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2022年，华为推出支持北斗卫星短报文的Mate 50旗舰机，苹果和Globalstar（全球星）合作宣传iPhone14首次搭载紧急卫星短报文功能，2023年华为Mate60 pro实现通过直连卫星的方式进行语音、短信业务的传输。与传统的卫星通信技术相比，华为Mate60pro的直连卫星方式具有更快的传输速度和更低的延迟，而且无需借助地面基站或其他信号中继设备进行转接，大大降低了使用成本，使得民用消费级卫星通信终端进入大众视野。与此同时，国内外其他厂商的支持直连卫星技术的消费级移动终端也在研发当中。
对于5G来说，这将是后半场的锦上添花；对处于畅想中的6G来说，空天地海一体化通信则是待征服的星辰大海。随着华为mate60 pro的发售，越来越多与卫星通信相关的行业产业开始加快技术研发，尽管行业内外对“手机直连卫星”的发展路径及前景态度不一，但从民用卫星通信终端来说，这的确是从0到1的突破。
近日，来自国家知识产权局官网消息：华为2项卫星通信网络专利于12月22日公布，专利名分别为：《一种卫星网络路由方法及通信装置》和《一种星间链路构建方法及通信装置》。
星地传输诞生新概念：5G基站上卫星
其中，《一种卫星网络路由方法及通信装置》中提到，“以5G为例，一种5G卫星通信系统架构如图所示。地面终端设备通过5G新空口接入网络，5G基站部署在卫星上，并通过无线链路与地面的核心网相连。同时，在卫星之间存在无线链路，完成基站与基站之间的信令交互和用户数据传输。”
和地面上的5G网络相比，飘在天上的5G网络被叫做“非地面网络（Non-Terrestrial Network）”，简称作NTN。广义的NTN包含的范围很广，有无人机、地对空通信、高空基站、卫星网络等。NTN的思路是：卫星发射5G信号，直接和用户的手机相连，地面上再架设信关站作为网关，最终连接到5G核心网。其中，卫星和用户之间的链路叫做服务链路（Service Link）；卫星和信关站之间的链路叫做馈电链路（Feeder Link）；卫星之间的链路叫做星间链路（Inter-Satellite Link，ISL）。
如今，华为在发明专利申请中提出将“5G基站部署在卫星上，并通过无线链路与地面的核心网相连”，地面终端设备通过5G新空口接入网络，5G基站部署在卫星上，并通过无线链路与地面的核心网相连。同时，在卫星之间存在无线链路，完成基站与基站之间的信令交互和用户数据传输。这种以直接研制卫星“星载基站基带载荷”来为终端用户提供直连卫星达到无线网络覆盖服务的方式，将成为卫星通信和地面通信融合的新产物，为卫星移动通信技术带到一个更高维度的革新时代。
实际上，本专利实施中的“5G基站部署在卫星上”，属于3GPP标准针对5G NTN（非地面网络）组网技术提出的星上再生模式概念。
图源：《中国电信5G NTN技术白皮书》
3GPP根据卫星星上载荷能力提出两种典型架构——透明转发和星上再生。在透明转发架构下，5G基站作为地面网络的一部分，部署在地面信关站的后面，卫星仅当作信号中继的链路，星上无处理能力，只将UE（用户设备）与和地面信关站连接起来，在UE（用户设备）和基站间起到弯管透明转发的功能，这种方法技术相对成熟，实现难度和成本相对较低；而在星上再生架构下，基站部分或全部功能上星，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，卫星间也可通过星间链路实现星间协作，这种方法需要增加星上处理能力，对卫星载荷设计要求较高。
如华为在此次专利背景介绍中说的那样——当前各研究院、通信组织、公司参等均参与研究NTN通信技术与标准一样，此次专利也表明，华为除了目前与电信的天通卫星合作通过私有协议实现卫星通信外，可能也在积极投入3GPP标准的5G NTN技术相关研发，这也将有望进一步推动卫星通信技术的大规模商用。
从星地融合的探索方向看，我们预测，5G基站上卫星也会带来多个卫星制造细分领域的发展潜力：
1. 优化星载基带：实现星载基带的协议自适应适配与业务功能的自动分割；
2. 研发星载相控阵天线：研发星载超大规模阵列天线技术，优化全数字/模数混合赋型架构，以实现地面移动终端的小型化；
3. 优化卫星终端天线：使用小阵面相控阵天线与通用基带芯片设计，追求体积小成本低；
4. 星地回传：高效利用空口，实现大带宽、大容量、远距离的星地传输；
5. 星间路由：研发激光星间链路，这是实现天地一体化的关键突破点；
6. 系统软件研发：实现波束协同与无线资源调度与立体星座多波束管理。
在卫星产业正处在极速扩张阶段的当下，微纳星空正联合国内优势力量，研究低轨星间稳定建链的激光通信技术、复杂星载相控阵天线技术和星载基站技术，打造激光通信载荷、SC和KA相控阵天线和星载基站基带载荷的自行研制能力，提升公司通信卫星的战略定位及核心竞争力，也能为客户提供更好的星地一体化解决方案。
我们也希冀，未来5G卫星通信基站像星光和月光一样，不管底下的大地是繁华还是贫瘠，是平原还是戈壁，我们每一个人的手机，都能接收到来自卫星的满格信号。
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