《電子技術(shù)應(yīng)用》
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5G非地面網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)展研究
電子技術(shù)應(yīng)用
周述淇1，陳發(fā)堂2
1.上海思朗科技有限公司；2.重慶郵電大學(xué)
摘要： 非地面網(wǎng)絡(luò)（Non-Terrestrial Network， NTN）的出現(xiàn)標(biāo)志著通信技術(shù)的重大突破，它通過(guò)利用衛(wèi)星和高空平臺(tái)擴(kuò)展了地面網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍，從而為全球范圍內(nèi)的通信提供了新的解決方案。對(duì)NTN進(jìn)行了多方面的研究，具體包括以下幾個(gè)方面：首先，介紹了NTN的基本概念及其重要性，并全面概述了NTN的部署模式、應(yīng)用場(chǎng)景和工作頻段，同時(shí)詳細(xì)描述了不同的系統(tǒng)架構(gòu)；其次，探討了NTN面臨的主要技術(shù)挑戰(zhàn)，并總結(jié)了相關(guān)的研究成果；最后，對(duì)NTN的未來(lái)發(fā)展進(jìn)行了展望，指出了潛在的技術(shù)創(chuàng)新和發(fā)展路徑。
中圖分類號(hào)：TN929.5 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.245725
中文引用格式： 周述淇，陳發(fā)堂. 5G非地面網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)展研究[J]. 電子技術(shù)應(yīng)用，2025，51(3)：6-11.
英文引用格式： Zhou Shuqi，Chen Fatang. Research on the process of non-terrestrial networks for 5G[J]. Application of Electronic Technique，2025，51(3)：6-11.
Research on the process of non-terrestrial networks for 5G
Zhou Shuqi1，Chen Fatang2
1.Shanghai Smart Logic Technology Ltd.； 2.Chongqing University of Posts and Telecommunications
Abstract： The emergence of non-terrestrial networks (NTN) marks a major breakthrough in communication technology. It expands the coverage of terrestrial networks by using satellites and high-altitude platforms, thus providing new solutions for global communications. This paper provides a multi-faceted research of NTN, including the following aspects: Firstly, the basic concepts and importance of NTN are introduced, and the deployment mode, application scenario and working frequency bands of NTN are comprehensively outlined, while different system architectures are described in detail; secondly, the main technical challenges faced by NTN are discussed, and related research results are summarized; finally, the future development of NTN is prospected, and potential technological innovations and development paths are pointed out.
Key words : non-terrestrial networks；terrestrial networks；5th-generation；satellite communications

引言

隨著無(wú)線通信技術(shù)的不斷發(fā)展，蜂窩網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也從第一代移動(dòng)通信不斷升級(jí)和演進(jìn)至第五代移動(dòng)通信(5th-Generation, 5G)，且在人們生活中得到普及，并成為必不可少的一部分。但是，由于地面基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的局限性以及經(jīng)濟(jì)等原因，使得地面蜂窩網(wǎng)絡(luò)僅僅覆蓋全球約20%左右的陸地面積和約6%左右的海洋面積[1]，其在偏遠(yuǎn)山區(qū)、海洋、沙漠等區(qū)域幾乎無(wú)網(wǎng)絡(luò)覆蓋。因此，如何提高地面蜂窩網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)覆蓋已然成為了產(chǎn)業(yè)界的熱門話題之一。衛(wèi)星通信的廣域覆蓋能夠有效解決地面蜂窩網(wǎng)絡(luò)的覆蓋問(wèn)題[2-3]。近年來(lái)，隨著航空和航天技術(shù)的迅速發(fā)展，以及制造和發(fā)射成本的顯著降低，低軌衛(wèi)星星座逐漸興起，如OneWeb、Starlink、千帆星座[4]等，這些低軌衛(wèi)星星座將衛(wèi)星通信服務(wù)與互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)結(jié)合在一起，方便用戶接入衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)。由此，地面蜂窩網(wǎng)絡(luò)與衛(wèi)星平臺(tái)的集成技術(shù)，即地面網(wǎng)絡(luò)" target="_blank">非地面網(wǎng)絡(luò)（Non-Terrestrial Networks，NTN），受到了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注[5-8]。這種集成技術(shù)不僅能夠提供更先進(jìn)的應(yīng)用，還能顯著提升網(wǎng)絡(luò)的整體覆蓋能力和可靠性。

NTN是使用星載(如：衛(wèi)星)或機(jī)載(如：無(wú)人飛行系統(tǒng)(Unmanned Aircraft System, UAS))作為中繼節(jié)點(diǎn)或者基站的網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)絡(luò)段[9]，其在第三代合作伙伴計(jì)劃(The 3rd Generation Partnership Project, 3GPP)R17中被定義，并致力于衛(wèi)星(或UAS)平臺(tái)與地面5G網(wǎng)絡(luò)的融合。NTN的獨(dú)特之處在于其結(jié)合了衛(wèi)星(或UAS)廣域覆蓋的優(yōu)點(diǎn)，為連續(xù)和無(wú)處不在的網(wǎng)絡(luò)覆蓋提供了可行且具有成本效益的解決方案。因此，在持續(xù)演進(jìn)和客戶需求急劇變化的通信領(lǐng)域中，NTN作為地面網(wǎng)絡(luò)對(duì)覆蓋范圍的擴(kuò)展，且具有可提供全域泛在連接、減少運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和運(yùn)營(yíng)成本等優(yōu)點(diǎn)。


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作者信息：

周述淇1，陳發(fā)堂2

（1.上海思朗科技有限公司，陜西 西安 710000；

2.重慶郵電大學(xué)，重慶 400065）


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