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1、擘 画 创 新 未 来 I#0 6 2 0 2 3爱立信技术评论基于3GPP技术实现卫星通信基于3GPP技术实现卫星通信基于3GPP技术实现卫星通信2爱立信技术评论 2023年6月1日卫星通信目前主要依赖专有解决方案,但这种状况即将改变。第三代合作伙伴计划(3GPP)在其第17版标准中引入了对非地面网络的支持,为卫星、智能手机和其他大众市场用户设备之间的直接通信奠定了坚实的基础。SEBASTIAN EULER,XIAOTIAN FU,SVEN HELLSTEN,CHRISTOPHE KEFEDER,OLOF LIBERG,EDUARDO MEDEIROS,ERIK NORDELL,DAMANJ
2、IT SINGH,PER SYNNERGREN,ELMAR TROJER,IOANNIS XIROUCHAKIS随着移动通信技术在全球范围内的快速普及,让任何人在任何时间、任何地点都能享受移动通信服务,实现无缝全球覆盖的目标变得越来越重要。在这一目标的推动下,地面和非地面卫星网络技术都取得了重大进步。为了实现更全面的网络覆盖,地面网络(TN)和非地面网络(NTN)组件将实现平滑互通和集成,为消费者智能手机(直接对智能手机)和物联网(IoT)用例提供增强型移动宽带(eMBB)。与此同时,卫星网络技术可以覆盖地面网络无法到达的地区,为世界各地(无论发展程度)目前无法获得服务的人群和企业提供可靠的服
3、务,带来重大的社会和经济效益1。除了为智能手机带来的好处外,非地面网络能够支持工业和政府物联网设备,为汽车、医疗、农林业、公用事业、海运、铁路、航空/无人机等行业以及国家安全和公共安全等领域提供服务。高空平台系统基于3GPP技术实现卫星通信 2023年6月1日爱立信技术评论3空客软银谷歌低地球轨道星链铱星亚马逊中地球轨道SES/O3B地球静止轨道EutelsatViasatIntelsat图1 现有卫星系统概览100km1,000km10,000km15,000km卫星系统概述多年来,各种卫星系统已被广泛用于电视广播、导航、通信、监视、天气预报和应急系统等服务2。显示了3种主要卫星类型的轨道:
4、地球静止轨道(GEO)、中地球轨道(MEO)和低地球轨道(LEO),并将其与商用飞机的高度和提供本地服务的高空平台系统(HAPS)的高度进行了比较。地球静止轨道卫星系统在大约36000公里的高空运行,由于路径损耗大,时延很长(500毫秒),其数据速率有限。地球静止轨道卫星相对设备来说是静止的,它提供了一个较大的视野,适用于卫星电视、企业对企业数据服务(如中继/回传和企业网络)和政府服务(如军事卫星通信系统)。术语和缩略语3GPP5GCCHO CSPCT DL FDDFSSGEOgNB第三代合作伙伴计划 5G核心网有条件切换运营商核心网络和终端下行链路频分双工固定卫星服务地球静止轨道gNodeB
5、GNSSHAPSHARQHRC IoTLEOLTE LTE-MppmRF全球导航卫星系统高空平台系统混合自动重传请求高可靠性通信物联网低地球轨道长期演进长期演进机器类通信百万分率射频RTTSASI SNOTN UEUuULWI往返时间服务和系统方面研究项目卫星网络运营商地面网络用户设备gNB与UE之间的接口上行链路工作项目图14爱立信技术评论 2023年6月1日中地球轨道卫星系统(如伽利略卫星导航系统(Galileo)、全球定位系统(GPS)和全球导航卫星系统(GLONASS)主要用于导航,通常部署在高度约为20000公里的半同步轨道上,具有可预测和可靠等特点,轨道周期为12小时。中地球轨道中
6、也有一些用于通信服务的卫星网络,部署在约 8000 公里的高度。相比地球静止轨道(GEO),时延只有其五分之一,数据速率更高。低地球轨道卫星系统如星链(Starlink)、OneWeb、铱星(Iridium)和全球星系统(Globa-lstar)等用于提供不同的服务。它们在约400-2000公里的高度运行,需要更高的速度(约8公里/秒,全轨道时间为90-120分钟)才能保持在轨。低地球轨道卫星可提供最低的时延和每秒数十兆比特的容量,适用于移动宽带和物联网应用。但由于其覆盖范围比中地球轨道和地球静止轨道卫星要小得多,因此需要部署更大规模的卫星网络。卫星通信用例和商业逻辑太空探索技术公司(Spac