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2023年，華為Mate 60橫空出世，掀起手機(jī)衛(wèi)星通信浪潮。2024年開局之際，中國移動(dòng)再為中國衛(wèi)星通信版圖增添濃墨重彩的一筆。2月3日，中國移動(dòng)冠名首顆衛(wèi)星——“中國移動(dòng)01星”與“星核”驗(yàn)證星正式發(fā)射入軌。
雙星叩蒼穹，天地共一體。此次發(fā)射的“中國移動(dòng)01星”是全球首顆可驗(yàn)證5G天地一體演進(jìn)技術(shù)的星上信號(hào)處理衛(wèi)星，“星核”驗(yàn)證星則搭載了6G新型星載核心網(wǎng)“星核”系統(tǒng)。創(chuàng)新5G衛(wèi)星通信，承接6G天地一體，可以說，兩顆試驗(yàn)星的發(fā)射對(duì)于推動(dòng)我國天地一體和手機(jī)直連低軌衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要意義，對(duì)于加快我國衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)布局也極具指導(dǎo)意義。
01、逐夢九天，達(dá)成運(yùn)營商低軌上星里程碑
“中國移動(dòng)作為全球最大的運(yùn)營商，基于這兩顆衛(wèi)星啟動(dòng)天地一體雙星驗(yàn)證，是一次勇敢叩開新大門的行動(dòng)?！苯袢?，在中國移動(dòng)天地一體雙星試驗(yàn)發(fā)布會(huì)上，中國移動(dòng)副總經(jīng)理高同慶這樣總結(jié)道。
近年來，我國在移動(dòng)通信領(lǐng)域積極布局高速泛在、天地一體、云網(wǎng)融合的通信網(wǎng)絡(luò)。與此同時(shí)，為了避免高軌道衛(wèi)星通信引起的信號(hào)衰減和時(shí)延，低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)逐漸成為發(fā)展熱點(diǎn)。
本次發(fā)布的雙星試驗(yàn)系統(tǒng)是全球首套面向5G演進(jìn)及6G的天地一體星上處理驗(yàn)證系統(tǒng)，也是中國移動(dòng)推進(jìn)天地一體發(fā)展的一次重要突破。
“中國移動(dòng)01星”由中國移動(dòng)聯(lián)合星移聯(lián)信共同研發(fā)，該衛(wèi)星搭載的星載基站采用輕量化、國產(chǎn)化、綠色化的硬件設(shè)計(jì)理念與高實(shí)時(shí)、高靈活、高可靠的軟件設(shè)計(jì)思想，具有兩大創(chuàng)新技術(shù)：一是軟件重構(gòu)及資源池化技術(shù)，適配不斷演進(jìn)的天地一體技術(shù)；二是高可靠算法與工業(yè)級(jí)器件融合技術(shù)，在適應(yīng)粒子輻照、電離、真空等復(fù)雜空間環(huán)境的同時(shí)兼顧性能和成本。
日前，中國移動(dòng)研究院已聯(lián)合產(chǎn)業(yè)完成該星載基站的地面通信測試與空間環(huán)境適應(yīng)性測試。實(shí)測星上再生模式下在 20MHz 帶寬時(shí)用戶下載速率可達(dá) 15 Mbps（1.875 MB/s），性能基本符合預(yù)期，后續(xù)將進(jìn)一步優(yōu)化，并進(jìn)行在軌驗(yàn)證，可為大眾手機(jī)及行業(yè)終端提供雙向寬帶業(yè)務(wù)。
“‘星核’驗(yàn)證星”搭載面向6G分布式自治架構(gòu)的星載核心網(wǎng)“星核”系統(tǒng)，由中國移動(dòng)聯(lián)合中國科學(xué)院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院共同研發(fā)，采用國產(chǎn)化軟硬件，支持在軌軟件重構(gòu)、核心網(wǎng)功能柔性部署和自治管理，進(jìn)一步提升星載核心網(wǎng)在軌運(yùn)行的效率和可靠性。是中國移動(dòng)繼“三體四層五面”網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)之后又一個(gè)6G發(fā)展的里程碑式成果。
值得一提的是，這兩顆星載的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備均是基于國產(chǎn)軟件和硬件，具備自主可控能力，既有助于提升我國在全球衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的競爭力，同時(shí)也為國家的網(wǎng)絡(luò)安全和數(shù)據(jù)隱私提供了更為可靠的保障。
02、腳踏實(shí)地，探索天地一體星辰大海
