[Tiên phong] Phân tích tích hợp hệ thống thông tin liên lạc di động 5G và vệ tinh

giới thiệu

Với sự phát triển nhanh chóng của Internet di động và việc phổ biến, ứng dụng các thiết bị đầu cuối thông minh, người dùng đã đặt ra những yêu cầu cao hơn về tốc độ truyền thông di động. Hệ thống truyền thông di động thế hệ thứ năm (5G) hướng đến việc cung cấp tốc độ tối đa từ 10Gbps đến 20Gbps và tốc độ trải nghiệm người dùng từ 100Mbps đến 1Gbps để đáp ứng nhu cầu kinh doanh đa dạng hơn. Với dung lượng dịch vụ truyền thông không dây lớn, nhiều dịch vụ và tốc độ cao, 5G có thể được sử dụng rộng rãi ở các khu vực dân cư đông đúc. Tuy nhiên, việc tận dụng lợi thế của nó gặp khó khăn ở các khu vực dân cư thưa thớt hoặc những khu vực khó triển khai mạng lưới mặt đất. So với mạng lưới truyền thông di động mặt đất, hệ thống truyền thông vệ tinh chủ yếu có những ưu điểm vượt trội như vùng phủ sóng rộng, dung lượng truyền thông lớn, ít ảnh hưởng đến địa hình, tính linh hoạt cao và khả năng thích ứng với nhiều dịch vụ. Do đó, vệ tinh có thể được sử dụng để phủ sóng các khu vực dân cư thưa thớt hoặc những khu vực khó triển khai mạng lưới mặt đất, tạo thành một sự bổ sung tốt cho mạng lưới mặt đất, từ đó đạt được vùng phủ sóng toàn cầu thực sự và cung cấp dịch vụ truyền thông không phân biệt cho người dùng toàn cầu.

Trên thực tế, việc con người ứng dụng thông tin liên lạc vệ tinh đã có trước khi mạng lưới thông tin liên lạc không dây di động mặt đất được xây dựng. Hệ thống vệ tinh thông tin liên lạc thương mại đầu tiên trên thế giới là Early Bird, được Tổ chức Thông tin Liên lạc Vệ tinh Quốc tế (INTERSAT) phóng và vận hành vào năm 1965.Các hệ thống vệ tinh, trong khi thế hệ đầu tiên của các hệ thống truyền thông không dây di động trên thế giới bắt đầu được xây dựng vào những năm 1980.Trong những thập kỷ gần đây, các hệ thống thông tin liên lạc vệ tinh được đưa vào hoạt động trên phạm vi quốc tế không chỉ bao gồm Inmarsat, Thuraya, Viasat, v.v. trên quỹ đạo địa tĩnh, mà còn có Iridium, Global-star, Orbcom, v.v. trên quỹ đạo trái đất tầm thấp.Đặc biệt kể từ năm 2015, việc xây dựng các chòm sao truyền thông Internet quỹ đạo thấp, như OneWeb và Starlink, đã bùng nổ trên phạm vi quốc tế và thu hút nhiều sự chú ý tại các điểm nóng quốc tế.Việc tích hợp và xây dựng các hệ thống thông tin liên lạc vệ tinh và hệ thống thông tin liên lạc không dây mặt đất một lần nữa trở thành hướng phát triển được chứng minh sâu rộng trên phạm vi quốc tế.

