李 嬌

（廣東省電信規(guī)劃設(shè)計院有限公司，中山 528400）

1 5G地面移動通信技術(shù)

1.1 概念簡述

5G移動通信，全稱為第五代移動通信，是指第五代移動電話行動通信的標準，是4G時代的延伸。當前中國華為、韓國三星、歐盟等都投入相當?shù)牧α抠Y源研發(fā)5G網(wǎng)絡(luò)，目前5G移動通信主要應用在超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)、自組織網(wǎng)絡(luò)、內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)、D2D通信、M2M通信等領(lǐng)域，不過目前在研發(fā)5G網(wǎng)絡(luò)上面還存在著監(jiān)管不足、牌照限制、組織機構(gòu)受控、行業(yè)開放標準等阻礙。

1.2 特點

（1）通信性能提高

傳統(tǒng)通信系統(tǒng)采取編碼譯碼等方式，以點與點之間的傳輸作為技術(shù)的核心，而5G通信技術(shù)采取密集電線、多用戶多小區(qū)間的相互杰作、以構(gòu)成組合網(wǎng)絡(luò)為實踐中的突破點，大幅度提到通信性能。

（2）設(shè)計理念先進

5G地面移動通信技術(shù)改變了傳統(tǒng)通信室內(nèi)通信業(yè)務(wù)的設(shè)計理念，將優(yōu)先的設(shè)計目標定位在室內(nèi)無線網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)設(shè)計上。

（3）成本降低

隨著5G無線網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，運營商會根據(jù)動態(tài)業(yè)務(wù)流量變化而實時調(diào)整，也可有效降低運營成本，增加運營商的收益。

2 低軌星座

2.1 概念

低軌星座一般指低軌衛(wèi)星星座，是低軌道衛(wèi)星系統(tǒng)的一個重要組成部分，主要用于軍事檢測方面，不過隨著5G技術(shù)的研發(fā)，低軌星座用于商業(yè)、生活指日可待。

2.2 低軌星座的發(fā)展

人類太空的發(fā)展史上經(jīng)歷了兩次低軌星座的浪潮。

第一次是在兩極格局徹底瓦解時，各大國利用富余的力量建立起低軌星座系統(tǒng)，用于經(jīng)濟全球化的發(fā)展；第二次是當航天活動火熱開時，低軌星座又一次掀起浪潮，為航空航天事業(yè)做出巨大貢獻；如今商業(yè)化的運作模式，日加完善的經(jīng)濟全球化的時代背景讓低軌星座的浪潮重新活躍起來，由于低軌衛(wèi)星星座貼近地面，容量較大成本較低，麻雀雖小五臟俱全，從而開啟了低軌星座在地面移動通信的的新篇章。

3 5G地面移動通信技術(shù)在低軌星座中的適應性

3.1 體系結(jié)構(gòu)的適應性

為了適應5G業(yè)務(wù)與應用的面向需求，國際通信組織陸陸續(xù)續(xù)發(fā)表5G遠景白皮書，其中有組織提出了根據(jù)“三朵云”總體框架的構(gòu)想[2]。在這個框架下，5G被分割為接入平面、轉(zhuǎn)發(fā)平面和控制平面等三大網(wǎng)絡(luò)平面，其中控制平面實現(xiàn)控制功能，接入平面靈活接入無線資源，轉(zhuǎn)發(fā)平面實現(xiàn)數(shù)據(jù)高速度、低延時的均負載傳輸，三大平面的綜合，實現(xiàn)了5G技術(shù)的分離華、模塊化、虛擬化的特性。

鑒于5G的構(gòu)架設(shè)計，我國低軌星座分為了接入網(wǎng)和核心網(wǎng)，同時也分為了接入平面、轉(zhuǎn)發(fā)平面和控制平面等三大網(wǎng)絡(luò)平面。

低軌星座的核心網(wǎng)可采用5G地面移動通信技術(shù)的核心網(wǎng)絡(luò)，通過布置多個關(guān)口站與地面網(wǎng)絡(luò)互連，與5G技術(shù)不同的是，低軌星座的轉(zhuǎn)發(fā)平面主要進行地面網(wǎng)和終端的業(yè)務(wù)處理。

3.2 協(xié)議適應性

以往的2G、3G、4G的地面移動通信技術(shù)系統(tǒng)架構(gòu)都有與之對應的協(xié)議，如今逐步發(fā)展的5G技術(shù)也同樣，與它們相似，5G技術(shù)使用了包括控制面協(xié)議和用戶面協(xié)議的分層模型。

控制面協(xié)議包括了接入層與非接入層，接入層有數(shù)據(jù)鏈路層等四項層面構(gòu)成，非接入層有管理子層以及移動管理子層構(gòu)成；用戶面協(xié)議包括了空口協(xié)議、IP網(wǎng)絡(luò)層和上層協(xié)議三大部分。

低軌星座由于與5G地面動通信技術(shù)在某些特點上的不同，并不能直接對5G技術(shù)的協(xié)議加以應用，需要根據(jù)它的特點對協(xié)議進行分層的適應性優(yōu)化調(diào)整。在控制面上增加低軌星座星星間路由、T2T功能的會話管理層和優(yōu)化的移動管理層；在用戶面上增加了應用層并針對不同問題對應用層進行優(yōu)化、增加了空間增強傳輸協(xié)議等協(xié)議轉(zhuǎn)換子層、空間增強IP協(xié)議；在控制面與用戶面的鏈接層面，針對低軌星座接入網(wǎng)口設(shè)計了新空口，包括了PRC、PDCP、RLC、MAC、PHY等功能層面的綜合應用開發(fā)設(shè)計。

以低軌星座路由協(xié)議設(shè)計為例。低軌星座路由協(xié)議是關(guān)系到低軌星座能多實現(xiàn)空間組網(wǎng)的關(guān)鍵性協(xié)議，主要對應5G地面移動通信技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議，由于地面網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)變化，該協(xié)議必須針對低空星座進行針對化修改，增加量時間片路由算法和基于地理位置的路由算法等，去穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的動態(tài)變化[3]。

4 結(jié)束語

中國要趕上第三次低軌星座發(fā)展的熱潮，發(fā)展低軌星座，這需要加強相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，充分吸收接連5G地面移動通信技術(shù)的研究成果，并結(jié)合低軌星座的獨有的特點，從網(wǎng)絡(luò)框架、空口體制、用戶與控制協(xié)議等方面，展開針對低軌星座的創(chuàng)新性研發(fā)探究。結(jié)合中國開展的信息網(wǎng)絡(luò)項目的推進，預定目標，逐步實現(xiàn)構(gòu)架一個低軌星座的技術(shù)試驗示范網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，完成關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)和體制架構(gòu)的重要任務(wù)，充分考量與未來5G地面移動通信網(wǎng)絡(luò)的鏈接融合。在以上基礎(chǔ)下，爭取在未來五十年內(nèi)完成網(wǎng)絡(luò)的全面建設(shè)，提供全世界無縫的移動通信、寬帶增強和物聯(lián)網(wǎng)應用等多樣化多領(lǐng)域的服務(wù)能力，讓低軌星座發(fā)揮其最大效用，促進我國太空空間領(lǐng)域與地面移動通信技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展壯大。