“捅破天”的NTN到底能“捅”多高？

时间： 2024-02-18 来源：是德科技KEYSIGHT公众号

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如果说苹果手机的卫星短信功能是“序幕”的话，那么今年的国内大厂发布的可以直连卫星的手机绝对称得上是大戏的“高潮”，彻底引爆了NTN（Non-Terrestrial Network）－非地面通信网络的概念。片刻之间，NTN这个词就传遍了大街小巷，被大家称为是可以“捅破天”的技术。

图 1

如果大家想彻底了解NTN技术并搞清楚以上问题，可以即刻点击下面的图片报名参加KEYSIGHT即将举办的Keysigt World Innovation论坛新技术部分，看看来自各方的大咖是如何看待NTN的。本微信后面有议程介绍。

图 2

欲与“天宫”试比高？

首先大家来看一个有趣的问题，我国的“天宫”空间站有多高？NTN是否可以“捅”到这个高度？

其实，“天宫”空间站距离地球大约400公里的距离，处于地球低轨道卫星的距离范围，在这个区间是低轨道卫星发射的密集区。而为大家所熟知的星链（Starlink）系统的一部分卫星就处于差不多的高度（为了安全起见，“天宫”略高于这些“星链”卫星，约离地距离340公里。）“天宫”为什么会选择这个高度呢？有知道的小伙伴可以在下面的评论区留言。显然，现在的NTN通信已经“捅”到了这个高度。而且现在的“天宫”空间站就是主要利用我国的地球同步轨道（GEO）卫星组成的“天链”系统来与地面通信的。

图 3

然而，在我国发射“天链”（与“天通”系统不同，后面还会提到“天通”系统）卫星之前的2003年,杨利伟进入太空时，在空间站内只能够与地面进行大约５分钟的短时间通信。因为空间站的移动速度非常快，每秒钟飞行7.7公里，几分钟后，空间站就飞出了中国上空，通信就会中断，因此必须抓紧这个窗口时间汇报工作或与家人通话。而现在利用天链卫星，已经可以在空间站内看新闻联播了。这也是一个NTN非地面网络通信在航空航天领域的一个典型应用案例。

支持短信业务的NTN可以“捅”多高？

华为和苹果公司都先后发布了支持短信业务的卫星通信手机。有些型号的手机甚至可以与我国的北斗卫星直连。其中，GEO卫星轨道与IGSO轨道的高度相同，都是35786公里，通常说3万六千公里；MEO的卫星轨道高度是21500公里。其中区域短报文服务由3颗GEO卫星完成，因此其高度为35700公里；而苹果公司救援短信服务由 globalstar公司的低轨道卫星完成，其轨道高度是1414公里。

支持直连卫星语音电话的NTN能“捅”多高？

目前市面上已经出现了支持直连卫星进行语音通话的手机。例如最近热销的华为Mate 60 Pro系列，语音通信就是通过直连我国“天通”卫星系统实现的。从2016年8月到2021年1月，我国相继发射了三颗“天通”卫星，与地面设施和用户终端构成了完整的移动卫星通信系统，该系统可在服务区内提供语音、数据和短信服务。天通卫星也属于地球同步轨道GEO卫星，三颗卫星的高度如下，也是平时经常说的36000公里。

■ 天通一号01星：35775 千米

■ 天通一号02星：35770 千米

■ 天通一号03星：35777 千米

同时，很多领先的手机品牌厂商也同星链系统合作，希望尽快推出可以直连卫星支持语音和数据业务的手机。而“星链”卫星属于低轨道（LEO）卫星，目前主要有三个设计高度：距离地面340公里的超低轨道；550公里的低轨道和1100～1325公里的低轨道。每种轨道能容纳的卫星数量各不相同。已经上天的卫星主要分布在340公里的超低轨道（与天宫空间站很近）和550公里高的低轨道。

将来的NTN可以“捅”多高？

通过我们上面的描述可知，目前NTN通信能够“捅”到的高度基本上是地球同步轨道（GEO）的高度，即3万6千公里。有人认为，道家的“九重天”也是这个高度。轨道过低或者轨道过高，都会增加卫星的技术难度或手机终端的设计难度。例如如果轨道过高，那么通信的时间延迟和信号衰减都会很大，而且，在高空存在着大量的宇宙射线，高度越高，辐射越强，对卫星的硬件包括通信系统会产生很大的影响，不但影响通信质量，而且会降低卫星的寿命，同时对人体也会造成伤害，这也是我们的“天宫”空间站不能太高的原因。

