随着移動通(tōng)信技術飛速演進，用戶對移土作動通(tōng)信的傳輸速率、網絡覆蓋、業務體驗和應用提出了新的要求。在秒務此趨勢下，5G已經成為(wèi)數字經濟發展的新引擎林謝。5G網絡具有傳輸速率高、業務種類多、連接容量大(dà)等關鍵技術特點，可廣泛制飛部署于人口較為(wèi)密集的城市等，但在人煙稀少或關林鋪設地面網絡困難的地區不(bù)易部署。
相比地面移動網絡，衛星通(tōng)信以其覆蓋範圍機窗廣、應急保障能力強、不(bù)受地理條件限制等突出優勢，成為(wèi志呢)當前彌補邊遠地區通(tōng)信網絡覆蓋不(bù自通)足的重要手段。近年來，O3b、OneWeb以及Starlink等中低雜音(dī)軌衛星星座方案的提出，促進了衛星通(tōng她們)信服務與互聯網業務相融合，為(wèi)衛星通(tōng)信産業注入新的會車活力。
為(wèi)更好(hǎo)地适應未來社會(huì朋爸)對全球随遇接入和廣域萬物智聯的要求，以及保拿火障用戶對服務的連續性和一緻性體驗，相關行業積極推進地面購村移動通(tōng)信網絡和衛星通(tōng)信網絡的融合。如(rú)何利用吃資5G産業鍊已經取得(de)的成果，融合衛星網絡和地面網麗路絡場景，為(wèi)世界各地用戶随時(shí)、随地、吃師無縫漫遊提供泛在連接支持，成為(wèi)當前行業關心的熱點話題。西話
網絡能力開(kāi)放是電信網絡實現“網絡即服務”的關鍵，更是實現5G網絡與衛愛輛星通(tōng)信網絡融合的重要路徑。本文針對5G網絡與衛星通(tō厭小ng)信網絡融合架構的一體化能力開(kāi)放問的拍題，論述了可行性架構及典型信令流程。
基于5G與衛星通(tōng)信網絡融合的能力商又開(kāi)放方案研究能力開(kāi)放是實現5G網那跳絡内外部信息共享、能力調用的重要方式，下面重點論述5G網絡與錢知衛星網絡融合下的應用場景和能力開(kāi)放架構。
能力開(kāi)放分層架構5G與衛星通(tōng)信網絡融合的能力開時音(kāi)放分層架構，是指支持星地融合能力開(kāi海很)放功能、服務和應用的系統架構，需要充分考慮雲原生、虛拟化和微服錯服務等前沿理念，以實現網絡資(zī)源、功能服務和數據之間的有能著效組織和聯動，其總體框架如(rú)圖1所示，分為(wèi)資(zī)不現源層、能力層與應用層。
圖1 星地融合網絡一緻性能力開(kāi)放分層日書架構
資(zī)源層包括軟硬件資(zī)源和網絡資(道能zī)源，其中網絡資(zī)源包括衛星網絡和5G網絡的通(tōng放舊)信設備資(zī)源、感知設備資(zī)源、一體化習著網絡設備資(zī)源；軟硬件資(zī)源包上城括計算存儲資(zī)源及相關軟件、硬件資(zī)源。能力開(k理愛āi)放平台可調用資(zī)源層資(zī)源，封裝後形成不(bù弟現)同的原子(zǐ)化能力。
能力層可提供數據處理功能、通(tōng)信功能、感知功能近日，以及能力協同，具體包括通(tōng)信數據、感知數據以及聯合數據處理功能，無店紅線接入與通(tōng)信質量控制功能，目标家一定位（測距測速測角）、跟蹤、檢測和遙感成像功紙懂能。
應用層則基于能力層提供相應的服務與應用，包輛腦括位置服務、測位測距服務、檢測識别服務、遙感成像服務等。
能力開(kāi)放網絡架構當前，5G網絡為(wèi)能力開(kāi)放提供器妹了網絡功能，已将其能力開(kāi)放給第三方內數（如(rú)用戶或其他(tā)運營商）。在5G網絡架構中，NEF（N放小etwork Exposure Function，網絡能力開農也(kāi)放功能）網元是提供能力開(kāi)放的功能性網元。星地融合網絡一緻性樂裡能力開(kāi)放網絡架構如(rú)圖2所示，可區村以看到，網絡結構橫向分為(wèi)天基網絡、陸基網絡和用戶終端3個部分，購窗網絡結構縱向分為(wèi)接入網、核心網、第三方等3個部分。其中兵還，接入網包括固定接入網、移動接入網、衛星接入網，核心網包括陸基核心網、衛星基核影雨心網。接入網、核心網為(wèi)同一運營舞我商提供，第三方為(wèi)業務調用方，可以是用戶或其他(tā)運營商。
