4、5G与卫星频谱、标准和规模的融合发展

5G与卫星频谱、标准和规模的融合发展

1. 混合卫星地面网络与标准带宽

混合卫星地面网络，尤其是混合卫星与5G网络，在5G非地面网络标准制定过程中需要投入大量额外工作。众多工程师花费大量时间来制定5G标准和规范文件，但卫星行业规模相对小两个数量级，可用于标准制定的资源也少得多。

除了在欧洲和亚洲相对广泛采用DVB - S标准的卫星电视外，卫星行业主要采用专有物理层，与现有的地面蜂窝无线电标准重叠极少。10年前，ETSI曾努力支持UMTS/IMT - 2000与2GHz频段卫星系统（邻近地面蜂窝频段1）的互操作性，但进展甚微。目前市场上关于LTE与卫星集成的表述更多是意向，而非即将实现的现实。

不过，5G和卫星行业相互需要，二者的融合将互利共赢。卫星行业需要5G社区带来的消费级规模，而5G需要卫星行业的技术来实现经济高效的广域高数据速率、高移动性连接。卫星行业已部署的自适应分数波束宽度天线技术，结合近头顶卫星的垂直覆盖，能为城市峡谷、偏远农村山谷和广阔开放空间提供良好的连接。此外，直接的垂直视线链路可避免高频段的高表面吸收和地面反射问题，而地面网络中有限的视线可见性会严重影响5G传输效率。

2. 信道带宽和通带：卫星与5G频段规划影响

随着用户数据速率的增加，需要更宽的信道带宽来维持复用增益，但这会降低射频效率，特别是在空间受限的用户设备中。例如，理想情况下，天线工作带宽为中心频率的10%，滤波器工作带宽为中心频率的4%，但实际中这些理想带宽常被突破。对于天线，改变电长度或增加物理长度（如平面倒F天线）会导致效率损失；对于射频滤波器，更宽的通带会软化滤波器边缘，增加相邻信道泄漏和系统间、系统内干扰，虽可通过增加额外滤波器（如屋顶滤波器）缓