自動駕駛技術向L4級進階,車聯(lián)網(wǎng)正面臨一場核心矛盾:跨國數(shù)據(jù)傳輸需要突破地理邊界實現(xiàn)全球覆蓋,但傳統(tǒng)地面網(wǎng)絡在沙漠、極地等極端場景存在信號盲區(qū);自動駕駛決策系統(tǒng)要求毫秒級響應,而衛(wèi)星通信的固有延遲卻可能引發(fā)安全風險。非地面網(wǎng)絡(NTN)通過整合衛(wèi)星與地面蜂窩網(wǎng)絡,構建起覆蓋空、天、地、海的立體通信體系,為破解這一矛盾提供了創(chuàng)新路徑。
NTN(非地面網(wǎng)絡)技術構建的星地通信網(wǎng)絡在支撐。然而,衛(wèi)星信號在穿越電離層時可能被竊聽,星間鏈路易受分布式拒絕服務攻擊,低軌衛(wèi)星星座的密集部署更讓太空成為網(wǎng)絡攻防的新戰(zhàn)場。在此背景下,量子加密與區(qū)塊鏈技術的融合,正為星地通信安全構筑起一道“量子盾牌”。
當珠峰登山者通過衛(wèi)星電話向家人報平安時,信號需要穿越8848米高空與3.6萬公里外的地球同步軌道衛(wèi)星建立連接;當遠洋貨輪駛入無信號海域,船載傳感器仍需實時回傳貨物狀態(tài)數(shù)據(jù);當?shù)卣鸫輾У孛婊?,救援無人機必須依賴衛(wèi)星鏈路傳回受災畫面——這些曾經(jīng)依賴專業(yè)設備的場景,正隨著NTN(非地面網(wǎng)絡)技術與3GPP R18標準的深度融合,逐步演變?yōu)槠胀ㄏM者觸手可及的現(xiàn)實。2024年凍結的R18標準,不僅為衛(wèi)星直連手機定義了全球通用的技術框架,更通過時頻同步、移動性管理、頻譜創(chuàng)新三大核心突破,構建起空天地海一體化的通信新范式。
當一架民航客機穿越云層時,乘客的5G手機依然能流暢播放視頻;當遠洋貨輪駛入無信號海域,船載傳感器仍能實時回傳貨物狀態(tài);當?shù)卣鸫輾У孛婊荆仍疅o人機卻能通過衛(wèi)星鏈路傳回受災畫面——這些曾經(jīng)只存在于科幻電影中的場景,正隨著5G NTN(非地面網(wǎng)絡)技術的突破照進現(xiàn)實。然而,要實現(xiàn)這一跨越,首先需要攻克一個核心難題:衛(wèi)星與地面終端之間因高速運動引發(fā)的時頻同步失準。這場由NTN掀起的“時頻同步革命”,正以顛覆性的技術方案,重塑著衛(wèi)星通信的底層邏輯。
通信網(wǎng)絡的覆蓋范圍與質量已成為衡量國家競爭力的核心指標之一。然而,受地理條件限制,偏遠山區(qū)、海洋、沙漠等區(qū)域長期面臨“通信孤島”困境,傳統(tǒng)地面基站的建設成本高昂且維護困難。在此背景下,5G非地面網(wǎng)絡(NTN)技術應運而生,通過整合低軌衛(wèi)星、高空平臺與地面網(wǎng)絡,構建起一張覆蓋空、天、地、海的全域三維通信網(wǎng),為全球無縫覆蓋提供了革命性解決方案。
成功采用Nordic nRF9151模組與Sateliot 低軌道衛(wèi)星網(wǎng)絡實現(xiàn)傳輸,標志著通過非地面網(wǎng)絡實現(xiàn)全球范圍物聯(lián)網(wǎng)覆蓋的業(yè)界里程碑
隨著物聯(lián)網(wǎng)(IoT)技術的飛速發(fā)展,萬物互聯(lián)的時代已經(jīng)到來。然而,地面網(wǎng)絡的覆蓋范圍和穩(wěn)定性在某些極端環(huán)境下仍存在局限性。為了克服這些挑戰(zhàn),衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)(NTN,Non-Terrestrial Network)技術應運而生。NTN技術通過低軌衛(wèi)星與地面設備的數(shù)據(jù)交互,實現(xiàn)了全球無縫覆蓋,為物聯(lián)網(wǎng)應用開辟了新的天地。本文將深入探討衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議,特別是低軌衛(wèi)星與地面設備之間的數(shù)據(jù)交互機制。
株式會社村田制作所(以下簡稱“村田”)已將“Type 1SC-NTN”(以下簡稱“本產(chǎn)品”)商品化,這是初次※1在非地面網(wǎng)絡(NTN)※2和蜂窩LPWA雙方都取得了NTN提供商Skylo Technologies, Inc.(以下簡稱“Skylo Technologies公司”)認證的通信模塊。本產(chǎn)品可用于蜂窩通信難以觸達的偏遠地區(qū)或災區(qū),確保穩(wěn)定的通信。此外,由于本產(chǎn)品已通過認證,因此能減少配備本產(chǎn)品的物聯(lián)網(wǎng)設備取得認證所需的成本,有助于產(chǎn)品盡早投入市場。Type 1SC-NTN預定于2025年4月開始量產(chǎn)。
在2024世界移動通信大會·上海,羅德與施瓦茨(以下簡稱“R&S”)和紫光展銳(UNISOC)合作展示基于最新3GPP Release 17規(guī)范的5G非地面網(wǎng)絡(NTN)新空口(NR)連接。這一技術使用最先進的 R&S CMX500 一體式信令測試儀 (OBT) 和紫光展銳的 NR NTN設備作為被測器件(DUT)。
在最近舉行的第77號一致性協(xié)議組(CAG)會議上,羅德與施瓦茨使用其R&S CMW500無線電通信測試儀成功驗證了工作項目333中的NTN NB-IoT測試案例。這意味著全球認證論壇(GCF)能夠在其設備認證計劃中激活該工作項目。現(xiàn)在,物聯(lián)網(wǎng)芯片組、調(diào)制解調(diào)器及終端設備制造商以及測試機構可以信賴經(jīng)過驗證的羅德與施瓦茨解決方案,將基于非地面網(wǎng)絡(NTN)的下一代物聯(lián)網(wǎng)設備推向市場,從而實現(xiàn)陸地、海洋和空中無處不在的連接功能。