長期以來，衛(wèi)星和地面移動(dòng)通信作為兩個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈各自獨(dú)立發(fā)展。隨著泛在寬帶通信需求和天地一體通信技術(shù)的演進(jìn)，衛(wèi)星與地面移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)正逐步走向融合。
就天地一體化發(fā)展演進(jìn)路線來看，手機(jī)直連衛(wèi)星技術(shù)分為三大類：一是基于3GPP NTN的手機(jī)直連衛(wèi)星技術(shù)，例如2022年7月，泰雷茲、高通、愛立信宣布啟動(dòng)的5G太空項(xiàng)目等；二是基于傳統(tǒng)衛(wèi)星通信技術(shù)的雙模手機(jī)直連衛(wèi)星技術(shù)，對(duì)應(yīng)于天地互聯(lián)階段，例如，中國電信聯(lián)合華為推出的華為Mate 60 Pro手機(jī)直連天通一號(hào)語音服務(wù)等；三是基于3GPP標(biāo)準(zhǔn)的4G/5G存量手機(jī)直連衛(wèi)星技術(shù)，例如T-Mobile與SpaceX合作衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)，AST面向存量手機(jī)直連衛(wèi)星持續(xù)探索等。
談及戰(zhàn)略布局，中國移動(dòng)副總經(jīng)理高同慶表示，中國移動(dòng)積極承擔(dān)央企使命，高度重視天地一體的發(fā)展，創(chuàng)新構(gòu)建天地一體技術(shù)體系，通過技術(shù)融合、標(biāo)準(zhǔn)融合、產(chǎn)業(yè)融合和業(yè)務(wù)融合，加快提升我國天地一體的產(chǎn)業(yè)競爭力，勇?lián)夹g(shù)“探路者”，叩出深度融合的“新路徑”。
一是在國內(nèi)外較早開展手機(jī)直連衛(wèi)星技術(shù)研究，創(chuàng)新構(gòu)建6G天地一體技術(shù)體系，并提出分階段技術(shù)路徑。明晰6G天地一體技術(shù)發(fā)展路徑，中國移動(dòng)穩(wěn)步推進(jìn)，由淺入深分階段最終實(shí)現(xiàn)一體融合：5G階段實(shí)現(xiàn)空口初步融合，5G-A演進(jìn)階段，實(shí)現(xiàn)從空口融合到架構(gòu)、頻率初步融合，在6G階段實(shí)現(xiàn)空口、架構(gòu)、頻率、多軌一體融合。
二是積極參與手機(jī)直連衛(wèi)星技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)制定，3GPP標(biāo)準(zhǔn)貢獻(xiàn)居全球移動(dòng)通信運(yùn)營商首位。在3GPP方面，中國移動(dòng)積極推動(dòng)5G NTN技術(shù)研究，累計(jì)提交提案300+項(xiàng)，布局多項(xiàng)專利；ITU方面，提交文稿142篇，位居全球第一，并擔(dān)任天地一體技術(shù)領(lǐng)域重要課題組報(bào)告人，完成新立項(xiàng)6項(xiàng)，結(jié)項(xiàng)2項(xiàng)；CCSA方面，在TC5 和 TC12牽頭完成包含業(yè)界首個(gè)NTN衛(wèi)星接入節(jié)點(diǎn)、首個(gè)NR NTN接入網(wǎng)總體等7項(xiàng)空天地一體化領(lǐng)域行標(biāo)立項(xiàng)和星地協(xié)同組網(wǎng)研究課題立項(xiàng)，主導(dǎo)完成天地一體5G網(wǎng)絡(luò)總體技術(shù)要求等3項(xiàng)研究課題制定。
三是多途徑建圈搭臺(tái)，推進(jìn)衛(wèi)星與地面產(chǎn)業(yè)聯(lián)合創(chuàng)新發(fā)展。中國移動(dòng)基于高校載體聚力攻關(guān)，加速技術(shù)突破。構(gòu)建空天地一體化實(shí)驗(yàn)室與在軌測試環(huán)境，協(xié)同產(chǎn)、學(xué)、研、用合作伙伴打造空天地一體化重大技術(shù)策源之地、科技成果轉(zhuǎn)化之地；依托國撥課題、新一代移動(dòng)信息通信技術(shù)國家工程中心、策源地、移動(dòng)通信子鏈等國家創(chuàng)新平臺(tái)，融通帶動(dòng)，引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。集聚產(chǎn)業(yè)力量，構(gòu)建開放共榮生態(tài)，打造暢通高效、協(xié)作共享、融合開放的NTN合作鏈，加快NTN性能提升、產(chǎn)品研制、試點(diǎn)驗(yàn)證、提供商用組網(wǎng)解決方案。