圖2 星地融合網絡一緻性能力開遠信(kāi)放網絡架構
基于陸基核心網的5G與衛星通(tōng)信融合方案是一緻機電性能力開(kāi)放的典型方案。在場景1的方案中，NEF網元位于陸基核心網絡中算匠。NEF網元作為(wèi)能力開(kāi)放件笑接口，通(tōng)過衛星基核心網向陸基核心網提供衛星網絡的能力美行，陸基核心網向第三方提供陸基和衛星通(tōng)信網絡的能力能舊。
在場景2的方案中，NEF網元位于衛星基核心網中化畫。NEF網元作為(wèi)能力開(kāi)放接口，通(tōng)過陸基核心聽你網向衛星基核心網提供陸基網絡的能力，衛星基核心網向第三方提供陸基和衛星煙事通(tōng)信網絡的能力。
在場景3的方案中，NEF網元位于陸基核心網和衛星基核心網中。NEF網離場元作為(wèi)能力開(kāi)放接口，通(tōng)過陸基核心網區這向第三方提供陸基通(tōng)信網絡的能力，通(tōng)過衛星基核心動一網絡向第三方提供衛星通(tōng)信網絡的能力。
星地融合能力開(kāi)放應用方案研究本部門将重點論述5G與衛兵慢星融合通(tōng)信網絡下的能力場景、能力工車開(kāi)放架構及典型應用方案，星地融合網絡能力開(kāi)放主要有厭錢四大(dà)類型應用場景，即廣域寬帶接入、廣域大(dà)規模連接、廣域時(s亮嗎hí)敏連接和廣域高精度定位。
廣域寬帶接入是指為(wèi)邊遠地區用戶、飛機、無人機、汽車家睡(chē)等提供寬帶接入，縮小(xiǎo)“數字鴻溝”鐵拍；廣域大(dà)規模連接是指為(wèi)農作物監控、珍稀動物無人區監控、海上浮村畫标信息收集、遠洋集裝箱信息收集、無人區探險等場景提供網絡連接；在從廣域時(shí)敏連接是指為(wèi)遠程智能機器(qì)（人化明）等時(shí)延敏感場景提供網絡連接；廣域高內少精度定位是指為(wèi)遠程智能交通(tōng)提供精确導航，以及樹有為(wèi)遠程作業提供高精度定位。
在上述應用場景中，衛星與地面通(tōng)信網絡信藍融合的能力應用主要包括應急救援保障、航空網絡書會服務、海洋信息服務三大(dà)場景。
應急救援保障
我國幅員遼闊、人口衆多，自然災害、社會(huì)安全突發間小事件、重大(dà)公共衛生事件多發。當災害和事件突發時(shí)，現有的公網或去作者專網往往無法滿足現場應急通(tōng)信需家木求。通(tōng)過星地融合網，災害現場的救援人員可利用雪空衛星、固定基站、應急便攜基站等多種途徑建立災害現場與救援指揮中心、救援部師農隊之間的高速數據通(tōng)道，滿足應急救援線西任務中的各種功能需求。例如(rú)，可以提供無人機北草AI視頻圖像回傳及分析、視化功能、失聯人員數據回傳及分析、災區的小人員遷移數據回傳及分析、無人機直播與回放等功能，實現救援中什能心與災害現場信息及時(shí)交互和無縫連接工行，便于實時(shí)掌握災區的人、地、物全貌土討及災情發展趨勢，達到對災害應急救援實時(shí)指揮、精确管理和科(kē)學決謝如策的目的。
無人機AI視頻圖像回傳及分析：根據無人機拍攝的視頻/圖像，實現體拿在災情發生時(shí)（如(rú)地震、洪高地澇、泥石流等），實時(shí)提供受災人員位置分布行那、房屋坍塌檢測與統計、道路坍塌損毀點檢測等數據的回傳短湖和智能分析，并呈現在三維模型/GIS 地圖上，便于救援專刀用業人員實施救助。
失聯人員數據回傳及分析：救援人員通(tōng)過運營商建立的專項購動通(tōng)道接口，獲取相關用戶通(tōng)信數據，經過大(dà)做內數據分析，實現對災害發生區域疑似失聯人員嗎廠的名單确定及失聯之前最後活動區域的定位，輔助應急救援隊伍快速決策并大(dà水體)大(dà)縮小(xiǎo)救援範圍。
