本文版权为《邮电设计技术》所有，如需转载请联系《邮电设计技术》编辑部
摘要：星地网络天然存在较强的互补性，为实现广域无缝覆盖，星地网络融合是未来网络演进的必然趋势。目前，受限于星地网络在体制、架构以及应用场景的差异性，星地网络融合程度较低。为快速推进融合网络发展，迫切需要开展星地融合场景与解决方案的挖掘探索。为此，提出了非地面网络与地面蜂窝网络协同应用场景以及潜在的增强方案，以实现星地网络资源的统一协调，提升资源利用率与用户体验，并进一步展望了未来星地融合网络发展前景。
关键词：星地融合；非地面网络；5G/6G
doi：10.12045/j.issn.1007-3043.2024.07.007
背景
1.1 地面蜂窝网现状
地面蜂窝网可提供高清通话、宽带数据等业务，以及超大连接、超低时延等极致的行业定制业务能力，被广泛用于通信容量需求高、用户连接数目多、流量密度大等公众通信场景和工业、能源、交通等行业领域，目前已成为全球用户的主要通信网络。
随地海空天应用场景的出现，单独的地面蜂窝网在网络能力和网络成本角度，难以满足多样性的业务需求。一是难以在特殊场景应用，在机载通信方面，受限于地面蜂窝网的立体覆盖能力，难以解决高空立体覆盖问题；此外，蜂窝覆盖能力受地形限制较大，单独的地面蜂窝网难以满足海域等场景的超远覆盖需求。二是缺乏广域覆盖手段，地面蜂窝网单站覆盖能力有限，在低话务量的偏远地区，仍存在大范围覆盖盲区。三是易受到地震、洪水等灾害影响，造成通信中断，不能满足救援通信需求。因此，急需受环境影响小、低成本以及具备应急覆盖能力的覆盖方案成为地面蜂窝网补充，满足上述场景和应用需求。
1.2 卫星通信发展现状
卫星通信经过几十年的发展，目前主要有2个分支，一种是延续传统卫星通信路线，采用甚小天线口径终端（VSAT）与卫星连接提供通信服务，该方式近年来面向宽带通信演进；另一种是采用手持终端与卫星直连通信，该方式主要面向行业用户，提供语音、数据等业务能力，可保障蜂窝覆盖盲区的通信。
但卫星通信的大规模推广也面临应用场景和成本的挑战。一方面卫星通信场景受限，甚小天线口径终端的口径通常在30cm以上，主要用于车载、船载等场景，缺乏便携性；而手持终端虽便携性好，但个人用户通信业务主要发生在室内，卫星通信由于距离远、空间损耗大，难以解决室内通信问题，故单一卫星通信无法满足个人用户通信需求。另一方面，卫星通信应用场景的限制导致其目标人群、产业规模有限，难以摊平卫星星座高昂的建设成本，推广难度大，制约了卫星通信的发展。
1.3 星地协同发展
卫星通信广覆盖能力与地面蜂窝网高性能宽带通信能力形成较强的互补。依托卫星通信可有效解决现阶段低话务区域广覆盖，以及海域、航空等特殊场景的覆盖需求；同时，地面蜂窝网也可作为卫星通信在室内或遮挡场景的有效补充，保障用户业务体验。近年来，手机直连卫星通信成为研究热点，国内外标准组织、研究机构以及设备厂家纷纷开展合作，推出星地融合解决方案，也利用规模化蜂窝产业的方式降低卫星通信成本。
