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5G非地面网络技术进展研究

电子技术应用

周述淇1，陈发堂2

1.上海思朗科技有限公司；2.重庆邮电大学

摘要： 非地面网络（Non-Terrestrial Network， NTN）的出现标志着通信技术的重大突破，它通过利用卫星和高空平台扩展了地面网络的覆盖范围，从而为全球范围内的通信提供了新的解决方案。对NTN进行了多方面的研究，具体包括以下几个方面：首先，介绍了NTN的基本概念及其重要性，并全面概述了NTN的部署模式、应用场景和工作频段，同时详细描述了不同的系统架构；其次，探讨了NTN面临的主要技术挑战，并总结了相关的研究成果；最后，对NTN的未来发展进行了展望，指出了潜在的技术创新和发展路径。

關鍵詞： 非地面网络地面网络第五代移动通信卫星通信

中圖分類號：TN929.5 文獻標志碼：A DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.245725
中文引用格式： 周述淇，陳發堂. 5G非地面網絡技術進展研究[J]. 電子技術應用，2025，51(3)：6-11.
英文引用格式： Zhou Shuqi，Chen Fatang. Research on the process of non-terrestrial networks for 5G[J]. Application of Electronic Technique，2025，51(3)：6-11.

Research on the process of non-terrestrial networks for 5G

Zhou Shuqi1，Chen Fatang2

1.Shanghai Smart Logic Technology Ltd.； 2.Chongqing University of Posts and Telecommunications

Abstract： The emergence of non-terrestrial networks (NTN) marks a major breakthrough in communication technology. It expands the coverage of terrestrial networks by using satellites and high-altitude platforms, thus providing new solutions for global communications. This paper provides a multi-faceted research of NTN, including the following aspects: Firstly, the basic concepts and importance of NTN are introduced, and the deployment mode, application scenario and working frequency bands of NTN are comprehensively outlined, while different system architectures are described in detail; secondly, the main technical challenges faced by NTN are discussed, and related research results are summarized; finally, the future development of NTN is prospected, and potential technological innovations and development paths are pointed out.

Key words : non-terrestrial networks；terrestrial networks；5th-generation；satellite communications

引言

隨著無線通信技術的不斷發展，蜂窩網絡技術也從第一代移動通信不斷升級和演進至第五代移動通信(5th-Generation, 5G)，且在人們生活中得到普及，并成為必不可少的一部分。但是，由于地面基礎設施建設的局限性以及經濟等原因，使得地面蜂窩網絡僅僅覆蓋全球約20%左右的陸地面積和約6%左右的海洋面積[1]，其在偏遠山區、海洋、沙漠等區域幾乎無網絡覆蓋。因此，如何提高地面蜂窩網絡中的網絡覆蓋已然成為了產業界的熱門話題之一。衛星通信的廣域覆蓋能夠有效解決地面蜂窩網絡的覆蓋問題[2-3]。近年來，隨著航空和航天技術的迅速發展，以及制造和發射成本的顯著降低，低軌衛星星座逐漸興起，如OneWeb、Starlink、千帆星座[4]等，這些低軌衛星星座將衛星通信服務與互聯網服務結合在一起，方便用戶接入衛星網絡。由此，地面蜂窩網絡與衛星平臺的集成技術，即地面網絡" target="_blank">非地面網絡（Non-Terrestrial Networks，NTN），受到了國內外學者的廣泛關注[5-8]。這種集成技術不僅能夠提供更先進的應用，還能顯著提升網絡的整體覆蓋能力和可靠性。

NTN是使用星載(如：衛星)或機載(如：無人飛行系統(Unmanned Aircraft System, UAS))作為中繼節點或者基站的網絡或網絡段[9]，其在第三代合作伙伴計劃(The 3rd Generation Partnership Project, 3GPP)R17中被定義，并致力于衛星(或UAS)平臺與地面5G網絡的融合。NTN的獨特之處在于其結合了衛星(或UAS)廣域覆蓋的優點，為連續和無處不在的網絡覆蓋提供了可行且具有成本效益的解決方案。因此，在持續演進和客戶需求急劇變化的通信領域中，NTN作為地面網絡對覆蓋范圍的擴展，且具有可提供全域泛在連接、減少運營商網絡建設和運營成本等優點。

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作者信息：

周述淇1，陳發堂2

（1.上海思朗科技有限公司，陜西西安 710000；

2.重慶郵電大學，重慶 400065）

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