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【卫星+5G】卫星通信万贯国际官方开户与地面5G的融合初探(一)

【卫星+5G】卫星通信万贯国际官方开户与地面5G的融合初探(一)

作者:万贯国际    来源:网络整理    发布时间:2022-01-07 14:39    浏览量:

与前几代移动通信相比,5G的系统性能大幅提高,峰值速率可达10Gbps~20Gbps,用户体验速率可达100Mbps~1Gbps,连接数密度每平方公里可达100万,每平方米流量密度可达10Mbps,能够支持500km/h运动情况下的通信。

从业务能力来说,5G能够满足更为丰富的业务需求。过去几代移动通信主要实现“人与人”之间的通信;而在5G时代,还要实现“人与物”、“物与物”之间的高效通信,最终实现“万物互联”。国际电信联盟(ITU)将增强的移动宽带(eMBB)、高可靠低延迟通信(uRLLC)以及大规模机器通信(mMTC)定义为5G的三大主要应用场景。

5G支持包含毫米波在内的广泛的工作频段,利用大规模多天线(Massive MIMO)、高效的信道编码技术、非正交多址、多载波等关键技术实现更高的频谱效率和系统容量;在5G网络中,核心网的概念进一步弱化,网络功能下沉到网络边缘,从而降低数据平面与控制平面的传输延时,通过软件定义网路(SDN)/网络功能虚拟化(NFV)等技术实现控制转发分离,以及网元功能与物理实体的解耦,实现网络资源的高效管控与分配。

从具体技术发展上看,大规模天线目前在用户水平分散分布与水平+垂直分散分布两个测试场景下,峰值吞吐量达到4Gbps@100MHz。SCMA(华为)、MUSA(中兴)、大唐(PDMA)等非正交多址方案下行吞吐量增益达到86%、上行接入能力提升了3倍。华为测试了Ploar码,比较于目前LTE采用的turbo码,在静止场景下短码性能增益提升0.35-0.48dB、长码性能增益提升0.35-0.6dB,在移动场景下短码性能增益提升约0.34dB、长码增益提升约0.37dB。在高频段通信方面,爱立信在15GHz频段测试中,室外视距/非视距环境平均下行吞吐量分别为7.2Gbps和5.1Gbps。2018年,华为与日本NTT的28GHz外场测试中,信号覆盖距离达到了1.2km,网络下行吞吐率达到4.52Gbps、上行达到了1.55Gbps。

2018年8月,在IMT2020推进组组织的中国5G技术研发试验第三阶段测试中,华为、爱立信等完成了5G 独立组网(Standalone,SA)的C频段测试,这标志着5G商用已具备基础。同期,中兴通信联合中国电信在雄安区实现了首个5G覆盖和全景直播试验,面向白洋淀五水共治、智慧治水应用,展示了5G在未来新型智慧城市和生态治理等领域的应用潜力。在终端方面,华为于2018年2月发布了G商用芯片“Balong 5G01”,同时支持Sub6GHz(低频)和mmWave(高频),支持SA和NSA,可实现2.3Gbps的传输速率。高通推出的X50调制解调器主要面向28GHz,Intel推出的XMM 8060 则主要面向Sub6GHz。

2、卫星通信发展现状

截止2017年底,全球在轨通信卫星数量805颗,占在轨卫星总数的45%。

典型地球同步轨道卫星移动通信系统有Inmarsat、Thuraya、TerreStar、SkyTerra等系统。已经发展到第五代的国际海事卫星(Inmarsat)系统采用Ka频段,实现了从移动通信向大容量、高带宽方向的发展,对于60cm口径地面终端可提供50Mbps接收、5Mbps发送。美国卫讯公司的Viasat是典型的宽带卫星通信系统,其Viasat-1容量140Gbps,ViaSat-2卫星容量达到300Gbps。

典型的低轨通信卫星星座,如铱星系统(Iridium),1987年由美国摩托罗拉公司提出,1998年完成由72颗低轨通信卫星组网的第一代系统建设,主要为手持移动电话用户提供全球个人通信服务,目前正在部署的下一代系统(Iridium Next),提供通信、气候变化监视、多光谱对地成像等综合业务。

近年来,互联网卫星星座的发展突飞猛进,典型的代表系统包括O3b、一网系统(OneWeb)和SpaceX计划打造的Starlink互联网星座。其主要特征包括:多采用中、低轨道,相比同步轨道卫星可以大幅度降低往返传输延时,使卫星传输的体验可以与地面光纤相媲美;采用几十甚至几百颗小卫星星座组网实现大范围覆盖,通过模块化设计大幅度降低卫星生产成本,从而降低通信资费,为用户提供平价的通信服务;多采用Ka或Ku频段,系统容量大幅度提高,例如O3b的单波束可以提供1.6Gbps的传输速率,每颗星70个波束,OneWeb单星容量5-8Gbps,系统总容量超过7Tbps,可以为0.36 m口径天线的终端提供50 Mbit/s的互联网接入服务。可以为传统互联网架设成本过于昂贵的地区提供高速宽带互联网接入服务。

我国卫星通信系统经过几十年独立自主发展,已形成一定建设规模。目前正在发展以固定业务为主的高通量卫星通信系统和以移动业务为主的卫星移动通信系统,低轨通信卫星也进入试验阶段,发展历程如图1所示。

【卫星+5G】卫星通信万贯国际官方开户与地面5G的融合初探(一)

图 1我国卫星通信系统发展历程

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