而轨道过低，虽然通信时间延迟和信号衰减降低了，但是卫星需要维持一定的速度才能不掉下来，因此需要动力；另外轨道过低，需要发射更多的卫星才能完成地面的信号覆盖和连续通信，这样就大大增加了运营和使用成本。每个轨道范围能够发射的卫星数量是有限的，而低轨道区域是商业卫星通信最优的区域，因此目前是各个国家争相抢占的“地盘”。

将来NTN还会捅的更高吗？欢迎小伙伴们在下方留言评论。

附：Keysight World Innovation 论坛NTN研讨会议程：

图 4

补充阅读：

2023年5月

中国移动联合是德科技，中兴通讯以及手机厂商OPPO等产业合作伙伴，共同完成了5G终端手机直连卫星的实验室测试，验证了5G手机终端直连卫星的技术落地能力。

2023年6月30日

利用本公司的S8711A和S8820A系统，是德科技帮助领先的调制解调器和芯片组供应商紫光展锐（UniSoc）成功验证了其产品支持5G Rel-17中定义的5G IoT-NTN技术。

2023年8月23日

是德科技宣布与联发科MTK合作验证基于3GPP Rel-17标准的NR NTN和IoT NTN 功能，联发科使用了是德科技的S8711A UXM 5G 网络模拟器和S8820A信道仿真工具进行了相关验证。

2023年11月7日

在中国移动组织的实验室测试中，利用系统P8800S和S8800A，是德科技成功帮助中兴通讯建立5G NR NTN数据连接，从而验证中兴通讯的5G gNB 已经支持最新NTN功能。

2023年11月14日

是德科技成功验证了针对3GPP标准的NB-IOT一致性测试用例。该测试用例是在全球认证论坛（GCF）一致性协议工作组（CAG）第76次会议上通过的，使用了是德科技的5G网络仿真一致性测试平台 S8704A。利用该平台，可以验证芯片组和器件应对与NTN相关的路径损耗和时延。

关于是德科技

是德科技（NYSE：KEYS）启迪并赋能创新者，助力他们将改变世界的技术带入生活。作为一家标准普尔 500 指数公司，我们提供先进的设计、仿真和测试解决方案，旨在帮助工程师在整个产品生命周期中更快地完成开发和部署，同时控制好风险。我们的客户遍及全球通信、工业自动化、航空航天与国防、汽车、半导体和通用电子等市场。我们与客户携手，加速创新，创造一个安全互联的世界。

