空地一体技术和产业探讨

通信世界网消息（CWW）空地一体通信技术是一种综合运用卫星空间通信、地面无线通信、互联网、计算机等多种通信技术手段，实现高速、高质量、多功能通信的技术。它将多种通信技术融合在一起，形成互补、相互协作的新型通信技术体系，构建一个覆盖全球、无处不在、高速智能、安全可靠的通信网络。该网络充分利用不同轨道卫星、无人机、高空平台等空中资源，以及地面蜂窝移动网络、物联网、云计算等技术，实现多层次、多连接、多接入的新型融合架构。

空地一体融合网络将面向偏远地区、荒漠、海洋、低空等陆海空全域立体空间实现“泛在连接”（如图1所示），提供手机直连、行业终端直连卫星以及各类应急救援保障等“泛在场景”新服务。

图1 空地一体融合网络服务

这种技术体系的核心在于将地面通信与空中通信进行有机结合，以实现更广阔的覆盖范围和更高效的数据传输。它支持高速移动、大容量、低时延、高可靠性的通信需求，为用户提供优质、高效、智能的通信服务。空地一体通信技术不仅可以为传统的地面通信网络提供备份和增强，还可以在地面通信设施受到损害或地面通信网络无法覆盖的区域（如偏远山区、海洋等）提供可靠的通信服务。

空地一体通信技术具有广泛的应用前景，特别是在公共安全、应急救援、远程教育、智能交通、物联网等领域。它不仅能够提供快速、准确的数据传输和高精度定位，还可以在极端环境下保持稳定运行，为各种应用场景提供可靠、高效的通信服务。

空地一体关键技术

空地一体化通信网络关键技术是一个综合性的技术体系，涉及多个关键领域，涵盖了网络融合、高速数据传输、移动性管理、安全防护、智能化管理以及空地协同定位等多个方面，这些技术的研发和应用将推动空地一体化网络的发展，为各行业提供更为便捷、高效和安全的通信服务。空地一体化网络涉及众多技术，以下将重点介绍其中七大关键技术。

一是网络融合技术。空地一体化网络的核心在于实现地面通信网络与空中通信网络的深度融合。这包括网络架构的设计、通信协议的制定以及网络资源的优化配置。网络融合技术旨在确保地面与空中网络的无缝衔接，实现数据的高效传输和共享。空间延迟容忍网络技术（DTN）和自组织网络技术（AdHoc）的应用，使得通信网络能够应对复杂多变的通信环境。

二是高速数据传输技术。空地一体化网络需要支持高速、大容量的数据传输。为此，采用先进的调制编码技术、多址接入技术以及信道优化技术等是必要的。这些技术可以有效提升数据传输的速度和效率，满足高清视频、大数据等高速率业务的需求。

三是移动性管理技术。在空地一体化网络中，通信终端可能频繁地在地面和空中之间切换。因此，移动性管理技术对于确保通信的连续性和稳定性至关重要。这包括位置预测、切换策略、资源预留等方面的技术，以此应对移动终端带来的通信挑战。

四是安全防护技术。空地一体化网络面临着复杂的安全威胁，如信号干扰、数据窃取等。安全防护技术包括加密技术、认证技术、入侵检测与防御技术等，用于保护通信过程的安全性和数据的完整性。这些技术可以有效防止未经授权的访问和数据泄露，确保网络的安全稳定运行。

在空地一体化通信网络中，安全防护技术至关重要。混沌序列扩频测控通信技术、扩/跳结合的测控通信技术以及“空-时”“空-频”自适应处理技术等的应用，为通信网络提供了强大的安全防护能力。

五是智能化管理技术。随着空地一体化网络的规模和复杂性不断增加，智能化管理技术变得尤为重要。这包括网络性能监控、故障预测与恢复、资源动态调度等方面的技术。通过引入人工智能和机器学习等先进技术，可以实现网络的自动化、智能化管理，提高网络运行效率和可靠性。

六是空地协同定位技术。空地一体化网络需要实现高精度的定位服务。空地协同定位技术通过整合地面基站和空中卫星的定位信息，提供更为准确、可靠的定位服务。这对于导航、救援等具有重要意义。

激光测控通信技术在空地一体化通信网络中扮演着至关重要的角色，通过与其他技术的结合应用能够实现快速、准确的数据传输和位置定位，从而满足日益增长的通信需求。空地一体化通信网络中的新兴导航定位技术，如脉冲星X射线导航、星上光学导航以及组合导航等，为飞行器提供了自主定位能力。这些技术通过将不同导航源的信息融合提高导航精度和可靠性。

七是模块化开放式结构设计技术。模块化开放式结构设计技术的应用使得空地一体化通信网络设备具备即插即用、易于升级和重构的特点。这种技术采用开放式硬件设计、模块化软件设计和标准化接口设计，使得不同厂商的设备能够相互兼容和互操作。这不仅降低了设备成本和维护难度，还提高了通信网络的灵活性和可扩展性。

