空天地海一體化協(xié)同路由方案研究

劉丹丹，朱斌，胡悅，林琳，王澤林，王光全（.中訊郵電咨詢?cè)O(shè)計(jì)院有限公司，北京 00048；.中國(guó)聯(lián)通研究院，北京 00048）

0 前言

2020 年國(guó)家將5G 網(wǎng)絡(luò)和衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)共同納入“新基建”范疇，天地一體化成為未來(lái)信息基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展的趨勢(shì)。如何高效利用高中低軌衛(wèi)星資源并充分發(fā)揮其廣覆蓋、高帶寬和低時(shí)延等優(yōu)勢(shì)，解決星地融合網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)高動(dòng)態(tài)、服務(wù)自成體系、平臺(tái)異構(gòu)互操作難等關(guān)鍵問(wèn)題是運(yùn)營(yíng)商面臨的挑戰(zhàn)。需重點(diǎn)開(kāi)展對(duì)于海上漁船、離岸海島與地面網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通和有機(jī)聯(lián)動(dòng)的研究，以提升運(yùn)營(yíng)商覆蓋范圍以及全時(shí)全域服務(wù)能力，發(fā)揮中國(guó)海洋大國(guó)優(yōu)勢(shì)。

本文主要對(duì)星地融合網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究，重點(diǎn)針對(duì)空天地海一體化場(chǎng)景下的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、高低軌多維路由協(xié)同等關(guān)鍵問(wèn)題開(kāi)展技術(shù)攻關(guān)，將不同軌道類型衛(wèi)星資源與運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)資源有效結(jié)合，以陸地應(yīng)急車和海洋漁政船為代表場(chǎng)景，提出針對(duì)性解決方案，同時(shí)滿足通信服務(wù)邊界拓展需求和航天新業(yè)務(wù)應(yīng)用訴求，加速推進(jìn)2個(gè)行業(yè)深度融合，衍生多樣態(tài)融合應(yīng)用場(chǎng)景，充分發(fā)揮空天地海一體化網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢(shì)。

1 星地融合發(fā)展問(wèn)題

1.1 星地融合發(fā)展趨勢(shì)

國(guó)內(nèi)外針對(duì)天地一體網(wǎng)絡(luò)的研究重點(diǎn)關(guān)注5G/6G+衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)融合層面，隨著衛(wèi)星技術(shù)快速發(fā)展，衛(wèi)星通信在速率和時(shí)延等指標(biāo)上可滿足5G 業(yè)務(wù)部分場(chǎng)景的基本需求，3GPP 非地面網(wǎng)絡(luò)（Non-terrestrial networks，NTN）針對(duì)衛(wèi)星通信場(chǎng)景距離遠(yuǎn)、移動(dòng)快、覆蓋廣帶來(lái)的問(wèn)題進(jìn)行空口協(xié)議增強(qiáng)，支持衛(wèi)星中繼和手機(jī)直連衛(wèi)星等多種場(chǎng)景。2022 年6 月5G 標(biāo)準(zhǔn)R17 版凍結(jié)，標(biāo)志著基礎(chǔ)版本階段工作的完成，其中R15定義了NTN 的信道模型和12 種衛(wèi)星通信潛在用例，R16 研究了NTN 的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和解決方案，R17 面向GEO/MEO/LEO 等場(chǎng)景、短信/語(yǔ)音/窄帶/寬帶等多種業(yè)務(wù)、支持L/S 等頻段開(kāi)展手機(jī)直連、透?jìng)髂Ｊ?、星地異頻等進(jìn)行研究，R18 面向更多頻段、業(yè)務(wù)類型開(kāi)展移動(dòng)性、覆蓋增強(qiáng)等技術(shù)研究。NTN 技術(shù)在一定程度上讓地面蜂窩網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)“通天”能力，能夠與衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)融合打造立體式的廣覆蓋。

