华为新专利：“5G基站部署在卫星上”

原创 52RD 2023-12-26 16:08

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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。