用服务专项试点面向未来，将基于中轨和低轨卫星进一步开展5G NTN技术更全面的基础业务验证和性能评估，为手机直连卫星奠定坚实的理论和技术基础

未来，手机直连卫星将广泛应用于个人领域和丰富的垂直行业应用，这将大大扩展卫星的应用范围全球都在积极进行融合的技术创新，成熟相关链条，推动卫星产业和蜂窝产业的深度融合，必将带来卫星网和地面网融合的巨大商业价值

目前，5G NTN技术支持智能手机和物联网终端的接入智能手机可以通过直连卫星实现短信，语音对讲，宽带上网等服务，在偏远地区，海洋，民航等领域创造无处不在的连接伴随着3GPP NTN标准研究的推进和卫星能力的增强，预计5G NTN将逐步支持更多频段和星上处理能力针对物联网终端场景，物联网应用的数据包更小，卫星带宽更小，产业链更成熟，终端成本和功耗更低，可能在5G手机之前实现

5G NTN未来应用场景广阔，在支撑海洋强国，交通强国，乡村振兴，全国统一市场等国家战略方面，将与地面蜂窝移动网络一起发挥不可比拟的社会价值。

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