中國電信5G NTN技術白皮書

中國電信5GNTN技術白皮書

—天地一體、手機直連

2023年11月

目錄

第一章引言.........................................................................................................................1

第二章5GNTN應用場景及生態(tài)........................................................................................2

2.1手機直連衛(wèi)星............................................................................................................2

2.2汽車直連衛(wèi)星............................................................................................................4

2.3其他應用場景............................................................................................................5

2.45GNTN產(chǎn)業(yè)生態(tài).......................................................................................................6

第三章5GNTN技術標準進展及面臨挑戰(zhàn).......................................................................8

3.13GPP標準進展...........................................................................................................8

3.2CCSA標準進展.........................................................................................................11

3.35GNTN當前挑戰(zhàn).....................................................................................................12

第四章5GNTN組網(wǎng)架構(gòu)..................................................................................................15

4.15GNTN網(wǎng)絡架構(gòu)概述.............................................................................................15

4.25GNTN組網(wǎng)架構(gòu)展望.............................................................................................16

第五章5GNTN技術思考及實踐......................................................................................19

5.1芯片一體化增強......................................................................................................19

5.2終端模組增強..........................................................................................................20

5.3無線空口增強..........................................................................................................23

5.4核心網(wǎng)增強..............................................................................................................25

5.5NTN容量評估...........................................................................................................27

5.6NTN測試驗證...........................................................................................................28

5.7手機直連演進路線..................................................................................................31

第六章總結(jié).......................................................................................................................33

縮略語......................................................................................................................................35

聯(lián)合編寫單位及作者..............................................................................................................38

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第一章引言

5GNTN（5GNonTerrestrialNetwork）是面向衛(wèi)星通信和低空通信等新應

用場景的重要演進技術，標志著5G從地面走向了空間。5GNTN基于3GPP開放

標準，可實現(xiàn)衛(wèi)星通信與地面通信體制兼容，借助手機直連，可充分利用和分享

地面5G的產(chǎn)業(yè)鏈和規(guī)模經(jīng)濟效益，快速擴增衛(wèi)星通信產(chǎn)業(yè)規(guī)模。

5GNTN是星地融合通信發(fā)展的主流方向，主要包括IoTNTN和NRNTN兩條

技術路線。前者基于NB-IoT技術演進而來，側(cè)重支持物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務，提供低速數(shù)

據(jù)傳輸、短消息等功能；后者基于5GNR技術演進而來，側(cè)重支持寬帶數(shù)據(jù)、語

音和固定無線接入等功能。5GNTN為下一代空天地一體化融合通信系統(tǒng)奠定了

重要的技術基礎，目標是達成6G一張網(wǎng)，實現(xiàn)統(tǒng)一空口傳輸、統(tǒng)一接入控制、

統(tǒng)一鑒權(quán)認證和統(tǒng)一組網(wǎng)架構(gòu)，實現(xiàn)星地無感切換。

近年來，隨著衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)、手機直連和天地一體等新技術的不斷涌現(xiàn)，國內(nèi)

外產(chǎn)業(yè)各方均加快了針對5GNTN的標準、能力以及應用創(chuàng)新的試驗，成功進行

了大量5GNTN原型試驗，芯片、終端和網(wǎng)絡設備等產(chǎn)業(yè)各方均大力推進5GNTN

的技術預研。

中國電信作為國內(nèi)同時擁有衛(wèi)星移動通信和地面移動通信運營牌照的基礎

電信運營商，一方面，承接和組織我國“天通一號”衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)的民用運

營，另一方面，緊跟國家“高速泛在、天地一體、云網(wǎng)融合、智能敏捷、綠色低

碳、安全可控的智能化綜合性數(shù)字信息基礎設施建設”戰(zhàn)略，加快推進天地一體

能力構(gòu)建，積極探索5GNTN、6G等未來網(wǎng)絡標準技術與應用，基于高軌衛(wèi)星開

展了大量的5GNTN技術試驗和應用驗證。

本白皮書基于國內(nèi)外標準組織關于5GNTN技術體制的研究現(xiàn)狀及演進態(tài)勢，

提出中國電信有關5GNTN的標準、架構(gòu)及關鍵技術的展望，并結(jié)合衛(wèi)星、核心

網(wǎng)、無線網(wǎng)、終端、芯片等關鍵環(huán)節(jié)的方案論證、測試結(jié)果和性能評估，形成

5GNTN技術演進的發(fā)展建議，為中國電信未來網(wǎng)絡及業(yè)務演進提供戰(zhàn)略參考。

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第二章5GNTN應用場景及生態(tài)

5GNTN能提供媲美地面移動通信網(wǎng)的相同業(yè)務服務，包括語音、短信、物

聯(lián)、社交、視頻等。一方面，5GNTN技術適用于應急通信、交通、礦產(chǎn)、油氣、

電網(wǎng)及海事等行業(yè)場景；另一方面，5GNTN技術借助手機直連衛(wèi)星等技術，逐

步拓展到普通大眾消費群體，在增大存量用戶黏性的同時，提升了用戶APRU值。

基于5GNTN技術構(gòu)建的天地融合網(wǎng)絡，通過星間鏈，支持高中低軌衛(wèi)星資

源協(xié)同，與地面組合形成一張網(wǎng)絡，服務手持、船載、車載、機載等用戶群體，

如圖1所示。

圖15GNTN應用場景示意圖

本章將介紹手機直連衛(wèi)星、汽車直連衛(wèi)星和衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)等三大典型場景。

2.1手機直連衛(wèi)星

手機直連衛(wèi)星能滿足人們對“永不失聯(lián)、永遠在線”的需求，提供全區(qū)域、

全維度的泛在連接服務。經(jīng)濟效益與需求雙輪驅(qū)動下，技術的突破推動手機直連

業(yè)務成為大勢所趨。其應用場景包括旅游探險、應急救災、蜂窩補盲等。

1.戶外旅游探險。游客身處戶外、沙漠、高山或者乘坐游輪時，經(jīng)常面臨地

面網(wǎng)絡無信號的窘境。如2023年五一期間，新疆、甘肅、青藏等邊疆地區(qū)成為

旅游熱門地，光新疆地區(qū)接待游客超800萬人次，手機直連衛(wèi)星業(yè)務可較好滿足

游客在偏遠地區(qū)的通信需求。

2.應急救災通信。遭遇重大災害時，成片的基站損毀失能，造成斷網(wǎng)停服。

如今年8月北京、天津、河北和黑龍江等地水災期間，地面通信一度中斷，應急

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救援部門通過衛(wèi)星電話實時掌控受災區(qū)域的人員情況成為剛需。

3．固定及蜂窩網(wǎng)絡覆蓋補充。從全球來看，目前尚有80%以上的陸地區(qū)域

和95%以上的海洋區(qū)域缺少地面網(wǎng)絡覆蓋，在人煙稀少的深山、森林、沙漠等區(qū)