因此，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)與地面通信網(wǎng)絡(luò)在技術(shù)層面已具備融合的基礎(chǔ)條件，進(jìn)一步可通過(guò)構(gòu)建架構(gòu)、功能、流程一體化的天地一體網(wǎng)絡(luò)，分階段實(shí)現(xiàn)覆蓋融合、業(yè)務(wù)融合、體制融合和系統(tǒng)融合。在提高網(wǎng)絡(luò)資源利用率的同時(shí)，為用戶提供全球全域無(wú)縫連接、業(yè)務(wù)連續(xù)性和通信服務(wù)保障，使能豐富多樣的通信業(yè)務(wù)和應(yīng)用。

1.2 協(xié)同發(fā)展面臨問(wèn)題

在衛(wèi)星技術(shù)方面，國(guó)內(nèi)占主導(dǎo)地位的仍然是高軌（地球同步軌道）衛(wèi)星，其具備廣覆蓋特性，除高緯度地區(qū)外，已能滿足絕大多數(shù)地區(qū)的覆蓋需求，但由于其軌道高且數(shù)量有限，提供整體帶寬有限，且時(shí)延相對(duì)較大（一般在600 ms 以上）。近年來(lái)，大規(guī)模低軌衛(wèi)星星座技術(shù)發(fā)展方興未艾，低軌衛(wèi)星有傳播時(shí)延低（通常小于50 ms）、系統(tǒng)容量大（單星容量約10～20 Gbit/s）和全球覆蓋廣等特點(diǎn)，但在實(shí)際組網(wǎng)和實(shí)施層面存在一定難度，特別是我國(guó)目前在未規(guī)模化組成星座系統(tǒng)、星間鏈路和地面信關(guān)站未相應(yīng)批量部署前，低軌衛(wèi)星系統(tǒng)所覆蓋區(qū)域范圍、有效使用時(shí)間等都面臨資源受限問(wèn)題。當(dāng)前階段，高中低軌衛(wèi)星都難以獨(dú)自承擔(dān)天地一體化網(wǎng)絡(luò)中天基網(wǎng)絡(luò)的重任。

在業(yè)務(wù)應(yīng)用及體驗(yàn)方面，地基網(wǎng)絡(luò)與天基網(wǎng)絡(luò)互為補(bǔ)充，但2個(gè)系統(tǒng)真正融合還面臨組網(wǎng)架構(gòu)、協(xié)議一致性、融合應(yīng)用以及運(yùn)營(yíng)管理等多方面問(wèn)題。

a）地基和天基系統(tǒng)短期內(nèi)難以實(shí)現(xiàn)融合。從固定、移動(dòng)和衛(wèi)星融合接入角度看，天基網(wǎng)絡(luò)初期仍采用DVB 等協(xié)議，與3GPP 協(xié)議體系相對(duì)獨(dú)立發(fā)展，未有效發(fā)揮融合優(yōu)勢(shì)。

b）從覆蓋角度衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)與5G 地面網(wǎng)絡(luò)高度互補(bǔ)，但應(yīng)用層面缺乏相應(yīng)的優(yōu)化方案。衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍廣且容災(zāi)能力強(qiáng)，但受地面氣候環(huán)境和建筑物影響較大，系統(tǒng)容量及速率低于地面網(wǎng)絡(luò)；地面網(wǎng)絡(luò)在海洋、山區(qū)、高空等偏遠(yuǎn)場(chǎng)景覆蓋較差，存在業(yè)務(wù)連續(xù)性和泛在接入不足等問(wèn)題。

c）受衛(wèi)星用戶站、終端形態(tài)和頻段制式等影響，2個(gè)系統(tǒng)缺乏深度融合應(yīng)用。衛(wèi)星頻段（Ku/Ka 等）、成本（低軌約是高軌的1/5）不同，對(duì)衛(wèi)星用戶站影響較大，各制式在不同時(shí)間、地點(diǎn)所提供資費(fèi)存在差異，同時(shí)連接不同系統(tǒng)存在一定困難。