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型号- R&S®ESR7,&S®SMW200A,R&S®FPH-B3,R&S®FSW-K95,R&S®FSW-B8,R&S®NRP-Z85,R&S®RTM2000,R&S®NRP-Z81,R&S®FPH-B4,R&S®ESRP,R&S®RT-ZC10,R&S®SGT-K511,R&S®SGT-K512,R&S®HMC8012,RIDER FPH,R&S®FSW-B4,R&S®NRP-Z86,HZ154,R&S®NRP-ZXX,R&S®HMC8015,R&S®ENV216,R&S®HL046E,R&S®CMWRUN,R&S®CMW270,R&S®BTC-B3103,R&S®FS-ZXX,R&S®BTC-B3106,R&S®ETH,R&S®ZVAX-TRMXX,R&S®TSMX-PPS2,R&S®ETL,R&S®EMC32-K84,R&S®RSC.15 1),R&S®FSMR3,R&S®RT-ZC20,R&S®ESR3,R&S®EMC32-K10A,R&S®ETC,R&S®RTM-K7,R&S®RTM-K6,R&S®ESW,R&S®FSW-K76,R&S®FSW-K77,R&S®RTM-K3,R&S®RTM-K2,R&S®ZVA-Z90,R&S®TS-PSC5,R&S®RTM-K5,R&S®NRP50S(N),R&S®RTM-K1,R&S®RTM-K18,R&S®FSW-K6S,R&S®ESR,R&S®FSW-K72,R&S®FSW-K73,R&S®ZVA-Z500,R&S®TS-PSC57,R&S®EDS-B4,R&S®EDS-B2,R&S®ESL,HZO20,R&S®RT-ZC30,R&S®ZVA-ZXX,R&S®TS-PSC0,R&S®VTS,R&S®VTE,R&S®ZVT20,R&S®ZV-Z53,R&S®ZV-Z54,R&S®FSL-B7,R&S®ZV-Z52,R&S®FPS-B4,R&S®ENV432,R&S®FSW-K82,R&S®ZV-Z58,R&S®ZV-Z55,R&S®FSW-K85,R&S®FSW-K83,R&S®ZV-Z59,R&S®FSW-K84,R&S®VTC,R&S®FS-K96,R&S®SMA100A,R&S®RTM-K32,R&S®RTM-K31,R&S®NRPXXS(N),R&S®NRP18S(N),R&S®FSL-B4,HZO10,R&S®ZVA-Z75,R&S®RSC-Z675,R&S®TS-PSAM,R&S®FSW-K54,R&S®HMO202X,R&S®NRP-Z211,R&S®RTO-B20X,R&S®RTE1034,R&S®RSC,R&S®SMW200A,R&S®ZV-Z235E,R&S®FSW-K50,R&S®RTE1032,R&S®ESV-Z1,R&S®TS-PDFT,R&S®ETC-K140,R&S®DST-B270,R&S® HV572,R&S®EMC32-K51,R&S®RT-ZA14,R&S®EMC32-K56,R&S®RT-ZA15,HZO40,HZO41,R&S®SFD-K200,R&S®RT-ZA13,R&S®SFD-K201,R&S®RT-ZA10,R&S®ESRP + 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2,R&S®RT-ZP10,R&S®RTO2032,R&S®SGS-B26,R&S®RSC-Z405,R&S®RTO2034,R&S®HOO14,R&S®NRP-Z24,R&S®NRP-Z27,R&S®HOO10,R&S®HOO11,R&S®HOO12,R&S®NRP-Z23,R&S®NRP-Z22,R&S®RTO-B1,R&S®ESR26,R&S®ESH2-Z31,R&S®RTE1024,R&S®NRP-Z221,R&S®NRP67T(N),R&S®FXX,R&S®FSW-K40,R&S®HZC815-EU,R&S®HMC8041,R&S®HMC8042,R&S®RTO-K65,R&S®ZN-ZTW,R&S®HMC8043,R&S®RTO2024,R&S®RTO2022,HZO50,HZO51,R&S®ZVA(T),R&S®RTO-K60,R&S®HL223,R&S®FSW-K6,R&S®HMF2525,R&S®FSW-K7,R&S®TS-PWA3,R&S®SMW-K81,R&S®ZVT,R&S®HL050(E),R&S®ZNB8,R&S®DVSG,R&S®FSW-B160R,R&S®ZVL,R&S®ZNB4,R&S®EMC32-K10,R&S®EMC32-K11,R&S®ZVA24,R&S®FSL-K8,R&S®SGT-K350,R&S®EX-IQ-BOX,R&S®ZVH,R&S®ADVISE-LT,R&S®SFE100,R&S®RT-ZZ80,R&S®FSW-K104,R&S®FSW-K105,R&S®SGU-B140,R&S®FPH-B22,R&S®FSW-K102,R&S®FSW-K103,R&S®NRPXXA(N),R&S®FSW-K100,R&S®FSW-K101,R&S®ZVA,R&S®WINIQSIM2™,R&S®CTH100A,R&S®WMS32,R&S®ZVA-Z110E,R&S®SMW-K69,R&S®ZVT8,R&S®NET