2025-12-02

电子学院前沿论坛第九十三期成功举办

2025年11月28日下午,北京大学电子学院前沿论坛第93期讲座成功举办。本次讲座邀请了中国信科集团副总工程师孙韶辉博士。孙博士为大家分享了题为“星地融合移动通信发展与展望”的精彩报告。本次报告由电子学院宋令阳教授主持,60多名师生参与。

讲座分为四个部分:国内外卫星通信发展状况和趋势,星地融合关键技术与标准体系,手机直连卫星技术路线,以及通导遥一体化低轨星座。在第一部分,孙博士首先回顾了移动通信从1G到6G的演进,并指出为解决地面网络覆盖的局限,6G系统将地面与卫星通信的融合作为重要的研究方向之一。接着,他重点分析了有望重塑卫星通信格局的“星链”计划。作为一种代表性的低轨卫星互联网星座,星链相较于传统高轨卫星,在传输带宽和时延上具有显著优势,已对传统卫星业务构成较大冲击。此外,孙博士也提到星链通过收购EchoStar的频谱资源进行了关键的战略布局。由于该频谱属于3GPP R19 NTN标准的研究频段,这意味着星链未来可直接基于国际标准开展手机直连卫星业务。

在第二部分,孙博士介绍了星地融合推进过程中面临的挑战以及目前推进星地融合的技术路径。星地融合主要面临两个挑战,第一个是低轨卫星的成本问题:卫星通信成本包括火箭的发射,卫星制造,以及通信载荷应对太空环境的特殊性设计,这些都是地面基站不需要考虑的。第二个是低轨卫星通信和地面蜂窝通信存在较大差异,主要体现在无线信道传播特性不同,低轨卫星的高速移动性,以及星上处理能力受限等方面。随后,孙博士介绍了“5G兼容,6G融合”这一推进星地融合的阶段性技术路径。该路径的具体策略是:在5G阶段,以现有技术为基础,针对卫星链路的特性进行适应性修改与优化,从而利用5G的规模效应降低成本,为未来的卫星互联网奠定基础。进入6G阶段,目标则是在系统设计中实现地面移动通信与高、中、低轨卫星通信的有机融合,具体包括设计统一的无线空口、接入和认证方案,并支持终端在卫星与地面网络间实现无缝切换和跨运营商漫游。

在第三部分,孙博士介绍了手机直连卫星这一最具发展前景的卫星通信方向。他首先梳理了该技术的演进趋势:从早期的卫星电话研究,到当前低轨星座通信的繁荣,最终目标是实现终端根据场景智能选择接入地面基站或卫星基站,构建真正的星地融合产业生态。随后,他深入分析了星载相控阵天线这一实现手机直连卫星的核心硬件的技术现状,对比了国内外发展水平,并指出当前面临波束数量有限、工作带宽较低、体积功耗较大等主要挑战,同时逐一介绍了相应的解决方案。

在第四部分,孙博士介绍了通导遥一体化低轨星座这一重要研究方向。该方向旨在推动卫星互联网从单一的通信功能,向集通信、导航、遥感于一体的多功能系统演进。其核心理念是“一星多用”,即通过在同一卫星平台上集成多种载荷来实现功能融合。孙博士进一步阐述了通信、导航、遥感三种技术的互补性:例如,利用低轨通信星座的机会信号进行定位,可减少对传统导航卫星的依赖;通信与遥感融合,能实现遥感数据的实时回传与分发;而导航系统则为探测目标提供精准的时空基准,辅助遥感数据解析。

在互动环节,现场老师和同学们踊跃提问,问题涉及如何处理太空垃圾对卫星的威胁,未来卫星网络能否达到和地面网络相近的服务价格等,孙博士对这些问题逐一回答。报告结束时,宋令阳教授为孙韶辉博士颁发了北京大学电子学院前沿论坛纪念牌,并合影留念。


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