災區人員遷移數據回傳及分析：救援人員通(tōng)過店新運營商建立的專項通(tōng)道接口，獲取年科相關用戶通(tōng)信數據，經過事故分析區域圈選、圈選區域涉及用戶查找、遷關到移人員查找和遷移人員去向統計4個步驟，可完成遷家藍移人員的名單确定及遷移前最後活動區域定位做照，輔助應急救援隊伍的快速決策。
無人機直播與回放：無人機直播與回放可以滿足無人機現場拍攝生土的多路視頻接入需求，支持無人機視頻實時(shí)直播與曆史視頻回放，支持在GI都街S地圖上展示前端無人機的實時(shí)飛行位置，樹空并通(tōng)過5G網絡能力開(kāi)放等記錄與統計無人機飛行高銀問度、飛行速度等信息。
航空網絡服務
航空公司提供的機艙無線網絡基本隻能實現飛機内的網絡連接，乘客可以通(tōn林吧g)過自己的智能設備播放飛機上的音樂、視頻等文件，謝朋或者實現與機上乘客的視頻通(tōng)話等，但是并不(bù)能與外件場網相連，無法使用微信、微博等應用。
通(tōng)過接入星地融合網，航空公司可為(件海wèi)機艙内旅客提供與外網的連接，同時(shí)提供高速數據服行校務，滿足旅客在航行過程中的各類上網需求，實現旅客“空—地”上網感受的無差異體驗能報，提升航空公司的服務質量。基于衛星通(tōng)信的方式，通(tōng)過安美妹裝在飛機機身頂部的天線連接衛星，并向地面站她志傳輸信号，完成數據互聯，航空通(tōng)信網絡組網方案如(rú)姐讀圖3所示，其優勢是覆蓋範圍廣、可實現國際漫遊。
飛機與地面建立高速數據通(tōng)道後，可通(tōng)過艙内數據拿技建模，幫助地面運行控制部門加強對客艙安全的監測，降低(dī)恐怖襲擊的風購微險。
圖3 航空通(tōng)信網絡組網方案
海洋信息服務
我國海域遼闊，在沿海區域存在大(dà)量以傳統漁業及現代海洋勘探業為(w科筆èi)主的經濟圈。由于地面移動信号的覆蓋困難，海上“信息孤島”造成的通區暗(tōng)信、監管、運作困難始終是難以解決的問題。
近年來國内運營商結合衛星通(tōng)信産業資但快(zī)源開(kāi)展了相關業務探索和布局，熱海運營商結合低(dī)軌衛星資(zī)源，通(tōng)過衛星互聯外知網把5G、物聯網延伸至海洋，充分發揮“人與人、人與物、物與物”生木的連接能力，不(bù)僅可以有效地解決海上通(tōng)信難題，還我慢可以衍生出更多的應用場景，如(rú)實時(shí)遠程監測船隻航行情況飛下、收集船員身體狀況等。
不(bù)僅如(rú)此，後續還可以把星地融合網應用到郵輪、遠洋貨輪、木懂鑽井平台上，其發揮更大(dà)的作用。在沒有5G信号覆蓋的遠海區域，可在高速移書知動的遠洋漁政船上部署輕量船載用戶站、5G輕量基站及核心網，船載西姐用戶站能夠準确指向并全程跟蹤以第一宇宙速度相對于地面高城購速飛行的低(dī)軌衛星，向信關站發送入網請這男求，通(tōng)過衛星互聯網構建的天基寬帶通(tōng)信鍊路成功實現視海紙頻浏覽、語音通(tōng)信等系列常規網絡測試。船上的5G手機通(鐘吧tōng)過衛星可以接入運營商的業務網，實現與其他(tā)4G/5G手機用日還戶的正常語音通(tōng)話。
通(tōng)過本文提出的基于5G與衛星通(tōng)信網絡融合的能力開(看窗kāi)放方案，一方面可以連通(tōng)衛星通(tōng)聽放信網絡與地面5G網絡能力調用路徑，串聯衛星通(媽線tōng)信網絡與5G網絡，将5G網絡能力擴展至他水衛星通(tōng)信領域應用。另一方面，串聯衛星管理系統與5G能力平台，為(微用wèi)衛星管理系統信息用于5G能力決策、5G網絡能力應用于衛星鍊路選擇妹暗提供技術參考。
[豐網丹丹]
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