产业观察 | 发展卫星互联网要兼容5G融合6G

3月22日，中国信科集团副总经理陈山枝在“全球6G技术大会”上表示，发展卫星互联网要注重5G兼容、6G融合。以5G为基础，利用5G的规模经济，卫星通信技术能够复用5G技术，同时降低成本。从6G设计初始，就要考虑卫星和地面的融合。

陈山枝表示，5G处于从服务人到服务于行业的转型过程中，在这个过程中5G面临一些问题。在人口密集、经济发达的地方，5G蜂窝网络覆盖有经济优势；但在5G服务于垂直行业时，垂直行业需要的网络覆盖范围可能跟人口密度、经济发达程度不一定正相关。例如，输油管线需要有网络覆盖，但管线两边可能没有人。在很多地方，工业互联网、环境监控需要网络能够实现全球化覆盖。同时垂直行业应用还需要通过网络灵活定制、跨界融合，这都是5G行业应用中面临的挑战。这是5G的挑战，但是相信5G会为行业应用奠定基础，同时给6G带来前景更加广阔的应用。

而6G的应用中，数字孪生、虚拟世界、元宇宙、数字中国，以及未来的数字地球，也需要全球覆盖的网络。从6G愿景来看，一方面是面向物的连接，希望实现数字孪生和万物互联；另一方面是面向人的连接，希望承载虚拟世界和元宇宙。陈山枝认为，面向物的时候，过去的网络覆盖水平是不能满足要求的，而是需要覆盖空中、海洋、森林、沙漠、偏远地区。

在面向元宇宙应用时，如果每个人在元宇宙中都要有极致的体验，可能网络传输速度要达到GB甚至TB，而且时延要很低。所以，面向物和面向人的两种接入需求是互相矛盾的。一个是需要单卫星覆盖上百公里甚至上千公里，另一个是提高单用户体验需要覆盖半径只有几十米。“卫星通信实际上很多是无效覆盖，而蜂窝网络会根据一个地方的人口密集、流量需求做覆盖。”陈山枝表示，“所以6G有两个标志：星地融合和以用户为中心。”

从星地融合来看，卫星和地面通信有很大差异，两者的无线传播特性不同是。一是卫星高速移动带来的很多问题；二是卫星的传播距离和时延对于星号波形、传输影响；三是网络架构问题，尤其是从地面通信的平面架构到空间的三维立体架构如何建；四是高低轨卫星之间的干扰问题。陈山枝认为，要解决这些问题需要从通信的基础性问题着手，包括信道建模、链路和系统评估方案、链路预算、频率复用、网络架构等问题。同时也要考虑物理层的关键技术和物理层之上更高层的关键技术，包括人工智能技术的引入。

“星地融合的网络架构、星地融合的组网技术、星地融合的无线传输、星地融合的频率管理都会成为研究方向。”陈山枝说，“特别重要的是频率管理，频率是稀缺资源，给予地面移动通信的频率只覆盖了地球表面积的6%，在森林、沙漠没有任何覆盖，未来随着技术的进步、应用的发展，频率管制的政策也会发生变化。”

陈山枝建议，发展卫星互联网要注重5G兼容、6G融合。以5G为基础，利用5G的规模经济，卫星通信技术能够复用5G技术，同时降低成本。因为5G一开始设计时并没有考虑卫星通信，现在要依靠它，只有依赖于5G的核心技术去改进、去适应卫星通信，所以，现在3GPP、5GNTN正在制定相关标准。陈山枝建议，从6G设计初始，就要考虑卫星和地面的融合，可以做出来一个空口的参数集，用户从地面网络切换到卫星网络时无感知，在国外漫游时从一个运营商切换到另一个运营商也无感知。