清华大学-中国移动联合研究院日前举办星地同频技术研讨会，会上的圆桌讨论环节围绕“星地同频、产业共融”这一主题，就卫星频轨资源利用、地面网络和卫星网络同频部署、天地网络融合、产业应用等开展研讨，探索频谱高效利用、星地产业融合新途径。天地融合技术的一个基本问题是卫星频轨和无线频谱资源稀缺问题，其中，星地频谱共享为网络用户带来高频谱复用增益的同时也给网络带来复杂的混合共信道干扰。对此，哈工大教授孟维晓表示，星地融合、天地一体化是绝对趋势，将来一定会实现“一机打天下，One word, One
handset.”这其中有很多技术问题要考虑，首先是星地同频，随着终端芯片能力越来越强，多频段、多协议兼容是大趋势，多系统、多频率、多模式之间怎样达到最佳兼容是一个值得研究的问题；另外，同频干扰是不可避免的，从体系角度进行干扰的协调和管理，可以为干扰消除减轻很大压力，因而干扰的协调和管理比干扰消除更加重要。第三，天地一体业务的一致性如何保障，包括QoS用户体验，在天、地、星、空多系统、多模式之间，如何完成最佳的接入、判断、选择、切换，是非常值得研究的问题。第四，通感算在地面网络中已经不罕见，但在空天地网络中如何实现，是一个重要的研究热点；第五，“通信的事不一定完全局限在通信内解决”，要考虑行业之间的交融和赋能，对于通信的延展将带来巨大的变革。资源利用离不开智能网络、通信与计算融合等发展，围绕天地一体化网络发展，中国空间技术研究院主任设计师张建军表示，天地一体化网络是航天强国、科技强国的重要标志。按照规划，2030年我国将建成全球覆盖、随意接入、安全可信的空间信息网。在这一过程中，存在两个方面的问题，一是空间节点的稀疏性，目前天地网络呈现天弱地强的局面，我国航天起步晚、基础薄弱，随着近几十年的发展，空间技术蓬勃发展，但是空间节点的稀疏性还是非常明显。二是空间链路，传统的微波在区域建设中是可以的，但在全球覆盖过程中存在很多问题，例如安全性不好、抗干扰能力差、容量低。我国利用北斗系统建设了全球规模最大的中高轨激光网络，攻克了空间激光网络的诸多技术问题，但是目前激光星间网络的链路容量只有1G，将来需要达到100G甚至更多；其次，对于中高轨和低轨、中高纬和地面的直连，激光网络如何在功耗有限的情况下实现远距离传输，是迫切需要解决的问题；最后也是最重要一点，我国急切地需要发展一些新技术在空间进行应用，如太赫兹、可见光等，很多问题需要产学研协同攻克。在移动通信系统中，ITU不断提出地面移动系统和卫星移动系统多样化的标准。在移动通信从5G向6G发展的阶段中，各个行业和机构都在积极地推动地面移动通信与卫星通信的集成，以寻求任何时间、任何地点的无缝覆盖和高质量服务，Starlink代表的新型低轨星座成为无线通信的热点。对此，国家无线电频谱管理中心副处长李伟表示，低轨星座就像“鲶鱼”一样，对国际电联的无线电规则冲击非常大。在技术标准化方面目前主要有三个研究议题：低轨星座的动中通，星载动中通以及L频段和S频段新增卫星移动业务的划分。在规则方面，一是关于NGSO轨道特性和参数，针对高度、倾角、近地点、远地点，提出一定的容限要求；二是国际上囤积频轨资源的现象愈演愈烈，为了避免这种囤积提出了“里程碑”概念，另外还有高轨卫星移动业务在7-8GHz、20-30GHz怎避免遭受到低轨星座的干扰。李伟呼吁国内科研院校积极参与到国际电联的规则和技术研究工作，填补技术空白，推动、完善和补充相关规则，从而提升我国在低轨互联网星座规则制定方面的话语权。中兴资深项目经理田开波介绍，标准方面，ITU主要在频谱规则方面进行梳理，每次的WRC大会都有星地共信道方面的议题，WRC19
的1.13议题进行24.25-86GHz中部分频段的卫星和IMT系统的共信道研究；WRC23的1.2议题正在进行3 300-3 400 MHz, 3 600-3
800 MHz, 6.425-7.025?MHz, 7.025-7.125.MHz and
10.0-10.5.GHz等频段的星地共存共享研究；除此之外，ITU也会对已分配频谱的使用规则做进一步研究，可能会降低使用限制来实现星地同频。3GPP目前在星地同频技术方面的研究，目前主要集中在RAN4，研究Ka频段邻频共存下的射频指标，未来随着空天地一体化的研究深入，星地同频也会逐步纳入讨论中。当前，星地同频既受到关注，也是争论的要点。中国移动研究院无线所项目经理马克介绍，针对星地同频部署，中国移动研究院当前还处于前期的技术论证和仿真分析阶段，主要面向适用于手机直连卫星的Sub-6GHz频段。由于手机天线不具备波束指向能力，所以终端侧的同频干扰能力相对较差，只能依靠网络侧进行干扰规避。“干扰管理和协调比干扰抑制更重要”，这个思路对于手机直连卫星场景下的星地同频尤其适用。从计算结果来看，FDD技术提升情况下，卫星对地面终端、卫星终端对地面基站的几种干扰是比较大的。在网络规划阶段，可以考虑通过电子围栏的方式，卫星网络只覆盖地面网络没有覆盖的区域，在空间上形成区域隔离，同时配合卫星的低载波束、高频抑制和卫星功率控制，达到比较好的规避效果。至于卫星通信用TDD技术体制，从同频部署角度来看，TDD用于星地同频部署除了FDD所面临的的问题之外，还会存在卫星与卫星之间、卫星与地面基站之间比较严重的交叉时隙干扰。马克表示，希望学术界和产业界能够进一步探索TDD技术体制下比较好的干扰规避方法。华为今年9月发布支持北斗卫星通信的Mate50系列手机，应急通信性能大大提升。华为无线NTN研究首席专家窦圣跃表示，手机直连卫星的目标是实现地面蜂窝网络的覆盖补充。在商业模式上，卫星运营商与地面移动运营商合作运营，各自发挥自己优势，优势互补。对于地面运营商而言，可以获得“永不失联，永远在线”的巨大品牌价值，构建全球覆盖的公共应急通信网络；对于卫星厂商而言，则可充分利用地面成熟的IMT产业链，快速切入2C市场。手机直连卫星一定离不开底层芯片的支持，展锐高级主任工程师李忻表示，手机直连卫星主要是实现蜂窝通信信号补盲，解决个人应急通信的问题。在当前阶段，可提供手机直连卫星通信功能的能力和资源有限，用户习惯需要培养，生态需要逐步建立，商业模式处于摸索阶段。未来，随着更多能力更强的卫星互联网系统的成功部署，手机中的卫星通信功能将实现蜂窝通信信号补强，协同地面蜂窝通信系统为用户提供持续的、一致的宽带通信业务。届时用户粘性已经基本建立，产业生态初步形成，商业模式也将趋于明朗。圆桌讨论的最后，清华大学教授葛宁总结说，星地同频、天地融合在技术上需要探索更前沿、更智能的系统级方案，在频谱资源的共享利用上，需要国内以及国际标准化组织的支持，也需要卫星和地面运营商的大力合作，推动手机直连卫星的新商业模式建立，促进产业生态繁荣。
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