非地面網(wǎng)絡(luò)（NTN）正隨著低地球軌道（LEO）衛(wèi)星、高空平臺(tái)站（HAPS）技術(shù)的進(jìn)步以及與5G和新興6G標(biāo)準(zhǔn)的持續(xù)融合而快速發(fā)展。這些技術(shù)日益成熟，有望為傳統(tǒng)地面網(wǎng)絡(luò)無(wú)法覆蓋的地區(qū)和應(yīng)用，提供可靠且高容量的連接服務(wù)。

新一代非地面網(wǎng)絡(luò)正在重塑人們對(duì)覆蓋范圍、延遲和帶寬的期望，同時(shí)為智能手機(jī)直連服務(wù)、遠(yuǎn)程醫(yī)療和國(guó)防通信等關(guān)鍵任務(wù)應(yīng)用以及農(nóng)村5G部署的成本效益回傳打開(kāi)了大門(mén)。

為了跟上這一步伐，硬件設(shè)計(jì)師正在探索天線陣列、射頻前端和低功耗電子器件方面的創(chuàng)新，以減小非地面網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的尺寸并降低成本。測(cè)試解決方案也必須不斷進(jìn)步，以實(shí)現(xiàn)對(duì)軌道動(dòng)力學(xué)的真實(shí)模擬、嚴(yán)格的切換驗(yàn)證以及對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化和專有協(xié)議的支持。

在此次問(wèn)答中，LitePoint的Middle Wen探討了從網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和頻譜管理到設(shè)備設(shè)計(jì)以及部署所必需的下一代測(cè)試方法等影響非地面網(wǎng)絡(luò)技術(shù)未來(lái)的實(shí)際考量因素。

LEO衛(wèi)星星座和HAPS平臺(tái)如何影響非地面網(wǎng)絡(luò)？

Middle：LEO和HAPS正在推動(dòng)非地面網(wǎng)絡(luò)向更加動(dòng)態(tài)、靈活的架構(gòu)轉(zhuǎn)變。LEO提供低延遲、高吞吐量的連接，而HAPS則提供可快速部署的局部覆蓋。兩者結(jié)合，能夠?qū)崿F(xiàn)混合架構(gòu)，既具備持續(xù)的全球覆蓋能力，又能提供有針對(duì)性的服務(wù)——這非常適合災(zāi)難恢復(fù)、農(nóng)村連接和物聯(lián)網(wǎng)（IoT）網(wǎng)絡(luò)。

非地面網(wǎng)絡(luò)與地面5G的融合如何影響全球網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建，6G網(wǎng)絡(luò)又將產(chǎn)生什么影響？

Middle：到2035年，我們很可能會(huì)看到某種形式的全球統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，特別是隨著3GPP持續(xù)整合非地面網(wǎng)絡(luò)規(guī)范（如Release 17及以后版本）。然而，與此同時(shí)，專有系統(tǒng)仍可能在國(guó)防、海事和私人企業(yè)網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域占據(jù)主導(dǎo)地位，這些領(lǐng)域更注重定制化和控制，而非互操作性。

6G的到來(lái)預(yù)計(jì)將帶來(lái)超低延遲（<1毫秒）、海量帶寬和人工智能原生編排。預(yù)計(jì)非地面網(wǎng)絡(luò)將通過(guò)將這些能力擴(kuò)展到偏遠(yuǎn)和移動(dòng)環(huán)境，在實(shí)現(xiàn)無(wú)處不在的覆蓋和可靠連接方面發(fā)揮關(guān)鍵作用。但跨軌道管理延遲變化和確保服務(wù)質(zhì)量（QoS）仍面臨挑戰(zhàn)。

人工智能驅(qū)動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)編排將在優(yōu)化非地面網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)應(yīng)用性能方面發(fā)揮什么作用？

Middle：人工智能將成為實(shí)時(shí)波束控制、動(dòng)態(tài)頻譜分配和預(yù)測(cè)性切換的核心。機(jī)器學(xué)習(xí)模型可以根據(jù)用戶移動(dòng)性、天氣條件和流量模式優(yōu)化非地面網(wǎng)絡(luò)鏈路性能。這對(duì)于自動(dòng)駕駛汽車和遠(yuǎn)程手術(shù)等應(yīng)用至關(guān)重要。

這些人工智能驅(qū)動(dòng)的效率提升是推動(dòng)下一代高價(jià)值非地面網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的關(guān)鍵。智能手機(jī)直連非地面網(wǎng)絡(luò)服務(wù)將如何重塑偏遠(yuǎn)地區(qū)的移動(dòng)寬帶，并催生哪些新的關(guān)鍵任務(wù)服務(wù)？

Middle：直連設(shè)備的非地面網(wǎng)絡(luò)服務(wù)（如通過(guò)3GPP Rel-17 NR NTN）將使移動(dòng)寬帶接入民主化，特別是在偏遠(yuǎn)地區(qū)。這可能會(huì)顛覆傳統(tǒng)移動(dòng)市場(chǎng)，減少對(duì)地面基礎(chǔ)設(shè)施的依賴，并催生新的服務(wù)模式，如按需付費(fèi)衛(wèi)星服務(wù)。隨著這一趨勢(shì)的發(fā)展，更具成本效益的非地面網(wǎng)絡(luò)將解鎖重要的新用例：

