什么是NTN技術(shù)？NTN的常見(jiàn)架構(gòu)

近日，隨著一款國(guó)產(chǎn)手機(jī)的發(fā)售，衛(wèi)星通信火遍全網(wǎng)?！皼](méi)有信號(hào)手機(jī)也能打電話(huà)”成為熱議話(huà)題，大家都在感嘆：如今衛(wèi)星通信技術(shù)如此神奇嗎？

其實(shí)，衛(wèi)星通信技術(shù)早已在傳統(tǒng)衛(wèi)星電話(huà)上使用。但衛(wèi)星電話(huà)往往配有天線(xiàn)，外形笨重，而且通信費(fèi)用昂貴，所以日常生活中并不普及，主要用于遠(yuǎn)洋漁業(yè)、野外科考等特殊領(lǐng)域。 既然衛(wèi)星通信技術(shù)早已存在，為何直到今日才在智能手機(jī)上應(yīng)用呢？和文檔君一起來(lái)了解一下吧！

01什么是NTN技術(shù)？

與傳統(tǒng)的手機(jī)通信技術(shù)不同，衛(wèi)星通信技術(shù)不需要手機(jī)連接到基站，而是通過(guò)衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)通信。

衛(wèi)星通信目前有兩種實(shí)現(xiàn)方式：

一種是衛(wèi)星電話(huà)連接衛(wèi)星，實(shí)現(xiàn)與其他電話(huà)通信，傳統(tǒng)衛(wèi)星電話(huà)就是如此。

一種是通過(guò)NTN（Non Terrestrial Network，非地面網(wǎng)絡(luò)）技術(shù)，衛(wèi)星直接向地面提供5G連接服務(wù)，實(shí)現(xiàn)手機(jī)之間互相通信，如下圖所示。

那什么是NTN技術(shù)？

NTN技術(shù)是手機(jī)直連衛(wèi)星的技術(shù)方向之一，是地面蜂窩通信技術(shù)的重要補(bǔ)充。利用衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)與地面5G網(wǎng)絡(luò)的融合，NTN技術(shù)可以不受地形地貌的限制，提供無(wú)處不在的覆蓋能力，連通空、天、地、海多維空間，形成一體化的泛在接入網(wǎng)，能全場(chǎng)景隨需接入。

02NTN的常見(jiàn)架構(gòu)

NTN技術(shù)常見(jiàn)架構(gòu)有兩種：

一種是透明載荷也稱(chēng)作透明轉(zhuǎn)發(fā)。

一種是可再生載荷，又稱(chēng)作基站上星。

透明轉(zhuǎn)發(fā)實(shí)際上把衛(wèi)星僅當(dāng)作信號(hào)中繼的鏈路，5G基站作為地面網(wǎng)絡(luò)的一部分，部署在信關(guān)站的后面，衛(wèi)星不關(guān)注基站發(fā)了什么，對(duì)信號(hào)也不做任何處理，只把手機(jī)和信關(guān)站連接起來(lái)。

基站上星則相當(dāng)于把5G基站部署在了衛(wèi)星上，衛(wèi)星與衛(wèi)星間的星間鏈路就跟地面基站間的Xn接口一樣，衛(wèi)星和信關(guān)站之間的饋電鏈路實(shí)際就是基站跟核心網(wǎng)之間回傳網(wǎng)絡(luò)的一部分，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是衛(wèi)星上具備基站的功能，可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理再發(fā)射到終端。

那這兩種架構(gòu)各有什么優(yōu)勢(shì)？參見(jiàn)下表。

其中透明轉(zhuǎn)發(fā)因其技術(shù)較為容易、成本低的原因已經(jīng)成為NTN技術(shù)研究的重點(diǎn)。

03NTN的載體

不管是哪一種架構(gòu)，能實(shí)現(xiàn)“上天“的通信載體，就是各種各樣的衛(wèi)星。

根據(jù)軌道的高低，衛(wèi)星一般分為低軌（LEO）、中軌（MEO）、地球靜止軌道（GEO）和高軌，離地面高度參見(jiàn)下表。

俗話(huà)說(shuō)“站得高，看得遠(yuǎn)”，離地面距離越遠(yuǎn)，衛(wèi)星覆蓋地球的范圍就越大，所需要鋪設(shè)的衛(wèi)星就越少，那為什么目前的研究方向不是高軌衛(wèi)星？那是因?yàn)楦哕壭l(wèi)星會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的鏈路損耗和超高時(shí)延。

目前被認(rèn)為是最有應(yīng)用前景的衛(wèi)星是低軌衛(wèi)星，因?yàn)榈蛙壭l(wèi)星離地面高度近，所以路徑損耗小、傳輸時(shí)延低，且發(fā)射成本逐年降低。

那低軌衛(wèi)星是否沒(méi)有缺點(diǎn)？當(dāng)然不是！隨著低軌衛(wèi)星圍繞地球做高速環(huán)形運(yùn)動(dòng)，會(huì)產(chǎn)生幾十千赫茲甚至兆赫茲級(jí)別的多普勒偏移，這將是使用低軌衛(wèi)星需要克服的難點(diǎn)。

那NTN技術(shù)除了實(shí)現(xiàn)手機(jī)衛(wèi)星通話(huà)之外，有沒(méi)有更大的突破？下面就要給大家?guī)?lái)一個(gè)振奮人心的消息了！

04衛(wèi)星上網(wǎng)有多快

NR-NTN是新一代移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，旨在通過(guò)衛(wèi)星等非地面終端實(shí)現(xiàn)廣域覆蓋和擴(kuò)展移動(dòng)信號(hào)的傳輸范圍，采用5G NR框架來(lái)實(shí)現(xiàn)智能手機(jī)直連衛(wèi)星提供更高速率數(shù)據(jù)服務(wù)和語(yǔ)音服務(wù)。

近日，中興通訊攜手中國(guó)移動(dòng)、是德科技等共同已經(jīng)完成了NR-NTN（New Radio - Non-Terrestrial Network）低軌衛(wèi)星實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證，通過(guò)終端仿真和信道仿真的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境來(lái)模擬衛(wèi)星通信，支持手機(jī)寬帶數(shù)據(jù)傳輸和互聯(lián)網(wǎng)接入。

在透明轉(zhuǎn)發(fā)模式、5MHz帶寬實(shí)驗(yàn)室條件下，實(shí)測(cè)上下行峰值速率分別達(dá)到了600kbps和5.1Mbps，實(shí)現(xiàn)5G NR-NTN端到端數(shù)據(jù)連接，可為大眾手機(jī)及行業(yè)終端用戶(hù)提供手機(jī)衛(wèi)星寬帶業(yè)務(wù)。

這次測(cè)試的成功不僅解決了衛(wèi)星軌道高度引起的高延時(shí)的問(wèn)題，也解決了低軌衛(wèi)星高速移動(dòng)引起的大多普勒頻偏，為以后通過(guò)衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)高速上網(wǎng)業(yè)務(wù)模式打造堅(jiān)實(shí)技術(shù)基石！

看到這個(gè)消息，喜愛(ài)戶(hù)外運(yùn)動(dòng)、探索大自然的你們是不是迫不及待了！相信在不久的將來(lái)，無(wú)論你是在深山，還是在沙漠，都能無(wú)時(shí)無(wú)刻上網(wǎng)！

審核編輯：湯梓紅