域，地面網(wǎng)絡部署成本過高或難度過大。當?shù)啬撩瘛⒖蒲腥藛T使用衛(wèi)星業(yè)務是一

種相對經(jīng)濟的通信手段。

圖2手機直連衛(wèi)星主要應用場景

根據(jù)中國信通院分析報告，2023年1-8月國內(nèi)市場手機總體出貨量累計1.67

億部，預估2026年將達3.14億。5GNTN屬于3GPP標準技術，基于海量普通手

機用戶群體及產(chǎn)業(yè)規(guī)模，可以大幅降低衛(wèi)星芯片、終端模組、手機的成本，使手

機直連衛(wèi)星具備經(jīng)濟可行性，三年內(nèi)預估NTN芯片出貨量有望突破5000萬片。

數(shù)據(jù)來源：中國信通院國內(nèi)手機市場運行分析報告

圖32018-2026E國內(nèi)手機出貨量及預測

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2.2汽車直連衛(wèi)星

除了手機，汽車也是大眾體驗衛(wèi)星通信服務的重要手段。國內(nèi)多個汽車生廠

商制定計劃，要在新車型前裝衛(wèi)星通信模塊，拉動汽車直連衛(wèi)星商用進程。在沙

漠、草原、戈壁、森林等越野旅游場景下提供車輛位置監(jiān)控及上報、車輛救援、

遇險呼救、社交娛樂等能力。

圖4汽車直連衛(wèi)星主要業(yè)務

基于中國汽車工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計數(shù)據(jù)測算，預計2024/2025/2026年全國汽車出

貨量約為2500/2620/2755萬臺，其中高端車占比約2%-3%。按照NTN衛(wèi)星直連

模組在高端車型前裝滲透率逐步提高的趨勢，2024年預計采用NTN技術的汽車

直連衛(wèi)星的高端車型滲透率預計達5萬臺，到2026年約為52.3萬臺。NTN汽車

直連衛(wèi)星功能前期主要搭載在高端車型為主，預計2026年逐漸拓展中低端車型。

圖55GNTN汽車2024E-2026E年預測數(shù)據(jù)

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2.3其他應用場景

5GNTN的IoTNTN路線主要應用于衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)領域，一方面，集成了NB-IoT

多次重傳、低功耗、長待機的優(yōu)點，另一方面，兼具衛(wèi)星的立體廣覆蓋能力，在

海運、航空等領域具有廣泛應用前進。而5GNTN的NRNTN路線主要應用于衛(wèi)星

寬帶業(yè)務，解決各類場景中的圖片、視頻等數(shù)據(jù)傳輸需求。典型的應用場景如下：

1.海運場景：在現(xiàn)代漁業(yè)、海洋監(jiān)測、油氣勘探、遠洋運輸?shù)阮I域，衛(wèi)星物

聯(lián)網(wǎng)主要滿足輪船（如客輪、遠洋船、漁船等）狀態(tài)、環(huán)境和位置信息上報、視

頻監(jiān)控，以及船內(nèi)人員寬帶上網(wǎng)、電話以及短信等需求。據(jù)《2022年交通運輸

行業(yè)發(fā)展統(tǒng)計公報》顯示，全國水上運輸船舶12.19萬艘，預計2026年達到12.68

萬艘。當前海運場景多采用GMR、DVB等傳統(tǒng)技術體制提供的衛(wèi)星通信服務，預

計2026年前后將運輸船舶的衛(wèi)星通信技術將逐步升級為5GNTN體制。

數(shù)據(jù)來源:交通運輸行業(yè)發(fā)展統(tǒng)計公報

圖62018-2026E全國水上運輸船舶數(shù)量及預測

2.航空場景：涵蓋民航客艙內(nèi)用戶上網(wǎng)、短信和語音等業(yè)務，以及通用航空

領域的語音調(diào)度、軌跡數(shù)據(jù)回傳等需求。中國民用航空局發(fā)布的《2022年民航

行業(yè)發(fā)展統(tǒng)計公報》顯示，截至2022年底，我國民航全行業(yè)運輸飛機期末在冊

架數(shù)4165架，全行業(yè)無人機將近百萬。預計2026年支持NTN的機載衛(wèi)星終端達

7萬個。

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3.智慧農(nóng)業(yè)：主要包含智慧農(nóng)場、智慧養(yǎng)殖兩類典型應用場景。前者基于衛(wèi)

星物聯(lián)網(wǎng)設備實現(xiàn)農(nóng)場氣象、土壤環(huán)境等監(jiān)測數(shù)據(jù)的傳輸上報，為農(nóng)業(yè)智慧化提

供精確參照；后者實現(xiàn)對牲畜的實時狀態(tài)及位置監(jiān)測，提升農(nóng)業(yè)養(yǎng)殖效率和效益。

圖7智慧農(nóng)場應用示例

4.資產(chǎn)管理：針對偏遠地區(qū)企業(yè)資產(chǎn)（如野外林區(qū)、海上風電設備、戈壁、

油氣開采設備等）的監(jiān)管需求，傳統(tǒng)蜂窩基站成本代價太高，借助衛(wèi)星連接將資

產(chǎn)當前的狀態(tài)、位置、照片等信息實時上報企業(yè)，可節(jié)省大量的人力巡檢成本以

及地面網(wǎng)投資。

圖8資產(chǎn)管理應用場景

5.智慧物流：通過衛(wèi)星通信模組監(jiān)控和跟蹤集卡、貨運車輛及貨物位置，優(yōu)

化交付和運輸路線，大幅提升物流運輸、倉儲、包裝、裝卸搬運、信息服務等各

環(huán)節(jié)的系統(tǒng)感知、統(tǒng)籌調(diào)度以及物流交接效率，降低行業(yè)成本。

根據(jù)BergInsight數(shù)據(jù)顯示，全球衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)用戶未來幾年將保持25%以

上的高復合增速，至2026年，全球衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)用戶數(shù)將達到2120萬,市場規(guī)模

將增長到10億美元級別。

2.45GNTN產(chǎn)業(yè)生態(tài)

5GNTN產(chǎn)業(yè)涉及衛(wèi)星制造、衛(wèi)星發(fā)射、衛(wèi)星運營、地面設備等多個環(huán)節(jié)，

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我國在上述環(huán)境均已形成初步布局。

衛(wèi)星制造和發(fā)射是產(chǎn)業(yè)鏈價值最集中的環(huán)節(jié)，技術成熟度高。但衛(wèi)星

整機制造難度大、研發(fā)周期長、資金投入大、發(fā)射服務成本較高，并且上

述環(huán)節(jié)存在較高的門檻和技術壁壘，中國航天科技集團、中國航天科工集

團、中科院等央企在該領域?qū)嵙π酆?。在衛(wèi)星技術體制中引入5GNTN將

是各大企業(yè)的重點方向。

在衛(wèi)星運營環(huán)節(jié)，當前具備商用服務能力的主要有航天衛(wèi)通、中國電信、

中交集團等企業(yè)，后續(xù)隨著衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的建設到位，中國星網(wǎng)等衛(wèi)星運營商將逐

步涌現(xiàn)。利用現(xiàn)有衛(wèi)星增加5GNTN基帶、或在后續(xù)衛(wèi)星系統(tǒng)中直接設計和實現(xiàn)