01Tình trạng nghiên cứu về sự tích hợp vệ tinh và 5G

Đầu thế kỷ 21, các nhà mạng đã đưa dịch vụ thông tin liên lạc vệ tinh vào thị trường chính thống bằng cách xin phép thành lập mạng lưới thông tin liên lạc lai vệ tinh-mặt đất. Để mở rộng mạng lưới thông tin liên lạc vệ tinh, các nhà mạng đã bổ sung các thành phần phụ trợ mặt đất (ATC) hoặc các thành phần bổ sung mặt đất (CGC). ATC đề cập đến trạm gốc phụ trợ mặt đất được sử dụng cho thông tin liên lạc di động vệ tinh. Vệ tinh và một số lượng lớn trạm gốc ATC được kết hợp để đạt được vùng phủ sóng liền mạch trên diện tích lớn, do đó có thể được sử dụng để giải quyết các vấn đề của vệ tinh.Vấn đề tín hiệu yếu ở các thành phố có nhiều tòa nhà cao tầng và trong nhà là một vấn đề nan giải, nhưng nó cũng liên quan đến một số yếu tố khác.Các vấn đề phức tạp, chẳng hạn như: tái sử dụng tần số của vệ tinh và trạm gốc kiểm soát không lưu, chuyển mạch và điều khiển phối hợp các hệ thống không gian và mặt đất.

Khi công nghệ 5G ngày càng hoàn thiện, việc tích hợp 5G với vệ tinh đã thu hút sự chú ý rộng rãi trong và ngoài nước. Các tổ chức tiêu chuẩn hóa như Liên minh Viễn thông Quốc tế (ITU) và Dự án Đối tác Thế hệ thứ ba (3GPP) đã đầu tư rất nhiều công sức vào việc thực hiện các nghiên cứu trình diễn kỹ thuật liên quan đến việc tích hợp hệ thống 5G với vệ tinh.

1) Năm 2016, Liên minh Viễn thông Quốc tế (ITU) đề xuất rằng "mạng truyền thông di động thế hệ tiếp theo cần đáp ứng nhu cầu truy cập dịch vụ của người dùng mọi lúc mọi nơi", và đã thực hiện nghiên cứu ITU-RM trong lĩnh vực công nghệ truy cập vệ tinh. Nghiên cứu về tiêu chuẩn [NGAT_SAT] đề xuất bốn kịch bản ứng dụng điển hình cho việc tích hợp vệ tinh-mặt đất, bao gồm dịch vụ truyền dẫn băng thông rộng, dịch vụ truyền tải và phân phối dữ liệu, dịch vụ truyền thông di động băng thông rộng và dịch vụ đa phương tiện lai, như thể hiện trong hình dưới đây, và làm rõ các tính năng chính để hỗ trợ các ứng dụng trên. Ngoài ra, ITU cũng đang tích cực thúc đẩy công tác sử dụng tần số của vệ tinh và 5G, và đã thực hiện một loạt các phân tích về chia sẻ phổ tần và khả năng tương thích điện từ giữa vệ tinh và 5G.

Hình 1.4 kịch bản ứng dụng của hệ thống tích hợp vệ tinh-mặt đất do ITU đưa ra.

2) Dự án Đối tác Thế hệ thứ ba (3GPP) đã bắt đầu chứng minh những lợi thế của truyền thông vệ tinh đối với các hệ thống truyền thông di động mặt đất kể từ tiêu chuẩn Release 14 năm 2017. Trong báo cáo kỹ thuật TR22.822 được phát hành vào cuối năm 2017, nhóm làm việc SA1 của 3GPP đã xác định ba phương pháp chính để sử dụng truy cập vệ tinh trong 5G: dịch vụ liên tục, dịch vụ phổ biến và dịch vụ mở rộng.Thảo luận về các trường hợp sử dụng và yêu cầu đối với các dịch vụ mới và hiện có. Hiện nay, 3GPP chủ yếu dựa vào một dự án nghiên cứu có tên "Mạng phi mặt đất (NTN)" để nghiên cứu các kịch bản triển khai và thiết kế giao diện không dây của truyền thông vệ tinh trong mạng 5G.

