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6G网络中的星地一体化

文|王葆葆 张秋旋 任晓航 王泼 朱荣臻

摘要：基于全球移动通信系统“使用一代、建设一代、研发一代”的发展思路，6G的研究已启航3年。本文针对6G

网络中融合地面网络（TN）和非地面网络（NTN）展开研究，分析了6G移动通信网络愿景与卫星通信特点，探讨了

星地一体化的融合网络架构研究方向，简要介绍了星地一体化的潜在技术。

关键词：TN；NTN；星地一体化；卫星

一、引言户体验速率可达到几十Gbps，相对5G有数十倍的提升；

自20世纪80年代第一代移动通信系统商用以来，实现万物互联的超高连接数密度及流量密度，每平方公

全球移动通信网络按照每十年一代的速度快速发展，在里千万至上亿连接数、每平方米可达数十Gbps的流量

近40年里，我国移动通信技术从1G至5G经历了“空白、密度；极小的空口时延，达亚毫秒级，是5G时延的十

跟随、突破、并跑、引领”的发展历程，2020年大规模分之一；还可支持1000km/h以上的移动性，最高峰值

商用的5G网络，正在实现4G网络“服务于人”至“服速率达1Tbps。此外，6G将延伸通信触角，实现空、

务垂直行业”的应用转变，与医疗、交通、教育、娱乐、天、地、海领域的全域覆盖，为全球任意地点提供通信

工业、农业、电力、城市管理与服务等社会各行业相融合，服务。但是，受地貌影响，TN在海洋、荒漠、山区、

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大幅提升各行业数字化升级转型。在5G商用如火如森林等地难以实现无缝覆盖，使得对移动通信的服务需

荼之际，6G移动通信技术已吸引世界各国学者、研究求逐渐加深的航空、林业、矿业、边防、应急通信等行

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人员的关注，我国由工信部牵头的IMT2030(6G)推进业的发展受到较大限制，为解决此问题，各国普遍将研

组于2022年7月发布的《6G典型场景和关键能力白皮究方向对准以高空飞行器、中低轨卫星为代表的NTN。

书》指出了6G发展的四大驱动力，分别为经济、社会、在1G移动通信时期，第一代TNT由摩托罗拉公司成功

环境的可持续发展及技术创新发展，这四大驱动力将为部署，名为“铱星”全球移动通信网络，可提供包括南

5G向6G的迭代升级提供源源不断的灵感与动力，推动北极在内的全球任意地点的电话通信业务。但是由于技

人们走进“泛在互联、普惠智能、多维感知、全域覆盖、术、成本、市场等因素影响，在全球通信标准竞争中，

绿色低碳、内生安全”等特征于一体的智能化未来社会。未能赢得以GSM为代表的2G通信系统，退出了民用移

其中全域覆盖是本文关注的重点，指的是6G将融合地动通信市场。在之后的三十多年，TN与NTN各自独立

面网络（TN）和非地面网络（NTN），将地面基站、中发展，直至6G全域覆盖需求的愿景提出，人们开始探

高空飞行器、卫星等各类网络节点进行星地一体化组网，索TN与NTN融合发展的技术路线，其中，卫星通信系

实现空、天、海、地网络融合，以达到全球无缝地理覆统在NTN中的地位至关重要。

盖的通信服务。在6GN