因此，在2個(gè)系統(tǒng)真正融合前，應(yīng)結(jié)合高中低軌道衛(wèi)星不同特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，先解決業(yè)務(wù)層面靈活可用問(wèn)題。從實(shí)際應(yīng)用角度出發(fā)，屏蔽部分不兼容問(wèn)題，通過(guò)業(yè)務(wù)嵌套促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)融合，使5G網(wǎng)絡(luò)信令和媒體能夠靈活地通過(guò)不同衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)傳輸，將衛(wèi)星傳輸網(wǎng)絡(luò)嵌套在5G 核心網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，結(jié)合衛(wèi)星拓?fù)鋾r(shí)變特點(diǎn)，依據(jù)時(shí)間段、業(yè)務(wù)類型、資費(fèi)等條件，實(shí)現(xiàn)“5G/6G+衛(wèi)星”協(xié)同的路由方案。

1.3 星地融合通信應(yīng)用場(chǎng)景

空天地一體（星地融合）重點(diǎn)滿足偏遠(yuǎn)地區(qū)和海洋等應(yīng)用場(chǎng)景，用戶可通過(guò)“手機(jī)直連衛(wèi)星”或“衛(wèi)星中繼”方式進(jìn)行通信。衛(wèi)星通信作為覆蓋補(bǔ)充和應(yīng)急通信備份及特定場(chǎng)景，滿足“線+點(diǎn)”覆蓋、高低空、用戶區(qū)域集中和隨機(jī)分散接入等需求。星地融合通信應(yīng)用場(chǎng)景如圖1所示。

圖1 星地融合通信應(yīng)用場(chǎng)景圖

如圖2 所示，星地融合泛在接入場(chǎng)景依據(jù)連接方式可以分為兩大類。

圖2 星地融合泛在接入分類場(chǎng)景圖

方式1：手機(jī)直連衛(wèi)星方案，即手機(jī)直接與衛(wèi)星連接進(jìn)行通信，并可進(jìn)一步劃分為雙模方案（互通）和星地融合方案（3GPP NTN方案等）。

方式2：衛(wèi)星中繼方案，即手機(jī)間接通過(guò)Wi-Fi 或4G/5G基站，采用衛(wèi)星中繼連接衛(wèi)星進(jìn)行通信。

從發(fā)展角度來(lái)看，衛(wèi)星與地面網(wǎng)絡(luò)融合可提高傳統(tǒng)移動(dòng)通信范圍，增強(qiáng)覆蓋能力，但是需注意的是任何覆蓋能力都是建立在有容量要求的前提下，而且無(wú)論是固定/移動(dòng)/衛(wèi)星接入的覆蓋，都應(yīng)是有明確網(wǎng)絡(luò)容量指標(biāo)下的覆蓋。從技術(shù)應(yīng)用的角度來(lái)看，未來(lái)衛(wèi)星的行業(yè)應(yīng)用將成為主要市場(chǎng)，衛(wèi)星中繼方式相比手機(jī)直連方式提供業(yè)務(wù)種類更豐富，且更具有落地應(yīng)用價(jià)值，但是該方式下還存在體制兼容、業(yè)務(wù)協(xié)同路由、媒體合流分流、控制與媒體分離、覆蓋和非覆蓋區(qū)域靈活平滑切換等問(wèn)題。因此，本文后續(xù)重點(diǎn)探討基站+衛(wèi)星中繼方式的方案、網(wǎng)元及功能要求和業(yè)務(wù)場(chǎng)景，為星地融合的應(yīng)用落地提供技術(shù)參考。

2 空天地海協(xié)同方案

2.1 星地融合協(xié)同方案

布局空天地一體化網(wǎng)絡(luò)，目前還存在不同層面的短板，亟需對(duì)網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)進(jìn)行梳理，提煉出核心關(guān)鍵技術(shù)、業(yè)務(wù)發(fā)展模式及標(biāo)桿產(chǎn)品，通過(guò)系統(tǒng)性的基礎(chǔ)和應(yīng)用研究攻克技術(shù)、應(yīng)用模式、發(fā)展路徑等領(lǐng)域難關(guān)。

