5月15日,我国首次火星探测任务天问一号探测器在火星乌托邦平原南部预选着陆区着陆,在火星上首次留下中国印迹,迈出了我国星际探测征程的重要一步。在为祖国航天事业成就欢呼雀跃的同时,笔者不禁畅想这一步在未来会产生什么样的“蝴蝶效应”,天问一号的成功或许远超出了航天的意义。
回看移动通信的发展史,通信人和航天居然有很多交集,这片“星辰大海”留下了一代代通信人的足迹,无论成功失败一直在路上。5G,6G时代,空天地海一体化迎来新的契机,基站“上天”能够带来什么样的用户体验值得期待。
历史回顾:
-1997、1998年,美国铱星公司和摩托罗拉公司合作,发射了六十六颗用于手机全球通讯的人造卫星,称作铱星。由于其通信质量、资费价格方面与陆地蜂窝网相比处于劣势,逐渐败下风来。
-2000-2014年,以“新铱星”“全球星”“轨道通信”为代表的卫星公司,其定位是对陆地通信的补充。
-2014年至今,“一网”(OnWeb)“太空探索”(SpaceX)公司开始主导卫星互联网星座建设,开始了卫星与蜂窝的互补合作,融合发展。
标准化进展
3GPP
R15 TR38.811,TR22.822主要列举了卫星相关5G用例,候选网络架构,5个非地面网络参考部署场景及传输特征和信道模型等。
R16 TR38.821,主要对非地面网络及其场景进行了描述,分析了透传、再生等不同模式对5G接入网的影响,开展了对星地网络链路层和系统级的仿真评估,提出了针对无线协议、5G接入网架构和空中接口等相关问题的解决方案。
R17,第一个NTN WI,在透明传输模式下针对NTN场景大时延,高移动性特点对随机接入,用户面定时器,广播消息设计以及移动性进行改动和增强。
R18,在刚结束的SA1#94E上,5G-advanced (5G演进)R18已经在3GPP SA1启动研究。据3GPP SA1副主席夏旭介绍,中国公司已牵头在5G+卫星、5G+人工智能、5G+智能电网等5G演进领域率先完成阶段一立项,后续会在阶段二、阶段三逐步深化标准化研制。
ITU
ITU在促进卫星与5G频率科学、合理利用方面开展了系列工作。在WRC-15上,ITU在6~84 GHz范围需开一系列关于卫星与5G的频谱共用与电磁兼容性分析。在WRC-19上,对Non-GEO投入使用规则进行了修改,要求占用特定频率的通信星座必须在14年内完成所有卫星发射。这将极大地推动空间网络的工程建设步伐,5G已有成果将发挥更大的作用。
Sat5G
该项目不仅向3GPP,ETSI等标准化组织输出成果,还研发了多个5G和卫星融合实验平台,验证了NFV,MEC等关键技术的合理性,体现了星地集成系统的优势。
产业竞争
在这轮新的竞争中,SpaceX,OneWeb,亚马逊等科技巨头相继加入。
SpaceX公司的雄心是建立一个12000颗卫星的全球宽带覆盖网络。最新消息,北京时间5月27日,SpaceX猎鹰9号火箭将第29批星链卫星成功送入轨道。至此,入轨星链卫星总数已达1737颗。
OneWeb也不甘示弱,已经发射了182颗卫星,计划2022年底前将大约650颗卫星送入轨道。
亚马逊也有类似承诺,计划发射3000多颗低地轨道卫星。
当然,发射如此多的卫星也会产生一个很严重的问题。一旦发生卫星相撞,可能会产生数百块碎片,并使它们与附近的其他卫星发生碰撞。在今年就出现过SpaceX卫星和OneWeb卫星险些发生碰撞的情况,幸好双方团队及时解决才避免了灾难的发生。由此可见,在竞争的同时,深度合作也是必不可少的。