四是率先開展試點(diǎn)驗(yàn)證，加速推進(jìn)手機(jī)直連衛(wèi)星技術(shù)產(chǎn)業(yè)成熟。在手機(jī)直連高軌衛(wèi)星領(lǐng)域，中國移動(dòng)于2022年8月和2023年6月分別完成全球首個(gè)運(yùn)營商5G NTN技術(shù)外場驗(yàn)證以及我國首款5G NTN手機(jī)終端直連衛(wèi)星實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證，支持雙向語音對(duì)講和文字消息，全面驗(yàn)證采用NTN技術(shù)、手機(jī)直連高軌衛(wèi)星通信能力。在手機(jī)直連低軌衛(wèi)星領(lǐng)域，中國移動(dòng)于2023年9月完成國內(nèi)首次運(yùn)營商N(yùn)R NTN低軌衛(wèi)星寬帶業(yè)務(wù)實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證，全面驗(yàn)證手機(jī)直連低軌寬帶衛(wèi)星通信能力，該試驗(yàn)對(duì)手機(jī)直連低軌衛(wèi)星技術(shù)研究、應(yīng)用推廣以及產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要意義。
03、勇攀高峰，爭取全球戰(zhàn)略競爭話語權(quán)
就未來網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)來看，天地一體是重要方向，就全球衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)來看，低軌衛(wèi)星先發(fā)優(yōu)勢顯著。
低軌通信衛(wèi)星相比于傳統(tǒng)的中高軌通信衛(wèi)星相比更具備優(yōu)勢，一是低軌通信衛(wèi)星傳輸延時(shí)更短：由于低軌衛(wèi)星離地面更近，信號(hào)的傳輸距離短，延時(shí)更低，因此可以提供更好的實(shí)時(shí)通信服務(wù)，例如在線游戲、視頻通話等。二是覆蓋更全面：由于低軌衛(wèi)星高度較低，因此更易覆蓋更廣闊的區(qū)域。三是成本更低：低軌衛(wèi)星的制造和發(fā)射成本較低，且低軌衛(wèi)星需求量大，批量生產(chǎn)也可使得成本大大降低。
不僅如此，鑒于衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的中低軌道資源分配采用協(xié)調(diào)法，先登先占、先占永得。太空軌道與通信頻譜作為有限的資源，由國際電信聯(lián)盟(ITU)進(jìn)行分配。基于頻軌資源有限性及其申請規(guī)則，各國紛紛在太空領(lǐng)域加碼，以加速搶占總量有限的低軌衛(wèi)星頻率和軌道資源。
最具代表性的即馬斯克旗下的太空探索技術(shù)公司（SpaceX），其在2023年的發(fā)射周期為平均3.92天/次，全年借助“獵鷹”9號(hào)火箭共計(jì)發(fā)射了1870顆互聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星。據(jù)悉，目前其“星鏈”計(jì)劃已經(jīng)總共布局了5144顆互聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星，在全球低軌衛(wèi)星總量中占比超過了55%，從而組成了目前人類有史以來規(guī)模最大的衛(wèi)星星座。
中國在衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)起步晚但發(fā)展快，但已在著手構(gòu)建自己的低軌衛(wèi)星通信網(wǎng)，擬在近地軌道建立由2.6萬顆衛(wèi)星組成的網(wǎng)絡(luò)，覆蓋整個(gè)地球。我國將花費(fèi)約10年時(shí)間完成衛(wèi)星發(fā)射，并構(gòu)建一套完備的衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。屆時(shí)，我國將在基站難以覆蓋的山間、島嶼、基礎(chǔ)設(shè)施遭破壞的災(zāi)區(qū)等地區(qū)進(jìn)行高速互聯(lián)網(wǎng)通信。
基于此，放眼長遠(yuǎn)，此次中國移動(dòng)先手布局低軌衛(wèi)星也是我國在全球低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展上邁出的重要一步。凝聚產(chǎn)業(yè)合力，積厚成勢，中國目前在近地軌道衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的競爭中已經(jīng)具備了一定的實(shí)力與潛力。相信未來，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和市場需求的不斷增長，中國一定能夠在這一領(lǐng)域占據(jù)一席之地，并為全球用戶提供更好的通信服務(wù)。
作者：包建羽，責(zé)編/版式：蓋貝貝，審校：王 濤、梅雅鑫，監(jiān)制：劉啟誠
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