非地面網(wǎng)絡（NTN）正隨著低地球軌道（LEO）衛(wèi)星、高空平臺站（HAPS）技術的進步以及與5G和新興6G標準的持續(xù)融合而快速發(fā)展。這些技術日益成熟，有望為傳統(tǒng)地面網(wǎng)絡無法覆蓋的地區(qū)和應用，提供可靠且高容量的連接服務。

新一代非地面網(wǎng)絡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、遠程醫(yī)療和國防通信等關鍵任務應用以及農(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)絡設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)絡架構(gòu)和頻譜管理到設備設計以及部署所必需的下一代測試方法等影響非地面網(wǎng)絡技術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？

Middle：LEO和HAPS正在推動非地面網(wǎng)絡向更加動態(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——這非常適合災難恢復、農(nóng)村連接和物聯(lián)網(wǎng)（IoT）網(wǎng)絡。

非地面網(wǎng)絡與地面5G的融合如何影響全球網(wǎng)絡的構(gòu)建，6G網(wǎng)絡又將產(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)絡標準，特別是隨著3GPP持續(xù)整合非地面網(wǎng)絡規(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)絡等領域占據(jù)主導地位，這些領域更注重定制化和控制，而非互操作性。

6G的到來預計將帶來超低延遲（<1毫秒）、海量帶寬和人工智能原生編排。預計非地面網(wǎng)絡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)揮關鍵作用。但跨軌道管理延遲變化和確保服務質(zhì)量（QoS）仍面臨挑戰(zhàn)。

人工智能驅(qū)動的網(wǎng)絡編排將在優(yōu)化非地面網(wǎng)絡實時應用性能方面發(fā)揮什么作用？

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

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)絡應用的關鍵。智能手機直連非地面網(wǎng)絡服務將如何重塑偏遠地區(qū)的移動寬帶，并催生哪些新的關鍵任務服務？

Middle：直連設備的非地面網(wǎng)絡服務（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，減少對地面基礎設施的依賴，并催生新的服務模式，如按需付費衛(wèi)星服務。隨著這一趨勢的發(fā)展，更具成本效益的非地面網(wǎng)絡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。

2國防網(wǎng)絡可以在受爭議環(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。

設計師在更廣泛地部署非地面網(wǎng)絡時需要了解什么？

Middle：設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、鏈路預算和切換邏輯。多軌道支持需要靈活的射頻前端和自適應協(xié)議棧。頻譜協(xié)調(diào)也是一個主要障礙。設計師必須應對國際電信聯(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（特別是在Ka和S波段）的共存問題。

設計師還必須實現(xiàn)非地面網(wǎng)絡與地面網(wǎng)絡之間的無縫漫游，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用程序接口（API）將是關鍵。另一個迫在眉睫的設計問題是，隨著相控陣天線、射頻前端設計和低功耗專用集成電路（ASIC）的預期改進，非地面網(wǎng)絡形態(tài)將大量涌現(xiàn)。小型化射頻組件將減小設備尺寸和成本，并使非地面網(wǎng)絡能夠以前所未有的程度集成到智能手機、可穿戴設備和物聯(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)絡和地面5G網(wǎng)絡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、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)整以適應專有非地面網(wǎng)絡協(xié)議，以及如何應用測試自動化來加速符合非地面網(wǎng)絡協(xié)議和3GPP Release-17+標準的合規(guī)性驗證？

Middle：為了適應專有協(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。

還有其他需要關注的測試考量因素嗎？

Middle：有幾個，其中對運營商和設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)絡的服務質(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)絡部署至關重要，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、多普勒頻移和復雜的頻譜環(huán)境，測試確保設備、網(wǎng)絡和協(xié)議在空間和地面領域提供一致的連接、安全性和服務質(zhì)量。