非地面網(wǎng)絡(luò)（NTN）正隨著低地球軌道（LEO）衛(wèi)星、高空平臺站（HAPS）技術(shù)的進步以及與5G和新興6G標準的持續(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)正在重塑人們對覆蓋范圍、延遲和帶寬的期望，同時為智能手機直連服務(wù)、遠程醫(yī)療和國防通信等關(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了大門。

為了跟上這一步伐，硬件設(shè)計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。測試解決方案也必須不斷進步，以實現(xiàn)對軌道動力學(xué)的真實模擬、嚴格的切換驗證以及對標準化和專有協(xié)議的支持。

在此次問答中，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)計以及部署所必需的下一代測試方法等影響非地面網(wǎng)絡(luò)技術(shù)未來的實際考量因素。

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

Middle：LEO和HAPS正在推動非地面網(wǎng)絡(luò)向更加動態(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，我們很可能會看到某種形式的全球統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)標準，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，專有系統(tǒng)仍可能在國防、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的到來預(yù)計將帶來超低延遲（<1毫秒）、海量帶寬和人工智能原生編排。預(yù)計非地面網(wǎng)絡(luò)將通過將這些能力擴展到偏遠和移動環(huán)境，在實現(xiàn)無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)動的網(wǎng)絡(luò)編排將在優(yōu)化非地面網(wǎng)絡(luò)實時應(yīng)用性能方面發(fā)揮什么作用？

Middle：人工智能將成為實時波束控制、動態(tài)頻譜分配和預(yù)測性切換的核心。機器學(xué)習(xí)模型可以根據(jù)用戶移動性、天氣條件和流量模式優(yōu)化非地面網(wǎng)絡(luò)鏈路性能。這對于自動駕駛汽車和遠程手術(shù)等應(yīng)用至關(guān)重要。

這些人工智能驅(qū)動的效率提升是推動下一代高價值非地面網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的關(guān)鍵。智能手機直連非地面網(wǎng)絡(luò)服務(wù)將如何重塑偏遠地區(qū)的移動寬帶，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3GPP Rel-17 NR NTN）將使移動寬帶接入民主化，特別是在偏遠地區(qū)。這可能會顛覆傳統(tǒng)移動市場，減少對地面基礎(chǔ)設(shè)施的依賴，并催生新的服務(wù)模式，如按需付費衛(wèi)星服務(wù)。隨著這一趨勢的發(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遠程醫(yī)療可以在偏遠地區(qū)進行實時診斷和遠程手術(shù)。

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

3精準農(nóng)業(yè)可以通過實時傳感器數(shù)據(jù)和無人機協(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提供局部聚合點的情況下尤為可行。

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

Middle：設(shè)計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)也是一個主要障礙。設(shè)計師必須應(yīng)對國際電信聯(lián)盟（ITU）的頻段分配、國家許可和監(jiān)管要求，并管理與地面服務(wù)（特別是在Ka和S波段）的共存問題。

設(shè)計師還必須實現(xiàn)非地面網(wǎng)絡(luò)與地面網(wǎng)絡(luò)之間的無縫漫游，這需要統(tǒng)一的信令、認證和移動性管理。雙模芯片組和標準化應(yīng)用程序接口（API）將是關(guān)鍵。另一個迫在眉睫的設(shè)計問題是，隨著相控陣天線、射頻前端設(shè)計和低功耗專用集成電路（ASIC）的預(yù)期改進，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、可穿戴設(shè)備和物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點中。

哪些測試協(xié)議很重要，哪些方法對于衛(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：為了模擬真實條件，測試系統(tǒng)必須模擬軌道動力學(xué)、多普勒頻移和延遲特性。這包括衛(wèi)星運動模型和跨GEO、MEO和LEO的鏈路變化。為了實現(xiàn)無縫切換驗證，有效的方法包括硬件在環(huán)（HIL）測試、協(xié)議仿真和多頻段射頻測試。由于在3GHz以下頻段和Ka波段運行存在傳播差異，因此需要采用不同的方法。

需要對5G測試解決方案進行哪些調(diào)整以適應(yīng)專有非地面網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，以及如何應(yīng)用測試自動化來加速符合非地面網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和3GPP Release-17+標準的合規(guī)性驗證？

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

還有其他需要關(guān)注的測試考量因素嗎？

Middle：有幾個，其中對運營商和設(shè)計師來說最重要的是環(huán)境測試，包括測試輻射水平和極端溫度。另外兩個是安全驗證，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)量基準測試。

歸根結(jié)底，無線測試對于可靠的非地面網(wǎng)絡(luò)部署至關(guān)重要，因為它能在系統(tǒng)上線前驗證其在真實軌道條件下的性能。通過準確模擬衛(wèi)星動力學(xué)、多普勒頻移和復(fù)雜的頻譜環(huán)境，測試確保設(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。