5GNTN技術體制，以便實現(xiàn)天地一體，已成為運營商的重要選項。

在地面設備環(huán)節(jié)，涉及信關站在內(nèi)的接入網(wǎng)和核心網(wǎng)設備，以及各類

終端、芯片及模組等，吸引了眾多企業(yè)參與，業(yè)界整體處于預研、測試及

快速催熟階段。芯片方面，紫光展銳、聯(lián)發(fā)科、高通和海思等已開展或正推進支

持NTN能力的芯片研發(fā)；終端方面，眾多的手機終端廠商及物聯(lián)網(wǎng)模組廠商也在

規(guī)劃支持NTN的終端產(chǎn)品；網(wǎng)絡設備方面，中興通信、中信科等網(wǎng)絡廠商已有支

持3GPP最新協(xié)議的NTN無線及核心網(wǎng)原型試驗設備。

目前，除國外衛(wèi)星運營商Skylo已宣布推出基于摩托羅拉手機的NTN商用服

務（APP模式的衛(wèi)星短數(shù)據(jù)）外，其他產(chǎn)業(yè)鏈參與方尚處實驗階段。國內(nèi)已有多

家運營商聯(lián)合芯片、終端及網(wǎng)絡設備提供商基于3GPPR17標準進行了多次技術

試驗和測試，從測試結(jié)果、設備成熟度、衛(wèi)星資源冗余度來看，預計2024~2025

年業(yè)界初步具備支持IoTNTN商用的終端、芯片以及網(wǎng)絡設備，而NRNTN尚需

繼續(xù)推進更大規(guī)模的技術試驗和測試，以持續(xù)完善標準協(xié)議。

未來，在海洋強國、交通強國、鄉(xiāng)村振興等國家戰(zhàn)略推動下，5GNTN產(chǎn)業(yè)

生態(tài)將更趨完善和成熟，產(chǎn)生巨大的社會和經(jīng)濟效益。

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第三章5GNTN技術標準進展及面臨挑戰(zhàn)

3.13GPP標準進展

隨著近年來衛(wèi)星通信受到的關注度不斷提升，3GPP作為通信行業(yè)最重要的

國際標準組織之一，開展了對非地面網(wǎng)絡技術體制的研究和標準化。按照3GPP

的規(guī)劃，5G的技術演進分為兩個階段，R15、R16和R17三個版本是5G的第一個

階段，之后的R18、R19和R20是第二個階段，第二個階段又被稱之為5GAdvanced，

即5G演進。

圖93GPP5GNTN演進路線

1.第一階段

3GPP在R15階段首先提出將NTN納入5G系統(tǒng)需求與應用前景的討論。

進入R16階段，3GPP標準組就終端、無線和核心網(wǎng)等方面開展了NTN系統(tǒng)

性技術研究討論。針對終端，研究了基于S/Ka頻段的衛(wèi)星通信手機功率、能耗

的影響；針對無線接入，評估了面向不同的部署場景的信道模型、多普勒頻移、

傳輸時延等重要特性估，并給出支持NTN對現(xiàn)有地面通信標準的潛在增強需求；

針對核心網(wǎng)，研究了支持衛(wèi)星透明轉(zhuǎn)發(fā)的組網(wǎng)架構(gòu)，以及網(wǎng)元功能增強需求等。

從R17版本開始，3GPP啟動了正式的NTN規(guī)范制定，并提出了NRNTN和IoT

NTN的第一個基線規(guī)范版本，旨在指導NTN快速落地。針對衛(wèi)星通信因場景距離

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遠、移動快、覆蓋廣帶來的多普勒頻偏大、信號衰減大和傳播時延大等問題，NTN

設計了空口增強協(xié)議，引入了調(diào)度時序管理、HARQ功能編排、時延補償、頻率

補償、空地快速切換移動性管理增強等先進技術，理論上支持手持及物聯(lián)網(wǎng)終端

具備直連衛(wèi)星的通信能力，可分別以5GNR或NB-IoT/eMTC協(xié)議接入5G或4G

網(wǎng)絡。

在R17標準中，NRNTN重點提出了以下增強技術：

（1）網(wǎng)絡架構(gòu)：支持透明轉(zhuǎn)發(fā)模式下手機直連衛(wèi)星，解決核心網(wǎng)側(cè)注冊、

會話建立流程中的關鍵問題。

（2）時頻同步：引入終端側(cè)和衛(wèi)星側(cè)的時頻補償機制，參考星歷信息彌補

服務鏈路（終端-衛(wèi)星）和饋電鏈路（衛(wèi)星-信關站）引入的大時延和多普勒頻偏。

（3）移動性：引入基于時間和位置信息的小區(qū)選擇/重選和切換機制，提高

了移動性管理的準確性。

（4）頻譜：引入n255（上行：1626.5-1660.5MHz，下行：1525-1559MHz）

和n256（上行：1980-2010MHz，下行：2170-2200MHz），作為支持NTN技術體制

的衛(wèi)星頻段，采取頻分雙工模式，規(guī)范了手持終端的射頻性能要求。

R17版本周期，IoTNTN復用了NRNTN相對成熟的技術方案，除此之外，IoT

NTN具有特有的非連續(xù)覆蓋要求，比如部分IoTNTN場景下衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)終端不需

要連續(xù)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，比如基于服務衛(wèi)星和星座廣播相關的輔助信息確保衛(wèi)星

物聯(lián)網(wǎng)終端能預測即將到來的衛(wèi)星、并在無衛(wèi)星覆蓋時段節(jié)省功率，適應部署稀

疏星座的衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)服務，比如超出覆蓋范圍的衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)終端設備不需要執(zhí)行

接入層（AS）功能等。

2.第二階段

在R18版標準中，NRNTN將進一步完善5G衛(wèi)星組網(wǎng)能力，重點包括：

（1）支持10GHz以上頻段部署：3GPP將考慮相關共存場景,確?；贜TN

引入的衛(wèi)星頻段不影響現(xiàn)有規(guī)范，不會導致3GPP指定的與NTN頻段相鄰的地面

頻段網(wǎng)絡服務質(zhì)量下降。R18指定的超過10GHz的3個新NTN頻段是n510、n511

和n512。

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（2）覆蓋增強：考慮NTN時延大和衛(wèi)星高速運動特性，重點增強上行信道，

