天地一体化新路径：手机直连卫星发展热点、挑战与关键技术

何元智; 杨岭才; 肖永伟; 张世杰; 李志强; 刘韵

doi:10.11959/j.issn.2096-8930.2024011

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

天地一体化新路径：手机直连卫星发展热点、挑战与关键技术

综述 | 更新时间：2024-08-06

- 天地一体化新路径：手机直连卫星发展热点、挑战与关键技术
- New Approach of Integration Space-Ground: Hotspots, Challenges, and Key Technologies of Direct-to-Smartphone
- 天地一体化信息网络 2024年5卷第2期页码：1-11
- 作者机构：
  
  1. 军事科学院系统工程研究院，北京100141
  2. 中国电信股份有限公司卫星通信分公司，北京 100088
  3. 中国电子科技集团公司第五十四研究所，河北石家庄 050081
  4. 银河航天（北京）网络技术有限公司，北京 100192
- 作者简介：
  
  [ "何元智（1974− ），女，军事科学院系统工程研究院研究员，博士生导师，主要研究方向为卫星通信、卫星互联网" ]
  [ "杨岭才（1975− ），男，中国电信股份有限公司卫星通信分公司总经理，北京邮电大学兼职教授，主要研究方向为星地网络融合架构及关键技术" ]
  [ "肖永伟（1976− ），男，中国电子科技集团公司第五十四研究所高级工程师，主要研究方向为低轨卫星系统设计" ]
  [ "张世杰（1979− ），男，银河航天（北京）网络技术有限公司首席科学家，北京邮电大学兼职教授，主要研究方向为卫星互联网、空间通信、卫星总体设计" ]
  [ "李志强（1996− ），男，军事科学院系统工程研究院博士生，主要研究方向为卫星干扰分析" ]
  [ "刘韵（1990− ），女，军事科学院系统工程研究院工程师，主要研究方向为卫星通信系统、空间信息网络" ]
- 基金信息：
- DOI：10.11959/j.issn.2096-8930.2024011
  中图分类号： TN927.2
- 网络出版日期：2024-06，
  
  纸质出版日期：2024-06-20
- 稿件说明：
移动端阅览
何元智, 杨岭才, 肖永伟, 等. 天地一体化新路径：手机直连卫星发展热点、挑战与关键技术[J]. 天地一体化信息网络, 2024,5(2):1-11.

Yuanzhi HE, Lingcai YANG, Yongwei XIAO, et al. New Approach of Integration Space-Ground: Hotspots, Challenges, and Key Technologies of Direct-to-Smartphone[J]. Space-integrated-ground information networks, 2024, 5(2): 1-11.
何元智, 杨岭才, 肖永伟, 等. 天地一体化新路径：手机直连卫星发展热点、挑战与关键技术[J]. 天地一体化信息网络, 2024,5(2):1-11. DOI： 10.11959/j.issn.2096-8930.2024011.

Yuanzhi HE, Lingcai YANG, Yongwei XIAO, et al. New Approach of Integration Space-Ground: Hotspots, Challenges, and Key Technologies of Direct-to-Smartphone[J]. Space-integrated-ground information networks, 2024, 5(2): 1-11. DOI： 10.11959/j.issn.2096-8930.2024011.

摘要

手机直连卫星作为未来实现天地一体化融合的一种潜在技术手段，得到了产业界和学术界的广泛关注。与传统的卫星移动通信相比，当前手机直连卫星技术存在诸多挑战。针对基于同步轨道卫星和非同步轨道卫星的两种手机直连技术路线，分析国内外发展现状、系统组成架构，并从空口侧、卫星侧、网络侧和终端侧梳理技术挑战，提出星地同步、星载超大阵面天线、星地异构网络漫游等若干解决方案，为手机直连卫星技术的发展提供技术支撑。最后对手机直连卫星的发展进行展望。

Abstract

Direct-to-smartphone

as a potential technological means for achieving the integration of space and ground in the future

has received widespread attention from industry and academia.Compared with traditional satellite mobile communication

there are many challenges in the current direct-to-smartphone technology.The current development status and system architecture of two direct-to-smartphone technology routes based on synchronous orbit satellites and asynchronous orbit satellites were introduced

and the technical challenges from the air-interface side

satellite side

network side

and terminal side were summarized.Several solutions were proposed

included satellite-terrestrial synchronization

satellite-borne ultra-large array antenna

and satellite-terrestrial heterogeneous network roaming

providing technical support for the development of direct-to-smartphone technology.Finally

a brief outlook were provided.

