華為竇圣躍：低軌衛(wèi)星系統(tǒng)TDD研究與應(yīng)用面臨三大挑戰(zhàn)

12月5日消息（安迪）在近日由清華大學(xué)-中國移動(dòng)聯(lián)合研究院共同舉辦的“星地同頻技術(shù)研討會(huì)”上，華為無線NTN研究首席專家竇圣躍表示，低軌衛(wèi)星系統(tǒng)TDD研究與應(yīng)用仍然面臨三大挑戰(zhàn)。

據(jù)竇圣躍介紹，低軌衛(wèi)星LEO通信系統(tǒng)屬于非地面網(wǎng)絡(luò)（NTN），由衛(wèi)星系統(tǒng)、高空平臺(tái)、無人機(jī)系統(tǒng)構(gòu)建的非地面的一張網(wǎng)絡(luò)，低軌衛(wèi)星通信系統(tǒng)是NTN中發(fā)展最快、研究最熱的。低軌衛(wèi)星系統(tǒng)軌道高度300-2000KM，系統(tǒng)組成包括空間段、應(yīng)用段、地面段組成，應(yīng)用場景包括寬帶通信、互聯(lián)網(wǎng)接入、IoT、遙測遙感等。相比其它衛(wèi)星系統(tǒng)，低軌衛(wèi)星系統(tǒng)的優(yōu)勢有傳輸時(shí)延小、空間損耗少，衛(wèi)星數(shù)量多、全球可覆蓋，網(wǎng)絡(luò)容量大、頻率復(fù)用效率高。

常見的低軌衛(wèi)星系統(tǒng)包括星鏈（Starlink）、AST SpaceMobile、3GPP NR NTN等，低軌衛(wèi)星系統(tǒng)/標(biāo)準(zhǔn)一般采用FDD體制。竇圣躍介紹稱，3GPP基于低軌衛(wèi)星FDD體制的標(biāo)準(zhǔn)化工作早在2017年就開始了，2017年R15標(biāo)準(zhǔn)的TR38.11(RAN/RAN1)里定義了NTN的信道模型，識(shí)別關(guān)鍵問題，在TR22.822(SA2)里定義12種衛(wèi)星通信潛在用例；在2018年R16中TR38.821(RAN1-3)中研究NTN的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和解決方案，在TR23.737(SA2)中分析2種衛(wèi)星通信用例；2019年R17中在NR-NTN(RAN1-4)形成第一版融合技術(shù)規(guī)范，在SA2中形成關(guān)鍵問題的技術(shù)規(guī)范；在R18中進(jìn)行進(jìn)一步的增強(qiáng)，形成第二版融合技術(shù)規(guī)范，研究非連續(xù)覆蓋、UPF上星研究立項(xiàng)已啟動(dòng)。

NR-NTN標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn)方面，R17 NTN標(biāo)準(zhǔn)關(guān)鍵技術(shù)做了同步增強(qiáng)、時(shí)序增強(qiáng)、HARQ增強(qiáng)、移動(dòng)性增強(qiáng)；R18 NTN標(biāo)準(zhǔn)增強(qiáng)技術(shù)包括覆蓋增強(qiáng)、UE位置驗(yàn)證、減少切換開銷、RAN4頻段定義；未來R19 NTN標(biāo)準(zhǔn)潛在增強(qiáng)方向可能有再生星、無GNSS UE接入。

“NTN未來演進(jìn)來看，未來一定是天地一體網(wǎng)絡(luò)融合，包括標(biāo)準(zhǔn)融合、產(chǎn)業(yè)融合、用戶融合，天地一體有助于地面蜂窩與衛(wèi)星通信系統(tǒng)共同發(fā)展。”竇圣躍認(rèn)為，天地一體融合路徑下低軌衛(wèi)星制式需再思考，未來天地一體網(wǎng)絡(luò)，若地面蜂窩新頻譜標(biāo)識(shí)為TDD，在此假設(shè)下如何天地一體融合需要好好思考。FDD體制優(yōu)勢有同步系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡單、傳輸效率高，業(yè)界主流、研究充分；TDD體制優(yōu)勢包括頻譜易協(xié)調(diào)、終端成本低、復(fù)用地面產(chǎn)業(yè)鏈，但TDD業(yè)界較少、研究不足、效率低。如果低軌衛(wèi)星系統(tǒng)采用TDD體制，研究與應(yīng)用仍然面臨巨大挑戰(zhàn)：

挑戰(zhàn)1：衛(wèi)星覆蓋范圍廣/時(shí)延大，沿用NR TDD幀結(jié)構(gòu)，需大保護(hù)間隔。

挑戰(zhàn)2：衛(wèi)星間傳輸時(shí)延導(dǎo)致TDD幀不同步，衛(wèi)星間產(chǎn)生上下行同頻干擾。

挑戰(zhàn)3：天地一體化，TDD體制融合，需克服星地系統(tǒng)接入與同頻干擾問題。

“天地一體網(wǎng)絡(luò)融合決定了天、地通信產(chǎn)業(yè)鏈必須要深度融合，低頻衛(wèi)星采用TDD模式需要進(jìn)一步的技術(shù)研究。”竇圣躍表示，下一步未來天地一體網(wǎng)絡(luò)融合推進(jìn)，需要在頻譜分配、規(guī)劃及共存方面進(jìn)行頂層設(shè)計(jì)，研究統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、頻譜、制式、終端的天地一體深度融合方案，逐漸催熟技術(shù)、生態(tài)和端到端產(chǎn)業(yè)。

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