空地一體技術和產業探討

通信世界網消息（CWW）空地一體通信技術是一種綜合運用衛星空間通信、地面無線通信、互聯網、計算機等多種通信技術手段，實現高速、高質量、多功能通信的技術。它將多種通信技術融合在一起，形成互補、相互協作的新型通信技術體系，構建一個覆蓋全球、無處不在、高速智能、安全可靠的通信網絡。該網絡充分利用不同軌道衛星、無人機、高空平臺等空中資源，以及地面蜂窩移動網絡、物聯網、雲計算等技術，實現多層次、多連接、多接入的新型融合架構。

空地一體融合網絡將面向偏遠地區、荒漠、海洋、低空等陸海空全域立體空間實現“泛在連接”（如圖1所示），提供手機直連、行業終端直連衛星以及各類應急救援保障等“泛在場景”新服務。

圖1 空地一體融合網絡服務

這種技術體系的核心在於將地面通信與空中通信進行有機結合，以實現更廣闊的覆蓋範圍和更高效的數據傳輸。它支持高速移動、大容量、低時延、高可靠性的通信需求，爲用戶提供優質、高效、智能的通信服務。空地一體通信技術不僅可以爲傳統的地面通信網絡提供備份和增強，還可以在地面通信設施受到損害或地面通信網絡無法覆蓋的區域（如偏遠山區、海洋等）提供可靠的通信服務。

空地一體通信技術具有廣泛的應用前景，特別是在公共安全、應急救援、遠程教育、智能交通、物聯網等領域。它不僅能夠提供快速、準確的數據傳輸和高精度定位，還可以在極端環境下保持穩定運行，爲各種應用場景提供可靠、高效的通信服務。

空地一體關鍵技術

空地一體化通信網絡關鍵技術是一個綜合性的技術體系，涉及多個關鍵領域，涵蓋了網絡融合、高速數據傳輸、移動性管理、安全防護、智能化管理以及空地協同定位等多個方面，這些技術的研發和應用將推動空地一體化網絡的發展，爲各行業提供更爲便捷、高效和安全的通信服務。空地一體化網絡涉及衆多技術，以下將重點介紹其中七大關鍵技術。

一是網絡融合技術。空地一體化網絡的核心在於實現地面通信網絡與空中通信網絡的深度融合。這包括網絡架構的設計、通信協議的制定以及網絡資源的優化配置。網絡融合技術旨在確保地面與空中網絡的無縫銜接，實現數據的高效傳輸和共享。空間延遲容忍網絡技術（DTN）和自組織網絡技術（AdHoc）的應用，使得通信網絡能夠應對複雜多變的通信環境。

二是高速數據傳輸技術。空地一體化網絡需要支持高速、大容量的數據傳輸。爲此，採用先進的調製編碼技術、多址接入技術以及信道優化技術等是必要的。這些技術可以有效提升數據傳輸的速度和效率，滿足高清視頻、大數據等高速率業務的需求。

三是移動性管理技術。在空地一體化網絡中，通信終端可能頻繁地在地面和空中之間切換。因此，移動性管理技術對於確保通信的連續性和穩定性至關重要。這包括位置預測、切換策略、資源預留等方面的技術，以此應對移動終端帶來的通信挑戰。

四是安全防護技術。空地一體化網絡面臨着複雜的安全威脅，如信號干擾、數據竊取等。安全防護技術包括加密技術、認證技術、入侵檢測與防禦技術等，用於保護通信過程的安全性和數據的完整性。這些技術可以有效防止未經授權的訪問和數據泄露，確保網絡的安全穩定運行。

在空地一體化通信網絡中，安全防護技術至關重要。混沌序列擴頻測控通信技術、擴/跳結合的測控通信技術以及“空-時”“空-頻”自適應處理技術等的應用，爲通信網絡提供了強大的安全防護能力。

五是智能化管理技術。隨着空地一體化網絡的規模和複雜性不斷增加，智能化管理技術變得尤爲重要。這包括網絡性能監控、故障預測與恢復、資源動態調度等方面的技術。通過引入人工智能和機器學習等先進技術，可以實現網絡的自動化、智能化管理，提高網絡運行效率和可靠性。

六是空地協同定位技術。空地一體化網絡需要實現高精度的定位服務。空地協同定位技術通過整合地面基站和空中衛星的定位信息，提供更爲準確、可靠的定位服務。這對於導航、救援等具有重要意義。

激光測控通信技術在空地一體化通信網絡中扮演着至關重要的角色，通過與其他技術的結合應用能夠實現快速、準確的數據傳輸和位置定位，從而滿足日益增長的通信需求。空地一體化通信網絡中的新興導航定位技術，如脈衝星X射線導航、星上光學導航以及組合導航等，爲飛行器提供了自主定位能力。這些技術通過將不同導航源的信息融合提高導航精度和可靠性。

七是模塊化開放式結構設計技術。模塊化開放式結構設計技術的應用使得空地一體化通信網絡設備具備即插即用、易於升級和重構的特點。這種技術採用開放式硬件設計、模塊化軟件設計和標準化接口設計，使得不同廠商的設備能夠相互兼容和互操作。這不僅降低了設備成本和維護難度，還提高了通信網絡的靈活性和可擴展性。

