华为新专利:“5G基站部署在卫星上”

原创 52RD 2023-12-26 16:08
12月26日消息,天眼查显示,近日12月22日,华为技术有限公司申请公布一项“5G基站部署在卫星上”、名为《一种星间链路构建方法及通信装置》的发明专利,公布号为CN117278091A,申请时间为2022年6月14日。
该专利说明书的“背景技术”介绍,当前,各研究院、通信组织、公司参等均参与研究非陆地网络(non-terrestrial networks,NTN)通信技术与标准,力图将天、空、地通信构建成一个统一的通信网络。在NTN通信中,大规模通信卫星星座通常采用沃克(Walker)星座来设计。星座由若干颗卫星按要求分布在单个或多个轨道平面构成。同一星座所有卫星采用高度相同,倾角相同的圆轨道,轨道平面沿赤道均匀分布,卫星在轨道内均匀分布,不同轨道面之间卫星的相位存在一定关系。对每颗卫星一般可以与轨道面内的前后两颗卫星建立星间链路,还可以和相邻轨道面的卫星建立星间链路。但是当卫星星座中的不同卫星的轨道是离散的,不在同一个轨道内时,采用上述Walker星座的建立星间链路的方式不再不适用    
         

 

而本专利“发明内容”中,本申请提供一种星间链路构建方法及通信装置,以在轨道离散的卫星星座中建立星间链路。
         

 

其中,星间链路构建方法可通过卫星来执行,该卫星可以为静止卫星、非静止卫星、人造卫星、低轨道卫星、中轨道卫星以及高轨道卫星等,卫星在构建星间链路时,是基于卫星的地址或卫星的卫星编号确定的,与卫星所在的轨道无关,通过该方式构建的星间链路可以适配轨道离散的卫星星座的需求。
         

 

通信装置特征在于,包括实现上述星间链路构建方法的功能模块,包括至少一个处理器(处理器与存储器耦合),可以为设置在卫星内部的芯片,一种可能的设计中,通信装置包括处理单元、收发单元,用于实现上述设计方法。
         

 

“具体实施方式”上,基于下图1所示的陆地网络通信系统架构的描述,本申请实施例提供的卫星网络路由方法可以适用于NTN通信系统,NTN通信系统中包括卫星201和终端设备202,卫星201还可以称为高空平台、高空飞行器、或卫星基站,将NTN通信系统与陆地网络通信系统联系来看,可以将卫星201看作陆地网络通信系统架构中的一个或多个网络设备,终端设备202可以是手机、平板电脑、笔记本电脑、可穿戴设备、车载设备等终端设备。卫星201向终端设备202提供通信服务,卫星201还可以连接到核心网设备。可将陆地网络通信系统中的网络设备和NTN通信系统中的卫星,统一看作网络设备,本申请实施例提供的方法应用到陆地网络通信系统时,可以将卫星执行的动作应用到基站或网络设备来执行。    
         

 

以5G为例,一种5G卫星通信系统架构如下图3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。
图1:一种陆地通信系统的示意图    
图2:本申请实施例提供的一种(NTT)非陆地通信系统的示意图
图3:本申请实施例提供的5G卫星通信系统架构示意图    
图6:本申请实施例提供的另一种通信系统架构示意图
         

 

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。
         

 

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。    
图源:《中国电信5G NTN技术白皮书》
         

 

显然,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。   

END.



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