在PUCCH信道引入重復傳輸機制以提高信號質(zhì)量，在PUSCH信道引入DMRS聯(lián)合

信道估計以提高信道估計準確度。

（3）移動性和服務連續(xù)性增強：針對衛(wèi)星小區(qū)頻繁切換信令開銷大的問題，

引入RACH-less和不改變PCI的切換方案優(yōu)化信令流程，降低切換開銷，并在陸

地和衛(wèi)星小區(qū)邊界通過廣播小區(qū)覆蓋范圍避免對小區(qū)頻點的盲目搜索。

（4）基于衛(wèi)星回傳架構(gòu)的星上MEC，支持星上本地數(shù)據(jù)交換功能：考慮到

某些邊緣地區(qū)（例如：偏遠農(nóng)村地區(qū)或孤島地區(qū)）的基站與核心網(wǎng)之間難以部署

回傳網(wǎng)絡，3GPP提出了集成衛(wèi)星回傳的5G網(wǎng)絡架構(gòu)。并針對衛(wèi)星鏈路引入的較

長數(shù)據(jù)包延遲和有限帶寬等問題，通過在高軌衛(wèi)星上部署UPF和/或EASDF等核

心網(wǎng)網(wǎng)元，實現(xiàn)星上MEC和星上本地數(shù)據(jù)交換。

在R18版標準中，IoTNTN體制主要增強了：

（1）移動性增強：支持無線鏈路失敗前的相鄰小區(qū)測量和相應的測量事件

觸發(fā)、支持適用于eMTC和NB-IoT的相鄰小區(qū)星歷系統(tǒng)信息信令，并沿用R17NR

NTN中引入的移動性增強方案來適應eMTC的移動性。并針對非對地靜止星座稀

疏導致的不連續(xù)覆蓋問題，增強AMF網(wǎng)絡功能，使其能夠根據(jù)衛(wèi)星的覆蓋周期調(diào)

整移動可達定時器和/或隱式去注冊定時器的值，避免網(wǎng)絡在無衛(wèi)星覆蓋時仍頻

繁尋呼衛(wèi)星接入的物聯(lián)網(wǎng)終端，并增設等待定時器來防止當衛(wèi)星覆蓋再次可用時，

大量物聯(lián)網(wǎng)終端同時向網(wǎng)絡發(fā)起移動注冊更新，產(chǎn)生信令風暴問題。

（2）業(yè)務體驗增強：通過禁用HARQ混合自動重傳請求反饋，避免由于無空

閑HARQ進程ID而無法傳輸新數(shù)據(jù)的情況，減輕了HARQ等待對物聯(lián)網(wǎng)終端設備

數(shù)據(jù)傳輸速率的影響。

5GNTN在R17和R18兩個版本的研究均是聚焦衛(wèi)星通信透明轉(zhuǎn)發(fā)模式，即

衛(wèi)星側(cè)不對所接收的數(shù)據(jù)進行調(diào)制、解編碼等信號處理操作，相關操作均依托于

信關站。這種情況下衛(wèi)星網(wǎng)絡的服務仍受地理限制（例如：在海洋等不利于建設

信關站的區(qū)域），難以真正地實現(xiàn)的全球無縫覆蓋。

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中國電信5GNTN技術白皮書

后續(xù)的R19版本將重點聚焦再生模式的NTN研究，計劃攻克用戶和通信鏈路

移動性管理難題，利用星間鏈路加強衛(wèi)星間的協(xié)同，進一步增強上行和下行覆蓋，

實現(xiàn)全球無縫覆蓋、更快數(shù)據(jù)速率、更大網(wǎng)絡容量，助力汽車、無人機等新型終

端設備獲得可靠連接。同時，R19版本將增加衛(wèi)星通信的新場景，包括不連續(xù)鏈

路存儲和轉(zhuǎn)發(fā)的物聯(lián)網(wǎng)應用、獨立運行的GNSS、衛(wèi)星接入的定位增強、同一衛(wèi)

星下的UE組間通信等。

此外，ITU也在為IMT-2020技術方案的收集召集各標準化組織提交就衛(wèi)星

無線接口技術（SRIT）的備選方案及相關評估，將在2023年12月的ITUWP4B

大會處理。3GPP承接此要求在接入網(wǎng)側(cè)已于2023年3月展開專項研究，該項目

基于R17版本的NRNTN及IoTNTN按照ITU要求進行相關自評估，預計將于2023

年12月基于相關評估結(jié)果向ITU提交3GPP的衛(wèi)星接入技術備選方案。

3.2CCSA標準進展

作為國內(nèi)行業(yè)標準的主要陣地，CCSA主要參考3GPP規(guī)范，面向國內(nèi)運營商

的實際需求，在5GNTN標準方面，當前其主要聚焦透明轉(zhuǎn)發(fā)、低軌衛(wèi)星NR互聯(lián)

網(wǎng)、IoTNTN等三個技術方向，基于3GPP標準進行國內(nèi)定制化工作。具體包括：

一是鑒于透傳轉(zhuǎn)發(fā)模式對衛(wèi)星和網(wǎng)絡運維要求低、易運維，當前主要推薦采

用透明轉(zhuǎn)發(fā)模式進行NTN初步部署。

二是考慮到國內(nèi)LEO衛(wèi)星資源受限、產(chǎn)業(yè)鏈不成熟、GEO衛(wèi)星和頻譜資源已

初具條件，建議在無線接入層面重點關注IoTNTN的空口支持，在核心網(wǎng)層面同

時支持IoTNTN和NRNTN兩種業(yè)務類型，正完備NTN窄帶物聯(lián)的行標體系。

三是全力推進衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)技術標準化，鑒于CCSA覆蓋無線、核心網(wǎng)和承載

網(wǎng)全的優(yōu)勢，組織制定完整的國內(nèi)衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)標準，后續(xù)向3GPP貢獻國內(nèi)方案。

與此同時，CCSA充分考慮到國內(nèi)運營商的高軌衛(wèi)星優(yōu)勢，立足國內(nèi)現(xiàn)狀，

推動國內(nèi)標準化方案。其中無線通信技術委員會（TC5）和航天通信技術（TC12）

緊跟技術發(fā)展，配合產(chǎn)業(yè)需求，基于國內(nèi)外動態(tài)，提出首波衛(wèi)星業(yè)務主要是面向

IoTNTN的物聯(lián)網(wǎng)服務，未來演進NRNTN，以此全面推進國內(nèi)的5G衛(wèi)星行標標

準工作。

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中國電信5GNTN技術白皮書

中國電信發(fā)揮既有衛(wèi)星又有地面網(wǎng)的優(yōu)勢，先行布局IoTNTN技術體系，牽

頭NTN窄帶物聯(lián)標準體系，通過《基于非地面網(wǎng)絡（NTN）的物聯(lián)網(wǎng)窄帶接入

（NB-IoT）接入網(wǎng)總體技術要求（第一階段）》等五項接入網(wǎng)行業(yè)標準立項，包

括“接入網(wǎng)總體技術要求、衛(wèi)星接入節(jié)點設備技術要求、衛(wèi)星接入節(jié)點設備測試

方法、終端設備技術要求和終端設備測試方法”等。該系列行標主要參考3GPPR17

及R18的NTN物聯(lián)網(wǎng)技術，將NB-IoT與衛(wèi)星通信結(jié)合，助力我國構(gòu)建天地一體

的窄帶物聯(lián)網(wǎng)絡。在核心網(wǎng)方面，通過立項《基于非地面網(wǎng)絡的物聯(lián)網(wǎng)窄帶接入

（NB-IoT）核心網(wǎng)技術要求和測試方法（第一階段）》標準，啟動配套核心網(wǎng)行

標規(guī)范工作，明確和完善IoTNTN對于核心網(wǎng)的技術要求，推動IoTNTN技術在

我國的應用落地。

在寬帶NRNTN行標領域，中國電信一是牽頭了基于R17NTN核心網(wǎng)總體技

術的《支持衛(wèi)星接入的5G核心網(wǎng)技術要求（第一階段）》行標立項，主要研究注

冊區(qū)域分配與管理、移動性限制及基于UE位置的接入控制等關鍵技術；二是聯(lián)