針對(duì)協(xié)同發(fā)展面臨的系列問(wèn)題，當(dāng)前階段須利用好衛(wèi)星資源與5G 網(wǎng)絡(luò)協(xié)同，以運(yùn)營(yíng)商業(yè)務(wù)應(yīng)用為觸點(diǎn)，使用地理空間、服務(wù)時(shí)間以及可利用衛(wèi)星帶寬等資源，提升業(yè)務(wù)能力。通過(guò)新引入衛(wèi)星協(xié)同網(wǎng)關(guān)和星地策略管理平臺(tái)，根據(jù)業(yè)務(wù)需求，實(shí)現(xiàn)在特定場(chǎng)景下，用戶在運(yùn)營(yíng)商不同信號(hào)覆蓋下的自由切換和不同軌道衛(wèi)星的自由選擇，達(dá)到按需合理分配的目標(biāo)。

通過(guò)本地靜態(tài)預(yù)設(shè)或遠(yuǎn)程動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)設(shè)置方式完成業(yè)務(wù)選路等功能配置和優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)與不同軌道衛(wèi)星協(xié)同選路。主要特點(diǎn)如下：

a）信令媒體分離：用戶的上行業(yè)務(wù)（用戶）面與控制（信令）面數(shù)據(jù)自由分離能力。

b）媒體合流分流：上行業(yè)務(wù)（用戶）面數(shù)據(jù)傳輸多路分流并在地面合流的策略。

c）業(yè)務(wù)協(xié)同路由：基于衛(wèi)星定位的就近選路及遠(yuǎn)程控制策略。

d）靈活平滑切換：可用高軌全時(shí)全域衛(wèi)星資源傳輸信令數(shù)據(jù)，大帶寬衛(wèi)星（低軌或高通量）優(yōu)先傳輸業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，當(dāng)單個(gè)衛(wèi)星資源不可用時(shí)，可檢測(cè)并平滑切換至天基其他穩(wěn)定衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)資源傳輸，保障應(yīng)急通信等業(yè)務(wù)的穩(wěn)定性和功能性。

基于5G 協(xié)同策略應(yīng)用的星地融合網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)架構(gòu)由用戶側(cè)、衛(wèi)星側(cè)、陸地側(cè)構(gòu)成，如圖3所示。

圖3 基于5G協(xié)同策略應(yīng)用融合系統(tǒng)架構(gòu)

a）用戶側(cè)。部署在用戶服務(wù)區(qū)域（如車輛、艦船、飛機(jī)等）部分，包括用戶終端、用戶基站（5G 微/小基站）、衛(wèi)星協(xié)同網(wǎng)關(guān)、高/中/低軌衛(wèi)星用戶站。其中：（a）用戶終端。用戶使用業(yè)務(wù)的操作實(shí)體。

（b）用戶基站。5G 微/小基站（行進(jìn)式基站）用來(lái)發(fā)射5G移動(dòng)信號(hào)并能夠接收控制信息。

（c）衛(wèi)星協(xié)同網(wǎng)關(guān)。一方面可以直接或間接接收來(lái)自業(yè)務(wù)協(xié)同管理平臺(tái)的信息，通過(guò)與5G小基站的接口控制小基站的發(fā)射功率；另一方面可以依據(jù)策略控制用戶側(cè)信令、媒體數(shù)據(jù)的路由指向。

（d）衛(wèi)星用戶站。實(shí)現(xiàn)用戶側(cè)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)信號(hào)發(fā)射與接收的設(shè)備。

b）衛(wèi)星側(cè)。衛(wèi)星資源的空間段部分，即太空中接收和轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的高中低軌衛(wèi)星。

c）地面?zhèn)?。星地融合網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)控制、實(shí)現(xiàn)以及與其他網(wǎng)絡(luò)互通的核心部分，包括高/中/低軌衛(wèi)星信關(guān)站、星地策略管理平臺(tái)、運(yùn)營(yíng)商5G核心網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)等。