1遠(yuǎn)程醫(yī)療可以在偏遠(yuǎn)地區(qū)進(jìn)行實(shí)時(shí)診斷和遠(yuǎn)程手術(shù)。

2國(guó)防網(wǎng)絡(luò)可以在受爭(zhēng)議環(huán)境中提供安全、可靠的通信。

3精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)可以通過(guò)實(shí)時(shí)傳感器數(shù)據(jù)和無(wú)人機(jī)協(xié)調(diào)提高作物產(chǎn)量。

此外，非地面網(wǎng)絡(luò)還可以取代農(nóng)村5G部署中的光纖，提供可擴(kuò)展、成本效益高的回傳。這在LEO星座提供高容量鏈路和HAPS提供局部聚合點(diǎn)的情況下尤為可行。

設(shè)計(jì)師在更廣泛地部署非地面網(wǎng)絡(luò)時(shí)需要了解什么？

Middle：設(shè)計(jì)師必須考慮地球靜止軌道（GEO）、中地球軌道（MEO）和低地球軌道（LEO）安裝中不同的多普勒頻移、鏈路預(yù)算和切換邏輯。多軌道支持需要靈活的射頻前端和自適應(yīng)協(xié)議棧。頻譜協(xié)調(diào)也是一個(gè)主要障礙。設(shè)計(jì)師必須應(yīng)對(duì)國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU）的頻段分配、國(guó)家許可和監(jiān)管要求，并管理與地面服務(wù)（特別是在Ka和S波段）的共存問(wèn)題。

設(shè)計(jì)師還必須實(shí)現(xiàn)非地面網(wǎng)絡(luò)與地面網(wǎng)絡(luò)之間的無(wú)縫漫游，這需要統(tǒng)一的信令、認(rèn)證和移動(dòng)性管理。雙模芯片組和標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)用程序接口（API）將是關(guān)鍵。另一個(gè)迫在眉睫的設(shè)計(jì)問(wèn)題是，隨著相控陣天線、射頻前端設(shè)計(jì)和低功耗專用集成電路（ASIC）的預(yù)期改進(jìn)，非地面網(wǎng)絡(luò)形態(tài)將大量涌現(xiàn)。小型化射頻組件將減小設(shè)備尺寸和成本，并使非地面網(wǎng)絡(luò)能夠以前所未有的程度集成到智能手機(jī)、可穿戴設(shè)備和物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)中。

哪些測(cè)試協(xié)議很重要，哪些方法對(duì)于衛(wèi)星、非地面網(wǎng)絡(luò)和地面5G網(wǎng)絡(luò)之間的通信切換最為有效？

Middle：為了模擬真實(shí)條件，測(cè)試系統(tǒng)必須模擬軌道動(dòng)力學(xué)、多普勒頻移和延遲特性。這包括衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)模型和跨GEO、MEO和LEO的鏈路變化。為了實(shí)現(xiàn)無(wú)縫切換驗(yàn)證，有效的方法包括硬件在環(huán)（HIL）測(cè)試、協(xié)議仿真和多頻段射頻測(cè)試。由于在3GHz以下頻段和Ka波段運(yùn)行存在傳播差異，因此需要采用不同的方法。

需要對(duì)5G測(cè)試解決方案進(jìn)行哪些調(diào)整以適應(yīng)專有非地面網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，以及如何應(yīng)用測(cè)試自動(dòng)化來(lái)加速符合非地面網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和3GPP Release-17+標(biāo)準(zhǔn)的合規(guī)性驗(yàn)證？

Middle：為了適應(yīng)專有協(xié)議，測(cè)試解決方案必須模塊化且可擴(kuò)展，以支持私有協(xié)議棧，同時(shí)保持3GPP合規(guī)性。這包括協(xié)議抽象層和可定制的測(cè)試腳本。為了確保測(cè)試自動(dòng)化合規(guī)性，自動(dòng)化框架可以加速針對(duì)不斷發(fā)展的標(biāo)準(zhǔn)的驗(yàn)證。在這方面，人工智能驅(qū)動(dòng)的測(cè)試編排和基于云的仿真環(huán)境將變得越來(lái)越重要。

還有其他需要關(guān)注的測(cè)試考量因素嗎？

Middle：有幾個(gè)，其中對(duì)運(yùn)營(yíng)商和設(shè)計(jì)師來(lái)說(shuō)最重要的是環(huán)境測(cè)試，包括測(cè)試輻射水平和極端溫度。另外兩個(gè)是安全驗(yàn)證，以確保加密和抗干擾能力，以及跨異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量基準(zhǔn)測(cè)試。

歸根結(jié)底，無(wú)線測(cè)試對(duì)于可靠的非地面網(wǎng)絡(luò)部署至關(guān)重要，因?yàn)樗茉谙到y(tǒng)上線前驗(yàn)證其在真實(shí)軌道條件下的性能。通過(guò)準(zhǔn)確模擬衛(wèi)星動(dòng)力學(xué)、多普勒頻移和復(fù)雜的頻譜環(huán)境，測(cè)試確保設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)和協(xié)議在空間和地面領(lǐng)域提供一致的連接、安全性和服務(wù)質(zhì)量。