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国际天地融合的卫星通信标准进展与分析

近年来，信息技术发展突飞猛进，该技术的应用正在进一步影响

人类社会发展的方向。信息通信网络也在从固定网络走向移动网络，

从地面、天空互相孤立的网络走向天地融合网络。天地融合网络将人

类活动拓展至空间、远海乃至深空的重大信息基础设施。它将实现天

基网络与地基网络的深度融合，以信息的传输与交换为基础，处理与

应用为核心，支持未来全空间探索和开发利用。天地融合网络可适应

经济、社会发展方式转变和信息技术发展的需求，是信息技术、信息

产业、信息网络和信息化发展的重点、焦点和方向。在此背景下，本

文首先分析了天地融合卫星标准在国际标准化组织的发展历程、体系

架构，然后分析了现有的标准成果及其主要研究内容，最后对天地融

合卫星通信标准后续发展中的关键问题进行了探讨。

一、引言

天地融合信息网络作为信息化发展的重要基础设施，对拓展国家

利益、维护国家安全、保障国计民生、促进经济发展具有重大意义。

目前，一场由技术革新和商业资本驱动的天地融合发展浪潮正席卷全

球。世界多国均将天地融合视为重要发展战略，美英等国相继发布天

地融合网络建设计划，加紧开展全球布局，构建天地融合低轨星座抢

占发展先机。我国也大力推动天地融合系统发展，诸多企业与科研机

构投入到天地融合星座的研究与设计中。本文针对目前天地融合网络

的发展现状与研究方向，分别对3GPP和ITU两个标准组织的卫星通

信标准研究历程进行了研究，分析了其中天地融合卫星标准的研究现

状和主要研究内容，并对标准研究后续的关键问题进行了探讨。

二、ITU天地融合卫星标准情况

1、ITU组织架构

国际电信联盟（InternationalTelecommunicationUnion，ITU）

是主管信息通信技术事务的联合国机构，负责分配和管理全球无线电

频谱与卫星轨道资源，制定全球电信标准，向发展中国家提供电信援

助，促进全球电信发展。ITU主要包括无线电通信部门（ITU-R）、电

信标准化部门（ITU-T）以及电信发展部门（ITU-D）3个部门。3个

部门各由多个研究组（SG）组成，每个研究组又包含了若干个工作组

（WP），每个工作组制定出技术方案后，通过世界无线电通信大会

（WRC）对技术方案进行决策（见图1）。

图1ITU标准组织架构图

其中，WP4B组的研究方向为FSS、BSS和MSS系统的空中接口、

性能和适用场景等相关内容，ITU中关于国际天地融合标准主要在该工

作组中开展。

2、ITU标准进展

ITU-RM.2083建议书在“IMT愿景——2020年及以后IMT未

来发展的框架和总体目标”中提出了“下一代移动通信网应满足用户

能随时随地访问服务”的需求。针对上述需求，在卫星接入技术领域

开展了ITU-RM.[NGAT_SAT]标准的研究，标准成果必威体育精装版文件在2018

年3月完成，其中对5G卫星网络的应用场景、网络结构、关键技术等

内容进行了定义和分析。但目前标准尚未定稿，预期ITU-

RM.[NGAT_SAT]报告的发布将为下一代移动通信和天地融合产业建立

基本规范，指导通信技术的研究与实际终端设备的研发，为国际其它

标准化组织规划基本路线。

3、标准研究内容

（1）卫星网络的功能和应用

标准中对卫星网络的业务能力进行了定义，卫星能够覆盖广泛区

域，具有高吞吐能力，可以实现的功能包括：第一是可扩展性，通过

在其广泛的覆盖范围，利用卫星多播功能，同时尽可能靠近终端用户

的云中进行本地缓存，可以获得重要的“统计复用优势”，从而可以

更高效地使用系统带宽，提供更多可靠的服务；其次，由于卫星地面

站可以快速部署、连接方便，可用于连接城市、村庄、企业和家庭，

为其提供相对可靠的服务质量。此外，卫星网络更健壮、更稳定，能

够抵御物理攻击和自然灾害，这一特性为安全通信提供了解决方案。

标准其中定义卫星网络覆盖的业务类型包括：视频业务（包括卫

星多播和数据缓存等）；导航、天气、交通和其他环境数据传输；传

感器设备、机器通信和自动驾驶汽车等物联网（IoT）相关数据传输；

移动平台通信（如飞机的飞行中连接、用于船舶和火车的宽带服务

等）。考虑到卫星网络的特性，卫星