合中國信通院提交第一階段技術要求的測試方法立項，研究和完善測試用例；三

是完成《支持衛(wèi)星接入的5G核心網(wǎng)技術要求（第二階段）》的行標立項，研究非

連續(xù)衛(wèi)星覆蓋下的終端移動性管理和星上用戶面邊緣計算和數(shù)據(jù)交換技術等。

在天地一體頻率領域，中國電信在TC5牽頭了《IMT地面網(wǎng)絡與未來NTN衛(wèi)

星網(wǎng)絡鄰頻共存兼容性研究》行標立項，在TC12牽頭了《基于高低軌協(xié)同的天

地一體組網(wǎng)技術研究》、《面向多種應用場景的星地融合終端技術研究》等行標立

項，從頻率、組網(wǎng)、終端提升等各個維度開展科研布局，推動天地一體星地融合

技術進展。

3.35GNTN當前挑戰(zhàn)

自3GPPR15版本開始，5GNTN便被納入5G標準體系，并將在5GAdvanced

中持續(xù)演進。在R17基礎上，NTN覆蓋增強、移動性增強、物聯(lián)網(wǎng)增強、高低協(xié)

同等技術方面尚有諸多待進一步成熟和完善之處。

后續(xù)，3GPP將兼顧5GNTN中的遺留問題和6G需求，在5GAdvanced標準

中開展持續(xù)研究，主要將聚焦：

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1.時域方面。由于高低軌衛(wèi)星的傳播延時存在較大差異，終端需要具備大范

圍動態(tài)調(diào)整上行定時提前參量的能力。同時低軌衛(wèi)星的快速移動，需要終端具備

短時間內(nèi)完成大范圍的TA調(diào)整能力。另外，時延的大范圍波動還會影響HARQ

過程，不同傳播時延的鏈路應適配靈活的HARQ進程數(shù)量以滿足業(yè)務要求。

2.頻域方面。衛(wèi)星通信涉及到了多個頻段的管理和協(xié)同，復雜程度遠高于地

面網(wǎng)絡。針對L/S/Ka/Ku等衛(wèi)星頻段，首先應關注解決干擾共存問題，其次為提

高無線頻譜的利用效率，衛(wèi)星頻率和地面網(wǎng)頻率間的干擾共存和資源協(xié)調(diào)具有較

大挑戰(zhàn)。

3.芯片及終端方面。衛(wèi)星網(wǎng)絡要求終端提供更大的發(fā)射功率來彌補衛(wèi)星上行

鏈路信號衰減的問題。在標準演進中，需設計適應衛(wèi)星環(huán)境的無線測量機制，結(jié)

合位置、星歷等信息有選擇地切換終端的工作狀態(tài)和無線測量方式。同時，考慮

到語音業(yè)務對于衛(wèi)星移動通信網(wǎng)絡的重要性，以及國內(nèi)星座規(guī)模及容量較小，需

強化信源編解碼解決方案及端網(wǎng)協(xié)同解決方案的研究。另外，單模5GNTN芯片

會增加消費者購機成本，規(guī)模推廣受限，采用5GNTN芯片與5G芯片的一體化設

計和融合，借助5G產(chǎn)業(yè)完成NTN技術的快速推廣是較為經(jīng)濟的解決途徑。

4.網(wǎng)絡架構(gòu)方面。未來，再生模式是將地面移動網(wǎng)絡能力加載到衛(wèi)星的基礎

技術，但亟需解決大量快速移動的低軌衛(wèi)星給5G網(wǎng)絡架構(gòu)帶來的影響。首先應

關注和解決運動中無線網(wǎng)與核心網(wǎng)之間連接的動態(tài)變化導致的通信效率問題，其

次應關注和解決UE不斷變換連接的衛(wèi)星帶來的移動管理問題，最后應關注和解

決星間鏈連接拓撲的動態(tài)變化帶來的承載切換導致的QoS不穩(wěn)定問題。在當前

R17版本下，再生網(wǎng)絡模式暫不成熟，透傳模式是更可靠的選擇。故當前階段，

基于透傳模式構(gòu)建5GNTN網(wǎng)絡，與地面5G網(wǎng)絡融合，將是運營商重點關注事項。

5.網(wǎng)絡功能方面。目前較成熟的IoTNTN技術從NB-IoT演進而來，NB-IoT

基于地面網(wǎng)絡環(huán)境設計，僅支持小數(shù)據(jù)和短信業(yè)務，暫不支持語音業(yè)務。考慮到

語音業(yè)務對于NTN進手機直連市場的重要推進作用，需重點關注通過增強IoT

NTN核心網(wǎng)能力，實現(xiàn)對語音業(yè)務的支持。相較地面網(wǎng)絡，衛(wèi)星移動通信網(wǎng)絡在

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傳播延遲、鏈路預算、多普勒頻偏、移動性管理和大半徑小區(qū)等方面均存在較大

差異，業(yè)界應關注和進一步優(yōu)化時延、覆蓋、移動性、調(diào)度、信令裁剪等技術。

6.衛(wèi)星共享方面?？紤]到中低軌衛(wèi)星系統(tǒng)重點在于全球覆蓋，其商業(yè)閉環(huán)需

要基于全球市場統(tǒng)籌考慮，為提升衛(wèi)星投資效率，衛(wèi)星運營商需重點解決衛(wèi)星與

跨國地面運營商新型組網(wǎng)模式下的網(wǎng)絡、頻率、承載、信關站等共建共享策略和

運營主體的權(quán)益等。

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第四章5GNTN組網(wǎng)架構(gòu)

4.15GNTN網(wǎng)絡架構(gòu)概述

從標準組角度，5GNTN技術適用于高軌、低軌等多種星座部署場景，是實

現(xiàn)星地網(wǎng)絡融合發(fā)展的可行技術路線。5GNTN網(wǎng)絡分為用戶段、空間段和地面

段三部分。其中用戶段由各種用戶終端組成，包括手持、便攜站、嵌入式終端、

車載、船載、機載終端等；空間段即星座中的所有衛(wèi)星,作為通信中繼站,提供用

戶段與地面段之間的連接，衛(wèi)星可以是高軌衛(wèi)星、中軌衛(wèi)星或低軌衛(wèi)星；地面段

包含信關站、網(wǎng)絡設備、衛(wèi)星控制中心、測控站及地面支撐網(wǎng)等，用戶通過地面

段接入核心網(wǎng)。除此之外，地面段還包含對空間段的測控、網(wǎng)絡運行管理及用戶

管理等功能。整體架構(gòu)如圖10所示。

圖10衛(wèi)星網(wǎng)絡分層架構(gòu)示意圖

5GNTN網(wǎng)絡基于不同的應用場景與差異化的用戶需求為，聚焦數(shù)據(jù)業(yè)務傳

輸、短消息交互以及語音通話等功能，支持多體制融合、多形態(tài)終端、多場景漫

游、靈活自主可控。針對5GNTN，3GPP提出了兩種架構(gòu)模式，透明轉(zhuǎn)發(fā)和星上

再生。如圖11和圖12所示。

1.透明轉(zhuǎn)發(fā)架構(gòu)中，終端與地面基站之間通過服務鏈路和饋線鏈路連接，衛(wèi)

