日前，由清华大学-中国移动联合研究院共同举办的星地同频技术研讨会成功召开。中国移动研究院无线所项目经理马克在演讲中表示，手机直连卫星极大拓展了现有地面蜂窝网络的服务范围，可应用于公众应急通信、地面网络补盲覆盖、“一带一路”等场景。
随着3GPP NTN协议冻结，手机直连卫星进入全新阶段并获得全球高度关注，主流厂商纷纷入场布局。具体而言，手机直连卫星技术可分为双模、3GPP NTN、存量手机直连卫星技术三大类。
马克指出，三大手机直连卫星技术各有优势，双模手机直连卫星技术可快速落地，但产业链相对独立，技术演进缓慢；3GPP NTN技术商用进程较晚，但基于统一的3GPP协议，星地产业链复用程度高。这两种技术都支持高、中、低轨卫星。存量手机直连卫星技术采用标准4G/5G终端，无需软硬件改动，但仅支持低轨卫星，基站侧需定制增强。
手机直连卫星根据卫星轨道高度从高到低可依次支持短信、语音、数据等业务，根据上星情况可分为透明转发、基站上星、基站核心网上星三种模式。国内及周边海域偏远、特殊场景补充覆盖可以选择透明转发模式，基站上星结合星间链路可在无需建设海外信关站情况下实现全球无缝覆盖，对时延及安全性要求较高的业务可以选择基站、核心网上星模式。
3GPP R17 NTN在原5G空口基础上进行协议增强
马克介绍，卫星通信具有移动速度快、传播时延长、覆盖范围广的特点，传统地面移动通信技术难以适应卫星通信场景。在搜网阶段，会存在多普勒频偏超出UE频域补偿能力、小区选择测量不准确的问题；在随机接入过程中，会出现接入码窗口交叠、接入定时器超时、超出时域补偿能力的问题；在数据传输过程中，会出现调度计时器超时、PDCCH monitoring不适配的问题；在移动性管理方面，会存在测量结果不准确、小区切换失败的问题。
为应对地空场景大时延、超高速影响，3GPP R17 NTN在原5G空口基础上进行协议增强及设备改造。在软件层面，空口进行多普勒补偿、时延补偿、时序优化、移动性优化等；在硬件层面上，终端支持卫星频率及射频要求，成本增加可控，量产后有望降低；在透明转发模式下，基站射频需定制，成本略有增加；在网络上星模式下，基站与卫星平台深度融合、需深度定制，优化环境适应性、重量、功耗等，成本较高。
在标准制定方面，3GPP R17面向GEO/MEO/LEO等场景、短信/语音/窄带/宽带等多种业务、支持L/S等频段开展手机直连、具备透传转发模式下端到端通信能力；R18面向更多频段、更多业务类型开展移动性、覆盖增强等技术研究，但暂不支持基站上星。
存量手机直连卫星依赖基站侧补偿及调控
存量手机直连卫星技术中，存量终端是指标准4G/5G终端，无需软硬件升级，为适应卫星通信场景，存量手机直连卫星模式完全依赖基站侧补偿及调控。
存量手机直连卫星解决方案的网络侧改造具体包括：对于频域同步问题，根据存量终端补偿能力限制小区半径，进行小区中心点频偏预补偿；对于随机接入问题，根据定时器窗口限制星地距离，调整或根据Preamble接收窗口限制小区半径；对于时域同步问题，基站侧非对齐，网络侧进行时域补偿及时序调整；对于HARQ反馈问题，增加伪HARQ过程，依靠NDI判断是否重传，HARQ打包反馈；对于移动性管理问题，基于时间、仰角等进行决策并指示UE进行切换。
马克介绍，中国移动积极投入手机直连技术研究，在技术层面，开展NTN技术、存量终端等关键技术研究，依托中国移动协同创新基地联合产业界推动天地融合技术及产业成熟；在标准层面，参与3GPP和CCSA等国内外标准制定，3GPP专利和文稿数均居运营商首位；在生态构建层面，产学研用协同，共同开展IoT NTN试点、智慧天网等工作。
与此同时，中国移动积极开展NTN技术外场验证，本次外场验证使用一颗地球同步轨道透明转发卫星，突破超远3.6万公里和普通智能手机直连卫星两大挑战，形成超大时延动态补偿、星地间射频数据转化两大创新方案，测试地点涵盖北京平原环境、上海沿海环境、云南山区环境等多种场景，实现了5G NTN端到端全链路技术贯通，完成短消息、语音对讲、位置信息周期上报等业务演示，性能基本符合预期，实现了从“0”到“1”的突破，全面验证手机直连卫星技术落地能力，后续面向商用将继续开展多用户容量、组网、性能优化等方案的进一步验证。
马克表示，中国移动愿携手地面通信及卫星产业伙伴在标准制定、技术攻关、系统试验、应用验证等方面开展合作，积极推进星地统一、终端直连卫星，加速打造天地融合网络。
