據統計，全球仍有近30億人沒有接入互聯網，約4.5億人居住在移動網絡沒有覆蓋的地區。在4G/5G網絡大范圍覆蓋的中國，也仍有大量的深山、遠海、戈壁沙漠存在網絡無法覆蓋的情況。隨著衛星通信技術的發展，以上這些情況都可能帶來突破性發展。

2022年9月，兩大高端手機廠商蘋果和華為，分別在iphone14系列及mate50系列提供了衛星通信的功能。這個被華為余承東稱之為“向上捅破天”的技術，就是今天咱們要聊的主角—NTN。

什么是NTN

NTN（Non-Terrestrial Network），即非地面網絡通信，通過不同軌道高度的衛星對地面上的終端提供網絡連接的服務。利用衛星通信網絡與地面蜂窩網絡的融合，可以在不受地形地貌的限制和影響下，連通空、天、地、海多維空間，是地面蜂窩通信技術的重要補充。

NTN的兩類載體

（1）衛星網絡通信

包括低軌（LEO）、中軌（MEO）、靜止軌道（GEO）、同步軌道（GSO）衛星在內的星載平臺；

（2）高空平臺系統（HAPS，High Altitude Platform Systems）

包括如飛機、飛艇、熱氣球、直升機、無人機等。

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NTN通信協議：私有還是統一標準？

目前NTN通信主要有兩類協議：私有化協議及標準化的3GPP協議。

前面提到的蘋果和華為手機，以及現在非?；馃岬男擎?，都不是標準化的方案，而是使用私有協議。2023年1月，高通與銥星通信公司（Iridium）達成協議，意在芯片中直接集成基于衛星的雙向消息通信解決方案，然后讓所有使用高通芯片的終端，衛星通信成為標配。不過合作未到一年，高通即正式終止了與銥星的合作。為什么高通突然中止這個項目呢？原因在于3GPP正在推動衛星通信的NTN標準，到時候所有的手機及物聯網設備，都可以直接接入衛星網絡，就像使用4G/5G網絡一樣成為一種標準能力。

這個3GPP標準的 NTN網絡復用龐大的蜂窩網絡產業生態資源，加上運營商的介入，能夠顯著降低成本并快速實現普及。可以預見的是，接下來高通、華為、蘋果等廠商，都會參與到3GPP的這個標準推進中來，畢竟一旦標準落地后，所有的終端廠商，自然也會更傾向于基于標準的解決方案來實現手機直連衛星通信，而不是采用私有方案。

IoT NTN 和 NR NTN

NTN通信包含IoT-NTN和NR-NTN兩個技術方向：IoT-NTN主要支持低復雜度 eMTC 和 NB-IoT 終端的衛星物聯網服務，如全球資產跟蹤（蜂窩網絡覆蓋范圍以外的海運集裝箱或其他終端）；NR-NTN則利用 5G NR 框架實現衛星與智能手機之間的直接連接，以提供語音和數據服務。

NTN網絡架構

NTN網絡的部署，3GPP定義了兩種架構選項：透明轉發模式和再生轉發模式。對于透明轉發模式，衛星在上行和下行兩個方向只做透明轉發，實現射頻濾波、頻率轉換、射頻放大和射頻收發。這種方式已經在3GPP Rel17/18定義并應用。

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3GPP Rel19開始定義NTN的再生轉發模式。其中，衛星具備完整的或部分的基站功能，也就是所謂的“基站上星”。

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NTN通信使用什么頻譜？

NTN通信屬于無線通信，提到無線通信，頻譜就是個很重要的話題。3GPP Release 17 為 5G NTN 引入了兩個頻段：L 波段 n255和 S 波段 n256。

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ITU（國際電聯）也在設想為NTN分配頻率更高但是具有更寬頻譜的Ku/Ka/Q/V頻段。

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NTN通信帶來的挑戰

NTN通信這么好用，但是從3GPP的規劃來看，離真正無處不在的NTN連接還是有很長一段路要走，這是因為NTN通信相對傳統的地面基站網絡面臨很多新的挑戰：

時間延遲：與地面網絡通信相比，基于衛星的NTN通信可能會帶來更高延遲。使用同步衛星的延遲超過500ms，即使是使用低軌衛星，也會有大概40ms的延遲，都遠遠高于傳統地面網絡的延遲；、

頻率同步：低軌衛星相對地面高速移動，將帶來很大的多普勒頻移；

低信噪比：由于終端距離衛星（及基站）非常遠，終端接收到的基站信號將非常低；

信號衰落：除了傳統的地面通信相關的衰落場景之外，衛星通信可能會受到惡劣天氣條件的影響，例如大雨或大氣干擾，這可能會破壞信號并降低可靠性；

終端功耗優化：上述種種挑戰將大大增加NTN終端的耗電，用途廣泛的IoT-NTN終端的功耗優化，是3GPP需要重點考慮的一個話題。

羅德與施瓦茨的NTN終端測試方案

羅德與施瓦茨基于市場領先的R&S CMW500及CMX500分別提供針對 IoT-NTN 設備和NR-NTN設備的端到端測試解決方案。該方案支持不同軌道，提供多方位的射頻驗證功能，可用于 TX/RX 信號分析、網絡仿真和綜合性衰落模擬，可用于加快協議測試和開發，確保具有互操作性并符合協議標準。還可進一步支持應用測試，如IP層吞吐量，流量分析以及用戶體驗測試。無論從研發和GCF/PTCRB認證，還是到運營商驗收測試，該框架是用于所有階段地面和非地面通信終端測試的首選解決方案，能夠更快地推動產品上市，提高產品質量，并保證符合行業標準和監管要求。

羅德與施瓦茨已與NTN服務運營商Skylo Technologies達成戰略伙伴關系，共同打造用于Skylo NTN網絡的終端設備驗收方案。羅德與施瓦茨的設備測試框架用于測試NTN芯片組、模塊和設備，驗證它們與Skylo測試規范的兼容性，并符合3GPP Release 17標準。該合作旨在優化Skylo的網絡性能，無處不在的可靠連接重塑各行各業。

審核編輯：劉清