星提供射頻中繼轉(zhuǎn)發(fā)功能，實體衛(wèi)星和地面網(wǎng)關對數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)發(fā)過程透明。該架構(gòu)

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可應用于新發(fā)射衛(wèi)星技術體制，也可復用現(xiàn)有衛(wèi)星資源（具備透明轉(zhuǎn)發(fā)能力），

利于5GNTN快速商業(yè)落地。

圖115GNTN透明轉(zhuǎn)發(fā)架構(gòu)

2.星上再生架構(gòu)中，5GNTN基站功能集成到衛(wèi)星側(cè),如圖12所示。該架構(gòu)

具有靈活組網(wǎng)、傳輸時延低、支持跳波束資源靈活調(diào)度的特點，但技術復雜度和

衛(wèi)星成本較高。

圖125GNTN可再生網(wǎng)絡架構(gòu)

4.25GNTN組網(wǎng)架構(gòu)展望

在推進天地一體網(wǎng)絡建設工作中，面對“天星”、“地網(wǎng)”體制分離的現(xiàn)實問

題，中國電信結(jié)合地面網(wǎng)絡和衛(wèi)星網(wǎng)絡的雙重運營經(jīng)驗，基于5GNTN技術標準，

提出星地漫游和星地融合兩種網(wǎng)絡架構(gòu)。

1.星地漫游

星地漫游場景下，5GNTN網(wǎng)絡與地面蜂窩網(wǎng)絡之間通過國際漫游/省間漫游

實現(xiàn)用戶的自主接入，實現(xiàn)星地網(wǎng)絡的能力協(xié)同。用戶可在5GNTN網(wǎng)絡和地面

蜂窩網(wǎng)絡間漫游，5GNTN網(wǎng)絡用戶可根據(jù)自身需求漫入地面蜂窩網(wǎng)絡，通過地

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面蜂窩網(wǎng)絡使用高清語音、視頻通話、數(shù)據(jù)傳輸?shù)葮I(yè)務；地面蜂窩網(wǎng)絡用戶可在

無覆蓋或應急場景下漫入5GNTN網(wǎng)絡，使用短信、語音、低速數(shù)據(jù)等業(yè)務。星

地漫游網(wǎng)絡架構(gòu)如圖13和圖14所示。

圖135GNTN用戶漫游到地面蜂窩網(wǎng)絡架構(gòu)

圖14地面蜂窩網(wǎng)絡用戶漫游到5GNTN網(wǎng)絡架構(gòu)

2.星地融合

星地融合是星地漫游網(wǎng)絡架構(gòu)的進一步演進，在星地融合網(wǎng)絡架構(gòu)中，衛(wèi)星

作為一種接入方式經(jīng)信關站連接到天地一體化核心網(wǎng)，為用戶提供無差別化的基

礎通信業(yè)務和增值業(yè)務，同時可為行業(yè)專網(wǎng)客戶提供衛(wèi)星5GLAN、星上邊緣計

算和切片等業(yè)務。天地一體階段的網(wǎng)絡架構(gòu)如圖15所示。

中國電信星地融合網(wǎng)絡架構(gòu)將實現(xiàn)5GNTN衛(wèi)星網(wǎng)絡與地面蜂窩網(wǎng)絡的深度

融合，提供彈性可重構(gòu)的靈活組網(wǎng)能力，支持星地網(wǎng)絡節(jié)點功能的柔性分割，實

現(xiàn)星地多層網(wǎng)絡間自適應路由，支持星地一體靈活部署及靈活遷移，通過智能網(wǎng)

絡統(tǒng)一管理系統(tǒng)，實現(xiàn)星地網(wǎng)絡資源協(xié)同調(diào)度及頻譜資源高效利用。以汽車直連、

手機直連為代表的終端用戶可以無感接入最合適的網(wǎng)絡節(jié)點，并在星地間無縫切

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中國電信5GNTN技術白皮書

換。相比傳統(tǒng)地面網(wǎng)絡架構(gòu)及星地漫游網(wǎng)絡架構(gòu)，星地融合網(wǎng)絡架構(gòu)提供的無處

不在、無感接入、無縫切換的通信網(wǎng)絡服務，將構(gòu)建起性能更優(yōu)異的獨特競爭優(yōu)

勢。

圖15星地融合網(wǎng)絡架構(gòu)

對于5GNTN來說，受限于標準不完善、端到端產(chǎn)業(yè)不成熟，整體來看，其

網(wǎng)絡架構(gòu)前期應以透明轉(zhuǎn)發(fā)為主，構(gòu)建星地漫游網(wǎng)絡架構(gòu)；后期隨著衛(wèi)星技術、

星上再生技術的成熟，再按需調(diào)整網(wǎng)絡架構(gòu)部署形態(tài)，逐步遷移到星地融合上來，

真正實現(xiàn)星地一體無縫切換。

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中國電信5GNTN技術白皮書

第五章5GNTN技術思考及實踐

中國電信在5GNTN技術體制演進上持續(xù)探索，聯(lián)合端到端行業(yè)合作伙伴，

從芯片、終端、無線網(wǎng)、核心網(wǎng)、容量評估和測試驗證等維度不斷推進5GNTN

技術和產(chǎn)業(yè)成熟，為未來5GNTN商用打造核心能力。

5.1芯片一體化增強

5GNTN芯片的繁榮對5GNTN產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要意義。目前來看，對于5GNTN

