非地面无线通信网络的增强技术*

闫志宇，沈霞，焦慧颖

（中国信息通信研究院，北京 100191）

0 引言

卫星通信与地面通信网络融合，可以将基础地面网络延伸到无法覆盖或者覆盖成本较高的偏远地区、飞机、船舶等应用场景，促进地面网络满足更加广泛的万物互联与人机深度交互需求。空地通信则可以利用地面基站满足低空通信需求，以经济高效的方式为低空用户设备提供随时随地的数据服务体验。本文将分析非地面网络应用场景的关键参数，从标准化角度讨论非地面网络应用的增强技术，并展望非地面网络的后续演进方向。

1 非地面通信场景

典型的非地面网络包括卫星或高空平台（HAPS,High Altitude Platform Station）、关口站、用户设备、业务链路、馈电电路、星际链路等。图1是非地面网络（Non-Terrestrial Network）的典型应用场景[1-2]。

图1 典型的非地面网络应用场景

卫星包括近地轨道（LEO,Low Earth Orbiting）卫星、中轨道（Medium Earth Orbiting）卫星、地球静止轨道（GEO,Geostationary Earth Orbiting）卫星等。表1为非地面网络典型的通信参数，从LEO卫星GEO卫星，卫星距地高度从几百公里到数万公里不等。高空平台（HAPS,High Altitude Platform Station）和地空（ATG,Air to Ground）通信则主要是支持距地高度几十公里的高空通信。GEO卫星对地相对移动速度可忽略不计，但LEO卫星对地的相对移动速度达7.56 km/s。

表1 典型NTN的通信参数

基础的地面通信网络并没有为如此量级传播时延大、覆盖范围广、相对移动速度快、小区具备移动性等特性做针对性的设计。从标准化角度，非地面网络增强方案以地面通信网络的解决方案为基础，重点解决非地面通信对地面通信网络的同步、定时关系、HARQ、波束管理等方面的改进需求。……