2023天地一体融合通信愿景白皮书

今天分享的是【2023天地一体融合通信愿景白皮书】 报告出品方：中国联通

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(1)天地一体发展需求

近年来，低轨（LEO）卫星互联网的迅猛发展，不仅对传统卫星通信产生了巨大的冲击，还对传统地面移动通信技术的发展提出了新的挑战。宽带卫星互联网融合卫星网络和地面网络，已经成为无线通信领域的新焦点和新赛道。为了应对低轨宽带卫星互联网的国际竞争，也为了在后续卫星互联网发展占频保轨，我国在积极推动天地一体加速发展。

从技术发展上看，卫星制造、卫星发射和卫星通信技术的迅速发展，为天地一体的发展准备了条件。首先，卫星制造技术和卫星发射技术，如一箭多星、火箭回收等，极大降低了卫星制造和卫星发射技术的成本，为建设大规模低轨卫星星座提供了有力支撑。其次，星上处理、星间链路和相控阵等先进的卫星通信技术则为终端直联卫星实现宽带通信提供了技术基础。最后，3GPP等标准组织针对卫星通信特点进行了时频同步和移动性等研究，制定了一系列的解决方案逐步推进地面网络和卫星网络形成深度融合。

(2)天地一体化的发展现状

海外低轨卫星互联网应用已初具规模。当前以SpaceX、ASTSpaceMobile和Lynk为代表的卫星公司，纷纷部署低轨卫星互联网建设，并积极探索手机直连，与多个国家和地区的移动运营商建立合作伙伴关系。SpaceX与美国的T-Mobile、澳大利亚Optus等运营商合作，推出星链直连手机业务；ASTSpaceMobile公司与美国AT&T运营商合作，通过使用BlueWalker3卫星，实现双向语音通话；Lynk已与全球30多个移动通信运营商签订了手机直连卫星服务商业协议。

除运营商以外，地面终端产业链也在积极推动卫星应用。苹果公司与GlobalStar合作，为iPhone14系列、15系列提供紧急SOS技术；高通也宣布与铱星合作，为智能手机提供卫星服务。

(3)应用场景和发展预测

应急救灾场景

应急救灾是最为刚性的应用场景之一。天地一体网络利用空天的独立通信和抗毁能力，不依赖地面通信网络和电力系统而独立工作，在应急救灾领域具有不可替代的独特优势。传统应急救灾场景主要包括为应急部门提供应急通信、灾害预警、救援等。随着低轨星座部署及终端直连技术的发展，应急通信服务对象有望从B端转向C端用户，网络通信容量的不断提升将更好的支持高并发场景的个人应急通信场景实现。2022年全国受灾1.12亿人次，约占总人口的10%，按应急通信服务费和渗透率估算，个人客户应急通信市场规模可达140亿元/年。

大型交通工具场景

大型交通工具场景主要是在民航客机、远洋游轮、国际列车等交通工具上借助天地一体网络的全球无缝覆盖特性，让舱内用户无论在天上、海里、深山中都能随时随地通过WiFi接入享受通信服务，保障用户服务连续性；随着手机直连卫星技术的成熟，实现舱内与地面通信一样的服务体验。数据显示，目前我国民航机载WIFI普及率仅为5%，商业化运营大有可为。2022年底，我国民航飞机架数为4165架，预计到2030年以机载WiFi渗透率和每架飞机流量费估算，机载通信费用规模有望超20亿元/年。再加上远洋游轮、国际列车等卫星通信场景，大型交通工具通信需求有望为运营商带来约百亿级市场增量。

(4)标准研究现状

—3GPP

3GPP是5G标准化组织，聚焦于5G地面移动技术和卫星通信系统的融合，开展NTN标准化的研究，把卫星通信纳入5G网络，解决5G空口支持NTN的关键问题。3GPPR14正式启动对NTN（nonterrestrialnetwork，非地面网络）的研究，R14版本的TS22.261中，将卫星作为5G接入技术的一个分支，探讨卫星在5G系统的应用。R15定义了NTN网络部署场景及信道模型，评估了卫星相关接入网协议和架构，并在SA2定义了卫星接入5G网络的3类用例，即连续服务、泛在服务和扩展服务。R16在RAN1/RAN2/RAN3研究NR支持非地面网络的解决方案，包括架构、物理层设计和高层协议。R17版本发布5GNTN第一个标准规范，制定基于新空口技术的终端与卫星直接通信技术，重点研究在透明转发网络架构下的终端直连技术；包括IoTNTN和NRNTN两个工作组，IoTNTN侧重支持卫星物联网业务，NRNTN则研究5GNR框架下的手机直连，提供低速率数据服务和语音服务。R18阶段，3GPP进一步对NTN增强技术进行研究，研究内容包含UE位置管理、移动性增强、覆盖增强、UPF上星等。基站与核心网上天的星上处理、跳波束等技术将在R19进一步研究，面向6G统一空口体制的研究也将在后续阶段逐步展开。

—SaT5G

SaT5G成立于2017年，成员单位涉及卫星行业生产厂家、运营商和高校，包括AVA、SES、空客、iDirect、BT、萨里大学等16家单位，重点研究卫星网络体系架构、关键技术及仿真验证等与5G网络的融合通信技术。参与研究卫星与5G融合的国际标准制定工作，在3GPP和ETSI中，推动多项卫星5G融合的标准化工作。2019年6月成功进行5G卫星系列业务演示，如通过卫星和地面传输路径接入5G网络，为4K视频用户提供了增强的质量体验。

(5)天地一体融合通信愿景

天地一体融合通信总体愿景以“两全两融合”为基本特征，即海陆空全域覆盖、全场景泛在连接、高中低融合发展、星地间有机融合。

天地一体将进一步提升网络覆盖的广度和深度，提供跨地域、海域、空域、天域的多维立体网络覆盖，用户使用统一终端在陆地、空中、海洋等不同区域之间接受各类应用服务，享受无缝切换、无缝漫游，真正实现永远在线、永不失联。

（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）

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