芯片，已有IoTNTN單模芯片商用，但NRNTN芯片暫時未商用，各大芯片廠商

均處于探索和實驗階段。

考慮到現(xiàn)有5G技術廣泛應用，5G芯片產(chǎn)業(yè)成熟，因此，實現(xiàn)5GNTN與5G

芯片的一體化，借助5G芯片的規(guī)模效應，實現(xiàn)5GNTN技術的快速推廣，將是芯

片發(fā)展的必由之路。接下來，本白皮書將從射頻、基帶、軟件、成本、功耗等幾

個方面來探討5GNTN芯片一體化方案的可行性。

1.從射頻來看，5GNTN支持的頻段集中在L/S/Ka頻段，目前5G芯片在FR1

（6GHz以下）頻段較為成熟，可平滑升級支持L/S頻段；對于Ka頻段，隨著5G

芯片在FR2（24.25GHz~52.6GHz）頻段的逐漸成熟，其融合進5G芯片也將具有

相當可行性。對于IoT芯片，主要包括NB-IoT、CatM、Cat1等類型，支持L/S

頻段，不支持Ka波段。

2.從基帶來看，5GNTN要求芯片能夠讀取并解析星歷信息、獲取自身所處

位置、預補償終端和衛(wèi)星之間的時延，以及糾正多普勒頻偏。5G芯片一般通過

軟件升級即可滿足以上要求，IoT芯片則有所區(qū)別，部分IoT芯片采用軟架構(gòu)基

帶，可通過軟件升級，支持計算和預補償終端和衛(wèi)星之間的時延，以及多普勒頻

偏。

3.從軟件來看，對于IoTNTN，需要芯片支持4G/5G協(xié)議棧，對于NRNTN，

需要芯片支持5G協(xié)議棧。目前5G芯片支持4G/5G協(xié)議棧，IoT芯片目前以支持

4G協(xié)議棧為主，未來支持5G協(xié)議棧需要做軟件升級。

4.從成本來看，需要芯片支持GNSS能力。目前大部分5G芯片和部分IoT

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中國電信5GNTN技術白皮書

芯片支持GNSS能力，但是對于沒有集成GNSS能力的芯片，需要額外增加支持

GNSS能力帶來的成本。

5.從功耗來看，目前5G芯片和IoT芯片支持C-DRX、eDRX及PSM等蜂窩省

電技術，這些技術都可以平滑遷移到NTN中達到省電的效果。

根據(jù)上述分析，無論是5G芯片還是IoT芯片，都能平滑演進支持L和S頻

段的NTN通信，可以借助現(xiàn)有蜂窩通信中的省電技術節(jié)省功耗，但是面臨一定的

軟件升級和成本增加，比如增加GNSS芯片組和5G協(xié)議棧軟件升級等，后續(xù)需持

續(xù)開展芯片一體化的研發(fā)及測試工作。

5.2終端模組增強

5GNTN網(wǎng)絡，特別是IoTNTN網(wǎng)絡，由于系統(tǒng)帶寬小、信號衰減大，其速

率、容量等性能受到限制，因此，需要終端側(cè)適應性增強以與網(wǎng)絡側(cè)實現(xiàn)端網(wǎng)協(xié)

同，共同保障短信、語音等業(yè)務性能。

5.3.1語音編碼增強

常見的語音編碼方案有AMR-NB（4.75~12.2kbps），AMR-WB（6.6~23.85kbps），

EVS-NB（5.9~24.4kbps）和EVS-WB（5.9~128kbps）。對于NRNTN，其上下行速

率較高，上述語音編碼方案中的低速率模式可以適用，若NRNTN的帶寬能夠進

一步增強，上述語音編碼方案中的高速率模式也將可以應用。但是，對于IoTNTN，

因為帶寬受限，如果承載語音業(yè)務，需采用2.4kbps/1.2kbps或者更低速的語音

編碼方案。低速語音編碼雖然解決了帶寬受限問題，但是卻導致語音質(zhì)量下降。

因此，開展低速語音編碼方案研究，在降低語音編碼速率的同時，盡可能地保證

語音質(zhì)量，對于IoTNTN具有重要意義。

低速語音編碼方案主要有波形編碼、參數(shù)編碼、混合編碼。其中，波形編碼

語音質(zhì)量好，但是編碼速率高；參數(shù)編碼相比波形編碼速率較低，但語音質(zhì)量一

般沒有波形編碼好；混合編碼結(jié)合了波形編碼和參數(shù)編碼的優(yōu)勢，可在低編碼速

率條件下盡量實現(xiàn)較好的語音質(zhì)量，是未來低速語音編碼方案的重要方向之一。

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中國電信5GNTN技術白皮書

近年來，隨著AI技術大力發(fā)展，通過AI預訓練語音編解碼大模型，可進一

步降低語音編解碼速率，其理論極限已被論證可降低至0.1kbps。此外，在接收

端通過AI模型亦可對語音進行降噪，從而提高語音質(zhì)量，以滿足高軌衛(wèi)星低速

率高質(zhì)量語音通話需求。

低速語音編解碼方案如下圖所示，其中，低速語音編解碼器部署于終端和

IMS語音網(wǎng)關中。在終端和IMS語音網(wǎng)關間，語音流采用低速語音編解碼方案，

在IMS語音網(wǎng)關，實現(xiàn)低速語音編碼和標準語音編碼之間的轉(zhuǎn)換。

圖16低速語音編解碼方案網(wǎng)絡架構(gòu)

5.3.2端網(wǎng)協(xié)同增強

5GNTN網(wǎng)絡資源有限，接入的終端數(shù)量大、種類多，為滿足不同場景和不

同用戶的差異化服務需求，需合理規(guī)劃網(wǎng)絡資源，實現(xiàn)終端和網(wǎng)絡有效協(xié)同。端

網(wǎng)協(xié)同，即網(wǎng)絡根據(jù)網(wǎng)絡資源狀態(tài)和相關策略，實時優(yōu)化不同終端模組的資源使

用情況，達到網(wǎng)絡資源利用合理化的目的。

圖17端網(wǎng)協(xié)同方案

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中國電信5GNTN技術白皮書

如上圖所示，端網(wǎng)協(xié)同策略下，網(wǎng)絡可下發(fā)命令至終端，控制終端網(wǎng)絡交互

及數(shù)據(jù)上報。具體來說，端網(wǎng)協(xié)同包括擁塞控制、搜網(wǎng)控制和終端信息上報等需

求。

1.擁塞控制

5GNTN作為地面網(wǎng)絡的補充，資源寶貴，可以為有限用戶提供服務，當發(fā)

生擁塞時，如何為用戶合理分配資源，對某些場景如搶險救災至關重要。

中國電信5GNTN網(wǎng)絡方案中，通過以下三種方式，實現(xiàn)基于用戶，業(yè)務和

擁塞程度的精準控制：

劃分用戶優(yōu)先級：對于搶險救災，海外作業(yè)等危險場景的用戶，提供高

優(yōu)先級服務，其他用戶根據(jù)使用場景再劃分為多個等級。

擁塞程度判決：網(wǎng)絡側(cè)實時監(jiān)控無線資源狀態(tài)，根據(jù)無線資源使用狀態(tài)

判決擁塞等級，不同的擁塞等級采取不同的擁塞控制策略。

劃分業(yè)務優(yōu)先級：將語音、短信、數(shù)據(jù)、位置上報等業(yè)務劃分不同的優(yōu)