关键词

Keywords

references

王达 , 童建飞 , 穆飞宇 . 手机直连卫星通信:发展现状、应用场景和标准演进 [J ] . 无线电通信技术 , 2023 , 49 ( 5 ): 795 - 802 .

WANG D , TONG J F , MU F Y . Satellite communication supporting direct connection with mobile phones:development trend,application scenario,and standards evolution [J ] . Radio Communications Technology , 2023 , 49 ( 5 ): 795 - 802 .

LLUC P . Satellite direct-to-device: a new differentiator and growth engine for mobile operators [EB ] . 2023 .

王亚 , 朱立东 . 太空互联网发展及应用 [J ] . 国际太空 , 2016 ( 3 ): 43 - 49 .

WANG Y , ZHU L D . Development and application of space Internet [J ] . Space International , 2016 ( 3 ): 43 - 49 .

肖永伟 , 卢山 , 宋艳军 . “手机直连卫星” 发展及关键技术 [J ] . 国际太空 , 2024 ( 1 ): 20 - 27 .

XIAO Y W , LU S , SONG Y J . Development and key technologies of“mobile phone direct satellite” [J ] . Space International , 2024 ( 1 ): 20 - 27 .

蓝天翼 . “手机直连卫星” 的发展与挑战 [J ] . 国际太空 , 2023 ( 3 ): 58 - 62 .

LAN T Y . Development and challenge of “mobile phone direct satellite” [J ] . Space International , 2023 ( 3 ): 58 - 62 .

张世杰 , 赵祥天 , 赵亚飞 , 等 . 星地融合网络：一体化模式、用频与应用展望 [J ] . 无线电通信技术 , 2023 , 49 ( 5 ): 775 - 787 .

ZHANG S J , ZHAO X T , ZHAO Y F , et al . Integrated satellite-terrestrial networks:integrated mode,frequency usage and application prospects [J ] . Radio Communications Technology , 2023 , 49 ( 5 ): 775 - 787 .

翟立君 , 潘沭铭 , 汪春霆 . 卫星 5G 技术的发展和展望 [J ] . 天地一体化信息网络 , 2021 , 2 ( 1 ): 1 - 9 .

ZHAI L J , PAN S M , WANG C T . Development and prospect of satellite 5G technology [J ] . Space-Integrated-Ground Information Networks , 2021 , 2 ( 1 ): 1 - 9 .

赵瑞环 , 杨艳芹 , 宋洁琼 , 等 . 基于专利分析的手机直连卫星技术发展研究 [J ] . 军民两用技术与产品 , 2023 ( 4 ): 29 - 32 .

ZHAO R H , YANG Y Q , SONG J Q , et al . Research on the development of direct connection between satellites and mobile phones based on patents analysis [J ] . Dual Use Technologies ＆ Products , 2023 ( 4 ): 29 - 32 .

陈东 , 张千 , 秦兆涛 , 等 . 面向手机直连的卫星移动通信系统架构与特性 [J ] . 天地一体化信息网络 , 2023 , 4 ( 4 ): 11 - 18 .

CHEN D , ZHANG Q , QIN Z T , et al . Architecture and features of mobile communication satellite system for mobile phone [J ] . Space-Integrated-Ground Information Networks , 2023 , 4 ( 4 ): 11 - 18 .

陈宏 . 全球手机直连卫星应用发展与思考 [J ] . 卫星应用 , 2023 ( 11 ): 37 - 43 .

CHEN H . Development and thinking of global mobile phone direct satellite applications [J ] . Satellite Application , 2023 ( 11 ): 37 - 43 .

孙耀华 , 彭木根 . 面向手机直连的低轨卫星通信：关键技术、发展现状与未来展望 [J ] . 电信科学 , 2023 , 39 ( 2 ): 25 - 36 .

SUN Y H , PENG M G . Low earth orbit satellite communication supporting direct connection with mobile phones:key technologies,recent progress and future directions [J ] . Telecommunications Science , 2023 , 39 ( 2 ): 25 - 36 .

RACHEL J . FCC approves Lynk’s satellite-to-cell service [EB ] . 2022 .