（a）衛(wèi)星信關(guān)站。實(shí)現(xiàn)對(duì)衛(wèi)星信號(hào)發(fā)射和接收。

（b）運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)。實(shí)現(xiàn)5G業(yè)務(wù)的管理和控制。

（c）星地策略管理平臺(tái)。統(tǒng)籌管理，配置不同鏈路（高中低軌不同接入方式）資費(fèi)等信息，通過(guò)測(cè)控中心獲取用戶站（基帶）接入質(zhì)量、定位位置等信息，與用戶側(cè)聯(lián)動(dòng)便于衛(wèi)星協(xié)同網(wǎng)關(guān)判斷決策。

2.2 網(wǎng)元及功能要求

空天地海一體化協(xié)同路由方案，“基站+衛(wèi)星中繼”方式下為支持終端在有無(wú)信號(hào)覆蓋區(qū)域自由切換，實(shí)現(xiàn)基于業(yè)務(wù)策略的高中軌不同軌道衛(wèi)星路由選擇，要求如下：

a）依據(jù)地理位置和信號(hào)強(qiáng)弱等多種方式支持終端在宏網(wǎng)與無(wú)宏網(wǎng)信號(hào)覆蓋區(qū)域自由切換，并能夠主動(dòng)控制信號(hào)強(qiáng)弱；可設(shè)置靈活5G 地理位置圍欄，控制弱或無(wú)覆蓋區(qū)域位置信息等獲取頻次。

b）具備在高中軌等不同軌道衛(wèi)星內(nèi)部及之間自由選擇和切換的能力。

c）支持信令和媒體分離的多通路傳輸，以及信令、媒體單或多通路傳輸數(shù)據(jù)的完整性。

從網(wǎng)元功能角度，對(duì)基站、衛(wèi)星協(xié)同網(wǎng)關(guān)和星地策略管理平臺(tái)有如下相應(yīng)功能要求。

a）用戶基站。具備增強(qiáng)功能，接收外部設(shè)備（衛(wèi)星協(xié)同網(wǎng)關(guān)）控制自身的信號(hào)發(fā)射功率（增強(qiáng)、減弱或關(guān)閉信號(hào)）。

b）衛(wèi)星協(xié)同網(wǎng)關(guān)。新增功能模塊，獨(dú)立設(shè)置或與其他網(wǎng)元合設(shè)（如UPF等）。

（a）通過(guò)與平臺(tái)接口直接或間接獲取星地策略管理平臺(tái)相關(guān)信息，包括衛(wèi)星類型、可用時(shí)段、靜態(tài)/實(shí)時(shí)、通信質(zhì)量及資費(fèi)等。

（b）通過(guò)與基站接口直接或間接控制基站信號(hào)功率，依據(jù)條件包括地理位置（定位）或業(yè)務(wù)等條件（業(yè)務(wù)選擇）控制基站信號(hào)（打開(kāi)、關(guān)閉、增強(qiáng)或減弱等操作）。

（c）依據(jù)控制策略配置用戶側(cè)信令、媒體數(shù)據(jù)路由指向，支持信令和媒體分離的多通路傳輸，以及信令、媒體單或多通路傳輸數(shù)據(jù)完整性（支持自適應(yīng)分流/聚合功能），控制策略根據(jù)衛(wèi)星類型、可用時(shí)段、靜態(tài)/實(shí)時(shí)、通信質(zhì)量及資費(fèi)等顆粒度設(shè)置。

c）星地策略管理平臺(tái)。新增功能模塊。

（a）通過(guò)衛(wèi)星管理或測(cè)控中心直接或間接獲取衛(wèi)星資源相關(guān)信息，包括高中低軌對(duì)應(yīng)用戶站的接入質(zhì)量、位置等信息。

（b）通過(guò)衛(wèi)星協(xié)同網(wǎng)關(guān)直接或間接傳送相關(guān)策略信息，統(tǒng)籌管理衛(wèi)星協(xié)同網(wǎng)關(guān)上的靜態(tài)或動(dòng)態(tài)路由策略。