通信运营商在空地一体化方面的技术研究

通信运营商在空地一体化方面的技术研究主要聚焦于“如何整合地面通信网络和空中通信网络，以提供更为广泛、高效和可靠的通信服务”。以下是通信运营商五大关键技术研究方向。

一是空地融合网络技术。研究如何将地面通信网络（如4G、5G以及未来的6G网络）与空中通信网络（如卫星通信、无人机通信等）进行深度融合。这涉及网络架构的设计、通信协议的制定以及网络资源的优化配置等方面，旨在实现空地通信的无缝衔接和高效协同。

二是高速数据传输技术。针对空地通信中可能遇到的传输延迟、带宽限制等问题，研究如何提升数据传输的速度和效率。其中包括采用先进的调制编码技术、多址接入技术以及信道优化技术等，以满足高清视频、大数据等高速率业务的需求。

三是移动性管理技术。在空地一体化通信中，通信终端可能频繁地在地面和空中网络之间切换，因此需要研究有效的移动性管理技术。其中包括位置预测、切换策略、资源预留等方面的技术，以确保通信的连续性和稳定性。

四是安全防护技术。空地一体化通信面临着复杂的安全威胁，如信号干扰、数据窃取等。因此，通信运营商需要研究相应的安全防护技术，包括加密技术、认证技术、入侵检测与防御技术等，以确保通信的安全性和数据的保密性。

五是智能网络管理技术。随着空地一体化通信网络的规模和复杂性不断增加，智能网络管理技术变得尤为重要。其中包括网络性能监控、故障预测与恢复、资源动态调度等方面的技术，以实现网络的自动化、智能化管理。

通过深入研究以上关键技术，通信运营商可借此推动空地一体化通信技术的快速发展和应用，为用户提供更加便捷、高效和安全的通信服务。同时，这也将有助于提升通信运营商的市场竞争力，推动整个通信行业的进步。

通信运营商在空地一体化方面的应用探索

中国移动在空地一体化方面的应用探索

中国移动在空地一体化方面的应用探索展现出了其在这一领域的雄厚实力和前瞻性视野。

首先，中国移动致力于推动空地一体化通信技术的研发和应用。通过5G无人飞艇应急系统，中国移动成功搭建了空中和地面控制两大平台，实现了通信保障、环境监测、高清云瞰、应急救援四项应急保障能力。这一系统不仅体现了中国移动在空地一体化通信技术方面的实力，也为应急管理和公共安全提供了新的解决方案。

其次，中国移动积极参与国际标准化工作，推动空地一体化通信技术的标准化进程。通过主导完成固移卫融合确定性网络、定位业务增强、QoS（服务质量）保障等多项标准立项，中国移动在ITU-T（国际电信联盟标准化部门）等国际组织中发挥了重要作用，为我国卫星互联网产业与国际接轨奠定了标准基础。

最后，中国移动还积极探索空地一体化在医疗救援领域的应用。其发布的空地一体化医疗救援体系，融合了5G、物联网、人工智能等技术，实现了患者呼叫“呼入即定位”、急救调度“空地一体化”等升级，为患者争取了更多生存机会。这一创新应用不仅提升了医疗救援的效率和质量，也展示了中国移动在空地一体化领域的创新能力。

此外，中国移动还发布了空地一体超级专线，为湖南等地区的数字经济高质量发展提供助力。这一专线通过5G空口、固线双链路接入，实现空地一体联动，保证了业务的“永远在线”和快速开通，满足了“应急快开”诉求。这一产品的推出，进一步拓展了中国移动在空地一体化通信领域的市场应用。

中国联通在空地一体化方面的应用探索

中国联通在空地一体化方面的应用探索体现在多个层面和合作项目中。

首先，中国联通在技术研发和产品创新方面取得了显著成果。中国联通发布了5G RedCap端网业协同一体化产品、5G-TSN确定性工业网络系列创新产品等一系列空地一体化创新成果。这些产品展示了中国联通在空地一体化方面的技术实力和应用能力，为各行业提供了一站式的5G升级服务。

其次，中国联通积极开展对外合作，与合作伙伴共同推进空地一体化技术的发展。中国联通与华为、银河航天等合作伙伴签署了战略合作协议，共同探索基于空地融合的卫星物联网、卫星车联组网等业务应用，并搭建演示平台以验证空地一体化技术的可行性。再次，中国联通还关注空地一体化技术在应急通信领域的应用，发布了包括沃星海、沃星陆、沃星空、沃星图在内的四大卫星系列产品，展示了其在“天、地、海”一体化应急通信服务领域的能力。

最后，中国联通在空地一体化技术的持续研究方面也作出了努力。中国联通研究院对空地一体化组网和光传输技术进行了深入研究，成功验证了自由空间光通信的可行性，为未来的融合通信技术提供了新的解决方案。

*本文刊载于《通信世界》

总第942期 2024年4月25日 第8期