HOSSEINIAN M , CHOI J P , CHANG S H , et al . Review of 5G NTN standards development and technical challenges for satellite integration with the 5G network [J ] . IEEE Aerospace and Electronic Systems Magazine , 2021 , 36 ( 8 ): 22 - 31 .

YOU X H , WANG C X , HUANG J , et al . Towards 6G wireless communication networks:vision,enabling technologies,and new paradigm shifts [J ] . Science China Information Sciences , 2020 , 64 ( 1 ): 110301 .

苏昭阳 , 刘留 , 艾渤 , 等 . 面向低轨卫星的星地信道模型综述 [J/OL ] . 电子与信息学报 , 2024 : 1 - 19 .

SU Z Y , LIU L , AI B , et al . Survey of satellite-ground channel models for low earth orbit satellites [J/OL ] . Journal of Electronics ＆Information Technology , 2024 : 1 - 19 .

陈山枝 . 关于低轨卫星通信的分析及我国的发展建议 [J ] . 电信科学 , 2020 , 36 ( 6 ): 1 - 13 .

CHEN S Z . Analysis of LEO satellite communication and suggestions for its development strategy in China [J ] . Telecommunications Science , 2020 , 36 ( 6 ): 1 - 13 .

LIN X Q , HOFSTRÖM B , WANG Y P E , et al . 5G new radio evolution meets satellite communications:opportunities,challenges,and solutions [M ] // LIN X,LEE N.5G and Beyond . Cham : Springer , 2021 : 517 - 531 .

EULER S , FU X T , HELLSTEN S , et al . Using 3GPP technology for satellite communication [J ] . Ericsson Technology Review , 2023 , 2023 ( 6 ): 2 - 12 .

翟华 . 融合 5G 的卫星移动通信系统 [J ] . 空间电子技术 , 2020 , 17 ( 5 ): 71 - 76 .

ZHAI H . Integration of 5G and satellite communication systems [J ] . Space Electronic Technology , 2020 , 17 ( 5 ): 71 - 76 .

ITU . Radio regulations [S ] . 2020 .

郝才勇 . 手机直连卫星业务发展现状与挑战 [J ] . 中国无线电 , 2023 ( 12 ): 36 - 38 .

HAO C Y . Developments and challenges of satellite-direct-tophone [J ] . China Radio , 2023 ( 12 ): 36 - 38 .

3GPP . Solutions for NR to support non-terrestrial networks (NTN) (Release 16):TR 38.821 [S ] . 2019 .

XU Z A , GAO Y , CHEN G J , et al . Enhancement of satellite-tophone link budget:an approach using distributed beamforming [J ] . IEEE Vehicular Technology Magazine , 2023 , 18 ( 4 ): 85 - 93 .

孙晨华 , 卢山 , 赵海峰 . 卫星互联网发展亮点分析及启示 [J ] . 卫星应用 , 2023 ( 8 ): 19 - 24 .

SUN C H , LU S , ZHAO H F . Analysis on the highlights of satellite Internet development and its enlightenment [J ] . Satellite Application , 2023 ( 8 ): 19 - 24 .

张晓凯 , 郭道省 , 张邦宁 . 空天地一体化网络研究现状与新技术的应用展望 [J ] . 天地一体化信息网络 , 2021 , 2 ( 4 ): 19 - 26 .

ZHANG X K , GUO D X , ZHANG B N . Research status of space-air-ground integrated network and application prospects of new technologies [J ] . Space-Integrated-Ground Information Networks , 2021 , 2 ( 4 ): 19 - 26 .

蒋长林 , 李清 , 王羽 , 等 . 天地一体化网络关键技术研究综述 [J ] . 软件学报 , 2024 , 35 ( 1 ): 266 - 287 .

JIANG C L , LI Q , WANG Y , et al . Survey on key technologies in space-ground integrated network [J ] . Journal of Software , 2024 , 35 ( 1 ): 266 - 287 .

浏览量

下载量

CSCD

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

面向低轨卫星的NTN随机接入技术

基于Dijkstra算法的低轨星座通信路径规划方法优化

星载核心网轻量化设计策略及其性能优化

星地融合通信系统：网络架构、使能技术及原型验证

低轨卫星通信中基于OTFS的信道估计技术综述