（c）與協(xié)同網(wǎng)關(guān)配合，實(shí)現(xiàn)多通路傳輸數(shù)據(jù)完整性（支持自適應(yīng)分流/聚合功能）。

2.3 關(guān)鍵業(yè)務(wù)場(chǎng)景

2.3.1 宏網(wǎng)覆蓋與無(wú)覆蓋區(qū)域的切換

實(shí)現(xiàn)宏網(wǎng)覆蓋區(qū)域至無(wú)覆蓋區(qū)域（衛(wèi)星覆蓋范圍）的自由切換關(guān)鍵業(yè)務(wù)流程的核心思路：依據(jù)地理位置或業(yè)務(wù)策略控制基站發(fā)射功率，實(shí)現(xiàn)終端從宏網(wǎng)與無(wú)宏網(wǎng)信號(hào)覆蓋區(qū)域自由切換。宏網(wǎng)覆蓋與衛(wèi)星覆蓋自由切換如圖4所示。

圖4 宏網(wǎng)覆蓋與衛(wèi)星覆蓋自由切換示意

2.3.2 衛(wèi)星軌道路由資源的靈活選擇

實(shí)現(xiàn)無(wú)宏網(wǎng)信號(hào)覆蓋區(qū)域高中低軌衛(wèi)星資源的策略選擇與自由切換關(guān)鍵流程如圖5所示。不同軌道衛(wèi)星承載5G網(wǎng)絡(luò)內(nèi)外部的信令和媒體時(shí)，需要注意如下幾點(diǎn)。

圖5 衛(wèi)星覆蓋區(qū)域利用不同軌道傳輸鏈路組網(wǎng)示意

a）信令數(shù)據(jù)流。選擇質(zhì)量較好、能夠提供7×24 h消息服務(wù)的衛(wèi)星系統(tǒng)。

b）媒體數(shù)據(jù)流。依據(jù)不同衛(wèi)星資源的可用時(shí)間段、業(yè)務(wù)類型、資費(fèi)條件、信號(hào)質(zhì)量等參數(shù)，靈活選擇不同路由方式、不同衛(wèi)星接入方式以及媒體出口。

可提供的資源配置表格舉例如表1所示。

表1 資源配置表格舉例

場(chǎng)景1：初始注冊(cè)場(chǎng)景。

通常情況下，某個(gè)衛(wèi)星資源穩(wěn)定，滿足7×24h實(shí)時(shí)在線需求，則配置為信令鏈路常用衛(wèi)星資源，若存在多個(gè)穩(wěn)定的衛(wèi)星資源，可以通過(guò)衛(wèi)星協(xié)同網(wǎng)關(guān)靈活調(diào)整。

信令數(shù)據(jù)鏈路路由為用戶手機(jī)→5G 微（?。┗尽l(wèi)星用戶站→衛(wèi)星（星座）→信關(guān)站→5G核心網(wǎng)。

場(chǎng)景2：?jiǎn)螛I(yè)務(wù)切換場(chǎng)景。

完成信令注冊(cè)后，用戶可正常使用業(yè)務(wù)。業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流（用戶通常發(fā)起語(yǔ)音、視頻或上網(wǎng)類業(yè)務(wù)）通過(guò)單條衛(wèi)星鏈路（例如衛(wèi)星用戶站B→衛(wèi)星B 系統(tǒng)→信關(guān)站B）訪問(wèn)5G核心網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)。如圖6所示，若衛(wèi)星鏈路存在多條鏈路可選時(shí)，用戶可隨時(shí)切換至新選衛(wèi)星鏈路（例如鏈路C）開(kāi)展后續(xù)業(yè)務(wù)。