SENSOR,R&S®ESL6,R&S®DVSG-K20,R&S®SMW-K62,R&S®ESL3,R&S®OSP-B158,R&S®OSP-B157,R&S®RTE1052,R&S®RTE1054,R&S®FS-K105PC,R&S®CMWCARDS,R&S®ZVA40,R&S®NRP110T,R&S®EMC32-K35,R&S®EMC32-K33,R&S®SMC100A,R&S®FPH-K7,R&S®SMW-K78,R&S®FPH-K9,R&S®SMW-K75,R&S®SMW-K76,R&S®SMW-K441,R&S®SMW-K73,R&S®DVSG-K10,R&S®SMW-K74,R&S®SMW-K71,R&S®SMW-K72,R&S®SCOPE RIDER,R&S®SMBV-K256,R&S®ENY81-CA6,R&S®ZVA50,R&S®FSW-B500,R&S®ZNBT,R&S®EMC32-K23,R&S®EMC32-K24,R&S®EMC32-K21,R&S®EMC32-K22,R&S®EMC32-K27,R&S®RTH-B1,R&S®EMC32-K26,R&S®VSE,R&S®RTO-K8,R&S®ESH3-Z6,R&S®NRP18A(N),R&S®RTO-K9,R&S®RTO-K6,R&S®RTO-K7,R&S®CMW,R&S®RTO-K4,R&S®RTO-K5,R&S®RTO-K2,R&S®RTO-K3,R&S®RTO-K1,R&S®SMBV100A,R&S®ZVA67,R&S®TS9980,R&S®TS9982,R&S®SFC-U-K83,R&S®SFC-U-K84,R&S®NRPXXAN,R&S®FSV-K93,R&S®HL033,R&S®FS-K196,R&S®TS-PSC07,R&S®DVMS,R&S®RTE-B102,R&S®RTE-B101,R&S®ZV-Z5X,R&S®HMF2550,R&S®FSW-B320,R&S®HFU-Z,R&S®RTM2054,R&S®RTM2052,R&S®SGT-K300,R&S®SGT-K301,R&S®HMS-EMC,R&S®TS9975,R&S®ESH3-Z2,R&S®RT-ZC20B,R&S®ADVISE-ML,R&S®SMB100A,R&S®EMC32-K1,R&S®FS-K103PC,R&S®EMC32-K2,R&S®EMC32-K3,R&S®RTM2024,R&S®EMC32-K4,R&S®RTM2022,R&S®EMC32-K6,R&S®EMC32-K7,R&S®EMC32-K8,R&S®FSV-K73,R&S®DST-B215,R&S®HL050,R&S®ZNB20,R&S®FSV-K72,R&S®FSWP26,R&S®HL040E,R&S®BCDRIVE,R&S®SGU-B120,R&S®DIGICONF,R&S®XXX-K112,R&S®XXX-K354,R&S®CMW290,R&S®XXX-K353,R&S®XXX-K352,R&S®DST-B220,R&S®RTM2034,R&S®ZVX,R&S®RTM2032,R&S®SGS-B106V,R&S®FSV-K7S,R&S®ZNBT20,R&S®SGT-K521,R&S®SGT-K522,R&S®SGT-K523,R&S®ENV4200,R&S®FSL18,R&S®SGU-B26,R&S®ZNBT8,R&S®FS-K96PC,R&S®TS7124,R&S®FSX-K91AC,R&S®FSW-K193,R&S®CMW-B690B,R&S®TS7123,R&S®FSW-K192,R&S®IQR-B1XXF,R&S®CMW-B690A,R&S®TS7121,R&S®NRPC33,R&S®SFD-K1050,R&S®OSP-B123 2),R&S®FS-K100PC,R&S®ZND,R&S®ZNC,R&S®HZC815-US,R&S®ESW26,R&S®CSNFC-B8,R&S®ZNB,R&S®ZN-Z153,R&S®ZN-Z152,R&S®HMS-3G,R&S®ZN-Z151,R&S®FSW-B80,R&S®FSL-K72,R&S®ESL 1),R&S®FSX-K91AX,R&S®HZC815-CHN,R&S®TS712X,R&S®NRPC18,R&S®FSWP50,R&S®EMC32-S,R&S®ZN-Z156,R&S®ZN-Z154,R&S®RTO-U1,R&S®ZVL6,R&S®ZVL3,R&S®FSV-B22,R&S®EVS-B1,R&S®ZC330,R&S®RTH-K2,R&S®EVS-B3,R&S®RTH-K1,R&S®EVS-B2,R&S®ZNRUN,R&S®RTH1002,R&S®RTH1004,R&S®UPP-K45,R&S®UPP-K41,R&S®RTM-B10,R&S®FSV-B24,R&S®ESR + -B29,R&S®IQR,R&S®OSP-B136,R&S®HZ812,R&S®SGS-B106,R&S®OSP-B142,R&S®ZN-Z15X,R&S®ZV-Z3XX,R&S®NRPXXS,R&S®NRPXXT,R&S®OSP-B126,R&S®OSP-B129,R&S®SGS-B112,R&S®OSP-B128,R&S®OSP-B127,R&S®HMP2020,R&S®NRPXXA,R&S®RTM-Z1,R&S®OSP-B132,R&S®RTM-Z4,R&S®FSW-B40,R&S®OSP-B131,R&S®RTM-Z3,R&S®HOO454,R&S®HOO452,HVC152,HVC153,R&S®FSH20,R&S®FSW-B13,R&S®ZCAN,R&S®CMW-ATE,R&S®FSW-B160,R&S®SPECTRUM RIDER FPH,R&S®OSP-B114,R&S®ZV-Z170,R&S®OSP-B112,R&S®NRP-B5,R&S®OSP-B1

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