先級，結(jié)合擁塞程度，做進一步精準的業(yè)務控制。

2.搜網(wǎng)控制

洪水或者地震等重大災害，會破壞地面網(wǎng)絡通信設施，終端如果繼續(xù)采用原

有的搜網(wǎng)策略，會造成較大的搜網(wǎng)時延。在災害發(fā)生時，網(wǎng)絡檢查通信設施狀態(tài)，

在地面網(wǎng)絡失效區(qū)域設置電子圍欄。電子圍欄中的終端優(yōu)先搜索并使用5GNTN

網(wǎng)絡，同一波束下的其他區(qū)域優(yōu)先搜索并使用地面網(wǎng)絡，從而達到網(wǎng)絡資源向災

區(qū)傾斜的目的。

3.終端信息上報

終端網(wǎng)絡狀態(tài)信息上報對于網(wǎng)絡優(yōu)化至關重要，網(wǎng)絡可以動態(tài)控制上報的信

息種類和時機，實現(xiàn)后續(xù)擴展應用。

終端身份信息的上報，如IMEI，網(wǎng)絡可以通過此類信息核實終端是否合

法，維護網(wǎng)絡環(huán)境。

無線參數(shù)的上報，如RSRP、SINR等，網(wǎng)絡可以通過此類信息獲取到地

面的無線情況，從而實現(xiàn)無線網(wǎng)絡的自動優(yōu)化，如不同波束、區(qū)域的功

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中國電信5GNTN技術白皮書

率靈活調(diào)整等。

5.3無線空口增強

為適應衛(wèi)星移動通信場景的大鏈路延時、大多普勒頻偏的特點，5GNTN在

地面蜂窩技術基礎上進行了時頻同步以及時序關系增強，使得地面空口技術順利

擴展到衛(wèi)星移動通信場景。

1.時頻同步增強。頻域同步方面，終端和網(wǎng)絡均具備頻率預補償能力，可抵

消多普勒效應導致的頻率偏差。時域同步方面，終端可基于GNSS信息、系統(tǒng)消

息下發(fā)的星歷信息或軌道信息進行時間補償，實現(xiàn)時間同步。

2.時序關系增強。為適配衛(wèi)星通信中的大尺度時延，引入K_offset、K_mac

定時參數(shù)等，優(yōu)化衛(wèi)星場景大RTT往返時延下的調(diào)度時序，同時，終端可以上報

定時提前量，為基站進行時序關系增強提供基礎。

通過以上增強，無線空口初步具備了應用于衛(wèi)星場景的能力。然而，在實際

運營中，5GNTN需面向手機直連、車聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等場景，支持短信收發(fā)、語

音通話、數(shù)據(jù)上網(wǎng)等多種業(yè)務。為滿足多樣化業(yè)務需求，5GNTN無線空口需持

續(xù)推進技術迭代，并重點從無線承載、時延、覆蓋、移動性、調(diào)度和信令裁剪等

方面，不斷優(yōu)化自身性能。

1.無線承載優(yōu)化

IoTNTN無線數(shù)據(jù)傳輸支持CP模式和UP模式，CP模式支持數(shù)據(jù)通過NAS

信令傳輸，可承載數(shù)據(jù)少，適合物聯(lián)網(wǎng)突發(fā)小包業(yè)務；UP模式通過建立正常的

數(shù)據(jù)無線承載DRB進行數(shù)據(jù)傳輸，適合持續(xù)性數(shù)據(jù)業(yè)務。

UP模式支持兩個DRB，可分別用于承載語音信令和語音碼流，通過為每個

DRB配置不同的屬性，如UM/AM模式、QCI/優(yōu)先級等，可以有效滿足語音碼流和

信令兩種數(shù)據(jù)對傳輸和承載的不同要求。例如，可以為語音碼流DRB配置較高的

優(yōu)先級，保證語音數(shù)據(jù)能夠得到更多的調(diào)度機會，保證語音傳輸?shù)募皶r性。也可

以為語音碼流DRB配置UM模式，減少RLC層信令交互，有效降低系統(tǒng)的負荷。

對于衛(wèi)星移動通信而言，語音業(yè)務是一類重要業(yè)務，有必要推動IoTNTN

盡快支持UP模式以滿足語音業(yè)務要求。

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中國電信5GNTN技術白皮書

2.業(yè)務時延優(yōu)化

使用衛(wèi)星中繼會引入較大的空口時延，高軌衛(wèi)星的RTT往返時間約500ms。

對語音業(yè)務，實時性要求較高，但可以容忍一定程度的丟包率?；诖颂攸c，引

入HARQ關閉功能以降低傳輸時延，使類似語音需求的業(yè)務可以適用于衛(wèi)星通信

場景。

在HARQ關閉時，上下行調(diào)度不考慮數(shù)據(jù)錯誤和重傳，下行調(diào)度可以在上一

次下行調(diào)度的PDSCH發(fā)送完成之后立即開始發(fā)送，省略等待上行HARQ反饋的過

程，節(jié)省確認時間。上行調(diào)度可以在UE發(fā)送完上行數(shù)據(jù)后立即開始，節(jié)省上行

數(shù)據(jù)空口傳輸時間。

3.覆蓋能力優(yōu)化

星地大尺度傳輸衰落會影響無線電信號接收，特別是對于NRNTN系統(tǒng)，由

于帶寬較大，終端發(fā)射功率較低，造成上行信道容易受限。針對NRNTN技術，

需要進行上行覆蓋增強，可引入公共PUCCH重復發(fā)送功能及PUSCHDMRS綁定功

能，基于衛(wèi)星移動通信特點做針對性增強以提升覆蓋能力。

關于PUCCH的覆蓋增強，傳統(tǒng)地面網(wǎng)絡已支持專用PUCCH重復發(fā)送，可以復

用到NTN中。但對于公共PUCCH，則沒有重復發(fā)送機制，這意味著公共PUCCH的

覆蓋性能難以滿足NTN的需求。為應對此問題，需引入公共PUCCH重復傳輸功能。

PUSCHDMRS綁定已在地面網(wǎng)絡中已經(jīng)得到了支持，但在NTN網(wǎng)絡中，衛(wèi)星

的高速移動可能帶來定時漂移，從而導致傳輸信號隨著時間發(fā)生相位旋轉(zhuǎn)。當相

位旋轉(zhuǎn)大于一定門限，DMRS綁定所需滿足的相位連續(xù)性會被破壞。為盡量在較

長的時間窗內(nèi)進行DMRS綁定以獲取較高的增益，NTN用戶需支持預補償能力來

應對定時漂移帶來的相位旋轉(zhuǎn)，使其誤差小于相位連續(xù)性所需門限。

4.移動性優(yōu)化

在衛(wèi)星移動通信場景中，考慮到衛(wèi)星具有高動態(tài)性、LOS信道等特點，需開

展移動性（重選或切換）優(yōu)化。

NTN以LOS信道為主，信道衰落與用戶到衛(wèi)星的距離強耦合。因此，在NTN-NTN

移動性場景中，可引入基于用戶位置的小區(qū)重選和條件切換機制。當用戶到參考

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點的距離滿足一定條件的情況下，可觸發(fā)小區(qū)重選或者條件切換。同時，也可基

于衛(wèi)星實時空間位置來觸發(fā)小區(qū)重選或條件切換。此外，在NTN中，還要考慮饋

線鏈路（衛(wèi)星與地面網(wǎng)關）的切換。NTN可以支持硬切換和軟切換。在硬切換中，

衛(wèi)星在同一時間只能連接一個地面網(wǎng)關。在軟切換中，衛(wèi)星可以在一段時間內(nèi)同

時連接超過一個地面網(wǎng)關。饋線鏈路切換的時間點由NTN網(wǎng)絡確定，用戶的上下

文信息可通過NG接口或Xn接口在基站間傳遞。

在NTN-地面網(wǎng)移動性場景中，NTN覆蓋區(qū)域周邊不一定有地面網(wǎng)覆蓋。為避

免不必要的地面蜂窩小區(qū)測量，需引入新的SIB信息廣播地面網(wǎng)覆蓋信息。當周

邊無地面網(wǎng)覆蓋時，用戶無需進行地面網(wǎng)鄰小區(qū)測量。

此外，為了針對低軌衛(wèi)星移動通信場景進行適應性優(yōu)化，還需引