圖6 單衛(wèi)星鏈路依據(jù)資費(fèi)路由切換示意

場(chǎng)景3：業(yè)務(wù)多通路場(chǎng)景。

業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流（用戶通常發(fā)起語(yǔ)音、視頻或上網(wǎng)類業(yè)務(wù)）的不同業(yè)務(wù)可以通過(guò)不同路徑的衛(wèi)星鏈路訪問(wèn)5G 核心網(wǎng)/互聯(lián)網(wǎng)，如圖7 所示，例如語(yǔ)音通話業(yè)務(wù)需要低時(shí)延鏈路（例如鏈路D），上網(wǎng)進(jìn)行視頻點(diǎn)播業(yè)務(wù)需高帶寬低資費(fèi)情況下（例如鏈路E）訪問(wèn)5G 核心網(wǎng)/互聯(lián)網(wǎng)。用戶存在同時(shí)訪問(wèn)多條鏈路（例如鏈路D 和E）開(kāi)展后續(xù)業(yè)務(wù)的需求。同時(shí)由于傳輸效率或帶寬的考慮，單類型業(yè)務(wù)可以選擇多條衛(wèi)星鏈路通道進(jìn)行業(yè)務(wù)傳輸，即同一數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)可拆分通過(guò)多條鏈路傳輸（鏈路D 和E等）并在地面?zhèn)韧ㄟ^(guò)星地策略管理平臺(tái)協(xié)助重新聚合，如圖8所示。

圖7 單衛(wèi)星鏈路至多衛(wèi)星鏈路切換示意

圖8 單業(yè)務(wù)至多業(yè)務(wù)衛(wèi)星鏈路切換前后示意

3 總結(jié)及展望

在需求的推動(dòng)下，衛(wèi)星通信系統(tǒng)與地面通信系統(tǒng)深度融合，地面移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)+衛(wèi)星通信融合應(yīng)用成為未來(lái)通信業(yè)務(wù)的重要發(fā)展方向。本文主要介紹當(dāng)前階段“基站+衛(wèi)星中繼”方式下充分利用高低軌不同衛(wèi)星鏈路作為傳輸通路，嵌入5G 網(wǎng)絡(luò)內(nèi)深度融合，滿足廣覆蓋等需求。后續(xù)針對(duì)星地融合，還應(yīng)該開(kāi)展如下研究。

a）網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)突破。構(gòu)建“業(yè)務(wù)精準(zhǔn)匹配、海陸泛在機(jī)動(dòng)接入、高低空多維協(xié)同”的高質(zhì)量融合應(yīng)急保障架構(gòu)，結(jié)合衛(wèi)星資源驗(yàn)證。

b）標(biāo)準(zhǔn)體系演進(jìn)。完善“5G+衛(wèi)星”融合架構(gòu)中手機(jī)直連衛(wèi)星方案、自由空間光通信協(xié)同應(yīng)用、空口資源管理等方案，面向6G推進(jìn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化。

c）靈活解決方案。結(jié)合以陸地應(yīng)急車和海洋漁政船為代表的應(yīng)急場(chǎng)景，形成針對(duì)性方案，發(fā)揮星地結(jié)合定位和邊緣計(jì)算MEC 等優(yōu)勢(shì)，解決融合應(yīng)用痛點(diǎn)問(wèn)題。

d）研發(fā)周邊產(chǎn)品。研發(fā)匹配的應(yīng)急通信專用融合站、協(xié)同管理網(wǎng)關(guān)及平臺(tái)、協(xié)同泛接入產(chǎn)品等。

總之，對(duì)我國(guó)而言，加速空天地融合應(yīng)用產(chǎn)業(yè)布局，利用5G等地面網(wǎng)絡(luò)已有產(chǎn)業(yè)鏈成果及網(wǎng)絡(luò)建設(shè)資源，融合衛(wèi)星互聯(lián)場(chǎng)景，為廣域范圍內(nèi)用戶隨時(shí)、隨地、無(wú)縫漫游提供地面移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)及衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)融合業(yè)務(wù)，將地面移動(dòng)業(yè)務(wù)從陸地通信服務(wù)全面向“海、陸、空”通信服務(wù)領(lǐng)域與市場(chǎng)拓展，真正實(shí)現(xiàn)“廣域萬(wàn)物智聯(lián)”和“全球隨遇接入”的空天地海一體化網(wǎng)絡(luò)功能。