《電子技術(shù)應(yīng)用》
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星地融合5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)增強(qiáng)技術(shù)研究
2020年電子技術(shù)應(yīng)用第6期
王胡成，徐 暉，孫韶輝
大唐移動(dòng)通信設(shè)備有限公司，北京100083
摘要： 星地融合為5G網(wǎng)絡(luò)帶來更強(qiáng)的覆蓋能力、更靈活的組網(wǎng)能力和更健壯的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使得5G網(wǎng)絡(luò)真正可能實(shí)現(xiàn)萬物互聯(lián)，因此成為5G網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的重要方向。首先介紹了在后5G時(shí)代支持星地融合的必要性，然后從網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的角度分析了當(dāng)前星地融合5G網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展階段和技術(shù)現(xiàn)狀?；诩夹g(shù)現(xiàn)狀，分析星地融合5G網(wǎng)絡(luò)在系統(tǒng)架構(gòu)演進(jìn)方面面臨的問題，并給出架構(gòu)增強(qiáng)技術(shù)方案。
中圖分類號(hào)： TN929.5；TP393
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.223015
中文引用格式： 王胡成，徐暉，孫韶輝. 星地融合5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)增強(qiáng)技術(shù)研究[J].電子技術(shù)應(yīng)用，2022，48(6)：1-4，9.
英文引用格式： Wang Hucheng，Xu Hui，Sun Shaohui. Research on architectural enhancements for integrating satellite into 5G net-
works[J]. Application of Electronic Technique，2022，48(6)：1-4，9.
Research on architectural enhancements for integrating satellite into 5G networks
Wang Hucheng，Xu Hui，Sun Shaohui
Datang Mobile Communication Equipment Co.，Ltd.，Beijing 100083，China
Abstract： Integration of satellite and terrestrial networks would bring better coverage, more flexible networking and more robust network architecture for 5G, which makes the 5G network connecting everything possible, and then becomes an important evolution direction for 5G network. This paper firstly introduces the necessity to support integration of satellite and terrestrial networks in B5G era, then analyses the developing phases and technical status of 5G network integrating with satellite from network architecture and technical standard point of view. Based on the technical status, the paper further analyses issues on system architecture evolution that 5G network integrating with satellite faces, and puts forward some architectural enhancement solutions, including 5G system enhancement on supporting satellite backhaul and User Plane Function(UPF) on-board.
Key words : integration of satellite and terrestrial network；5G；system architecture

0 引言

    第5代移動(dòng)通信(5 Generation，5G)愿景是“信息隨心至、萬物觸手及”，5G網(wǎng)絡(luò)不僅要提供更高的數(shù)據(jù)傳輸速率，還應(yīng)提供無處不在的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)接入，以滿足用戶無處不在的通信需求。然而根據(jù)調(diào)查，目前全球地面移動(dòng)通信服務(wù)只能覆蓋約20%的陸地面積、6%的地球表面積，在海洋、山川、森林、沙漠等邊遠(yuǎn)地區(qū)，地面基站的建設(shè)成本和維護(hù)成本很高，無法通過傳統(tǒng)地面網(wǎng)絡(luò)來5G覆蓋[1]。相比地面通信，衛(wèi)星通信能夠利用高、中、低軌衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)廣域甚至全球覆蓋，從而幫助5G真正實(shí)現(xiàn)萬物互聯(lián)。由此可見，衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)和地面網(wǎng)絡(luò)融合是5G發(fā)展的必要構(gòu)成。

    此外，目前各衛(wèi)星系統(tǒng)的通信制式、接口協(xié)議都是獨(dú)立發(fā)展的，星地系統(tǒng)之間以及不同衛(wèi)星系統(tǒng)之間無法互通，形成了“煙囪”效應(yīng)，既不能支持服務(wù)共享，又容易造成重復(fù)投入，造成網(wǎng)絡(luò)低效和資源浪費(fèi)，不利于通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。而5G網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過多年的技術(shù)迭代，其技術(shù)體制、網(wǎng)絡(luò)功能、接口協(xié)議等已經(jīng)形成完整的標(biāo)準(zhǔn)體系，已經(jīng)發(fā)展為成熟的商用網(wǎng)絡(luò)，為全球用戶提供了一致的用戶體驗(yàn)。因此，衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)可以借助國家大力發(fā)展5G網(wǎng)絡(luò)的契機(jī)，完成與地面5G網(wǎng)絡(luò)體制的融合，從而發(fā)展成能夠覆蓋全球的，且能夠提供統(tǒng)一、標(biāo)準(zhǔn)化服務(wù)的商用通信系統(tǒng)。

    雖然衛(wèi)星通信相對(duì)于地面移動(dòng)通信在覆蓋范圍、組網(wǎng)效率、可靠性、安全性、成本等有著極大的優(yōu)勢(shì)，但衛(wèi)星通信并不能替代地面移動(dòng)通信，因?yàn)榈孛婢W(wǎng)絡(luò)在系統(tǒng)容量、覆蓋深度、數(shù)據(jù)傳輸速率等方面占據(jù)絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)。因此，衛(wèi)星通信不應(yīng)成為地面蜂窩通信的競(jìng)爭(zhēng)者，而應(yīng)當(dāng)成為5G系統(tǒng)的必要構(gòu)成，形成地面網(wǎng)絡(luò)和衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的相互補(bǔ)充，例如城區(qū)地面覆蓋，邊遠(yuǎn)地區(qū)衛(wèi)星覆蓋。因此，星地融合5G網(wǎng)絡(luò)是移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的重要趨勢(shì)。




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作者信息:

王胡成，徐  暉，孫韶輝

(大唐移動(dòng)通信設(shè)備有限公司，北京100083)





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