通信運營商在空地一體化方面的技術研究

通信運營商在空地一體化方面的技術研究主要聚焦於“如何整合地面通信網絡和空中通信網絡，以提供更爲廣泛、高效和可靠的通信服務”。以下是通信運營商五大關鍵技術研究方向。

一是空地融合網絡技術。研究如何將地面通信網絡（如4G、5G以及未來的6G網絡）與空中通信網絡（如衛星通信、無人機通信等）進行深度融合。這涉及網絡架構的設計、通信協議的制定以及網絡資源的優化配置等方面，旨在實現空地通信的無縫銜接和高效協同。

二是高速數據傳輸技術。針對空地通信中可能遇到的傳輸延遲、帶寬限制等問題，研究如何提升數據傳輸的速度和效率。其中包括採用先進的調製編碼技術、多址接入技術以及信道優化技術等，以滿足高清視頻、大數據等高速率業務的需求。

三是移動性管理技術。在空地一體化通信中，通信終端可能頻繁地在地面和空中網絡之間切換，因此需要研究有效的移動性管理技術。其中包括位置預測、切換策略、資源預留等方面的技術，以確保通信的連續性和穩定性。

四是安全防護技術。空地一體化通信面臨着複雜的安全威脅，如信號干擾、數據竊取等。因此，通信運營商需要研究相應的安全防護技術，包括加密技術、認證技術、入侵檢測與防禦技術等，以確保通信的安全性和數據的保密性。

五是智能網絡管理技術。隨着空地一體化通信網絡的規模和複雜性不斷增加，智能網絡管理技術變得尤爲重要。其中包括網絡性能監控、故障預測與恢復、資源動態調度等方面的技術，以實現網絡的自動化、智能化管理。

通過深入研究以上關鍵技術，通信運營商可藉此推動空地一體化通信技術的快速發展和應用，爲用戶提供更加便捷、高效和安全的通信服務。同時，這也將有助於提升通信運營商的市場競爭力，推動整個通信行業的進步。

通信運營商在空地一體化方面的應用探索

中國移動在空地一體化方面的應用探索

中國移動在空地一體化方面的應用探索展現出了其在這一領域的雄厚實力和前瞻性視野。

首先，中國移動致力於推動空地一體化通信技術的研發和應用。通過5G無人飛艇應急系統，中國移動成功搭建了空中和地面控制兩大平臺，實現了通信保障、環境監測、高清雲瞰、應急救援四項應急保障能力。這一系統不僅體現了中國移動在空地一體化通信技術方面的實力，也爲應急管理和公共安全提供了新的解決方案。

其次，中國移動積極參與國際標準化工作，推動空地一體化通信技術的標準化進程。通過主導完成固移衛融合確定性網絡、定位業務增強、QoS（服務質量）保障等多項標準立項，中國移動在ITU-T（國際電信聯盟標準化部門）等國際組織中發揮了重要作用，爲我國衛星互聯網產業與國際接軌奠定了標準基礎。

最後，中國移動還積極探索空地一體化在醫療救援領域的應用。其發佈的空地一體化醫療救援體系，融合了5G、物聯網、人工智能等技術，實現了患者呼叫“呼入即定位”、急救調度“空地一體化”等升級，爲患者爭取了更多生存機會。這一創新應用不僅提升了醫療救援的效率和質量，也展示了中國移動在空地一體化領域的創新能力。

此外，中國移動還發布了空地一體超級專線，爲湖南等地區的數字經濟高質量發展提供助力。這一專線通過5G空口、固線雙鏈路接入，實現空地一體聯動，保證了業務的“永遠在線”和快速開通，滿足了“應急快開”訴求。這一產品的推出，進一步拓展了中國移動在空地一體化通信領域的市場應用。

中國聯通在空地一體化方面的應用探索

中國聯通在空地一體化方面的應用探索體現在多個層面和合作項目中。

首先，中國聯通在技術研發和產品創新方面取得了顯著成果。中國聯通發佈了5G RedCap端網業協同一體化產品、5G-TSN確定性工業網絡系列創新產品等一系列空地一體化創新成果。這些產品展示了中國聯通在空地一體化方面的技術實力和應用能力，爲各行業提供了一站式的5G升級服務。

其次，中國聯通積極開展對外合作，與合作伙伴共同推進空地一體化技術的發展。中國聯通與華爲、銀河航天等合作伙伴簽署了戰略合作協議，共同探索基於空地融合的衛星物聯網、衛星車聯組網等業務應用，並搭建演示平臺以驗證空地一體化技術的可行性。再次，中國聯通還關注空地一體化技術在應急通信領域的應用，發佈了包括沃星海、沃星陸、沃星空、沃星圖在內的四大衛星系列產品，展示了其在“天、地、海”一體化應急通信服務領域的能力。

最後，中國聯通在空地一體化技術的持續研究方面也作出了努力。中國聯通研究院對空地一體化組網和光傳輸技術進行了深入研究，成功驗證了自由空間光通信的可行性，爲未來的融合通信技術提供了新的解決方案。

*本文刊載於《通信世界》

總第942期 2024年4月25日 第8期