什么是NTN技术？NTN的常见架构

近日，随着一款国产手机的发售，卫星通信火遍全网。“没有信号手机也能打电话”成为热议话题，大家都在感叹：如今卫星通信技术如此神奇吗？

其实，卫星通信技术早已在传统卫星电话上使用。但卫星电话往往配有天线，外形笨重，而且通信费用昂贵，所以日常生活中并不普及，主要用于远洋渔业、野外科考等特殊领域。 既然卫星通信技术早已存在，为何直到今日才在智能手机上应用呢？和文档君一起来了解一下吧！

01什么是NTN技术？

与传统的手机通信技术不同，卫星通信技术不需要手机连接到基站，而是通过卫星实现通信。

卫星通信目前有两种实现方式：

一种是卫星电话连接卫星，实现与其他电话通信，传统卫星电话就是如此。

一种是通过NTN（Non Terrestrial Network，非地面网络）技术，卫星直接向地面提供5G连接服务，实现手机之间互相通信，如下图所示。

那什么是NTN技术？

NTN技术是手机直连卫星的技术方向之一，是地面蜂窝通信技术的重要补充。利用卫星通信网络与地面5G网络的融合，NTN技术可以不受地形地貌的限制，提供无处不在的覆盖能力，连通空、天、地、海多维空间，形成一体化的泛在接入网，能全场景随需接入。

02NTN的常见架构

NTN技术常见架构有两种：

一种是透明载荷也称作透明转发。

一种是可再生载荷，又称作基站上星。

透明转发实际上把卫星仅当作信号中继的链路，5G基站作为地面网络的一部分，部署在信关站的后面，卫星不关注基站发了什么，对信号也不做任何处理，只把手机和信关站连接起来。

基站上星则相当于把5G基站部署在了卫星上，卫星与卫星间的星间链路就跟地面基站间的Xn接口一样，卫星和信关站之间的馈电链路实际就是基站跟核心网之间回传网络的一部分，简单来说，就是卫星上具备基站的功能，可以对数据进行处理再发射到终端。

那这两种架构各有什么优势？参见下表。

其中透明转发因其技术较为容易、成本低的原因已经成为NTN技术研究的重点。

03NTN的载体

不管是哪一种架构，能实现“上天“的通信载体，就是各种各样的卫星。

根据轨道的高低，卫星一般分为低轨（LEO）、中轨（MEO）、地球静止轨道（GEO）和高轨，离地面高度参见下表。

俗话说“站得高，看得远”，离地面距离越远，卫星覆盖地球的范围就越大，所需要铺设的卫星就越少，那为什么目前的研究方向不是高轨卫星？那是因为高轨卫星会带来严重的链路损耗和超高时延。

目前被认为是最有应用前景的卫星是低轨卫星，因为低轨卫星离地面高度近，所以路径损耗小、传输时延低，且发射成本逐年降低。

那低轨卫星是否没有缺点？当然不是！随着低轨卫星围绕地球做高速环形运动，会产生几十千赫兹甚至兆赫兹级别的多普勒偏移，这将是使用低轨卫星需要克服的难点。

那NTN技术除了实现手机卫星通话之外，有没有更大的突破？下面就要给大家带来一个振奋人心的消息了！

04卫星上网有多快

NR-NTN是新一代移动通信标准中的一项关键技术，旨在通过卫星等非地面终端实现广域覆盖和扩展移动信号的传输范围，采用5G NR框架来实现智能手机直连卫星提供更高速率数据服务和语音服务。

近日，中兴通讯携手中国移动、是德科技等共同已经完成了NR-NTN（New Radio - Non-Terrestrial Network）低轨卫星实验室验证，通过终端仿真和信道仿真的实验室环境来模拟卫星通信，支持手机宽带数据传输和互联网接入。

在透明转发模式、5MHz带宽实验室条件下，实测上下行峰值速率分别达到了600kbps和5.1Mbps，实现5G NR-NTN端到端数据连接，可为大众手机及行业终端用户提供手机卫星宽带业务。

这次测试的成功不仅解决了卫星轨道高度引起的高延时的问题，也解决了低轨卫星高速移动引起的大多普勒频偏，为以后通过卫星实现高速上网业务模式打造坚实技术基石！

看到这个消息，喜爱户外运动、探索大自然的你们是不是迫不及待了！相信在不久的将来，无论你是在深山，还是在沙漠，都能无时无刻上网！

审核编辑：汤梓红