3) Vào tháng 6 năm 2017, châu Âu đã thành lập Liên minh SaT5G (Mạng vệ tinh và mặt đất cho 5G), với các thành viên bao gồm BT, SES, Avanti, Đại học Surrey và các công ty, viện nghiên cứu khác của châu Âu. Mục tiêu của liên minh là cung cấp giải pháp vệ tinh 5G hiệu quả về chi phí và dễ sử dụng, đồng thời tạo ra các cơ hội tăng trưởng thị trường liên tục cho chuỗi ngành công nghiệp vệ tinh. Hội nghị Mạng và Truyền thông châu Âu năm 2018 được tổ chức tại Ljubljana, Slovenia. Tại hội nghị, năm thành viên của SaT5G đã trình diễn sự tích hợp kiến ​​trúc mạng vệ tinh và 3GPP, bao gồm VT iDi-rect và SES.

Hình 2. Các kịch bản ứng dụng 5G vệ tinh do Sat5G cung cấp.

4) Để đáp ứng mục tiêu tăng trưởng dung lượng gấp 1000 lần do hệ thống 5G đề ra, chương trình SANSA (Mạng truyền dẫn mặt đất-vệ tinh truy cập chung được hỗ trợ bởi ăng-ten thông minh) được khởi động với nguồn tài trợ từ chương trình H2020 của Liên minh châu Âu nhằm cung cấp giải pháp liên kết truyền dẫn tốt cho các hệ thống truyền thông không dây dung lượng lớn trong tương lai. Dự án SANSA đề xuất công nghệ tạo chùm tia ăng-ten thông minh chi phí thấp, công nghệ quản lý tài nguyên không dây thông minh động cho mạng không dây tích hợp vệ tinh-mặt đất, công nghệ chia sẻ phổ động hỗ trợ cơ sở dữ liệu, v.v., và đã tiến hành nghiên cứu chuyên sâu.

02  Các công nghệ chủ chốt cho việc tích hợp 5G vệ tinh

Do có sự khác biệt giữa truyền thông vệ tinh và truyền thông không dây mặt đất về khoảng cách truyền sóng, vùng phủ sóng và khả năng công suất, việc tích hợp sâu rộng hai loại hình này sẽ gặp phải một số thách thức không thể tránh khỏi. Các công nghệ chủ chốt cho việc tích hợp 5G vệ tinh được phân tích dưới đây từ năm khía cạnh: kiến ​​trúc hệ thống, vùng phủ sóng, dạng sóng giao diện không khí, chia sẻ phổ tần và điều khiển mạng.

2.1 Kiến trúc hệ thống

Trong kiến ​​trúc tích hợp 5G vệ tinh, người ta xem xét một chòm sao vệ tinh hỗn hợp ở quỹ đạo cao và thấp. Đồng thời, thiết kế các dải tần số truyền thông cũng bao gồm các dải tần số thấp (như dải L và S) và các dải tần số cao (như dải Ku và Ka), có tính đến các yêu cầu về tốc độ trung bình thấp và dịch vụ truyền dẫn băng thông rộng. Vùng phủ sóng của vệ tinh di chuyển khi điểm vệ tinh con di chuyển, và người dùng cuối chuyển đổi giữa các ô khác nhau.

Các liên kết giữa các vệ tinh trong các chòm vệ tinh quỹ đạo thấp được cấu thành từ các liên kết laser hoặc vi sóng, và nhiều vệ tinh được kết nối với nhau để tạo thành một mạng lưới thông tin liên lạc không gian với các vệ tinh đóng vai trò là các nút chuyển mạch. Các chòm vệ tinh thường được thiết kế bằng cách sử dụng các chòm vệ tinh quỹ đạo cực. Điều này là do các vệ tinh trong các mặt phẳng quỹ đạo liền kề có mối quan hệ vị trí tương đối ổn định (ngoại trừ các vùng cực hoặc các đường nối ngược), điều này có lợi cho việc duy trì các liên kết giữa các vệ tinh và đạt được vùng phủ sóng ở vĩ độ cao. Ngoài ra, hoạt động của liên kết cấp nguồn vệ tinh được thực hiện tại trạm cổng, giúp kết nối và tương tác giữa mạng vệ tinh và mạng PSTN, PLMN mặt đất và Internet. Tất cả các hoạt động này đều được thực hiện trong dải tần Ka hoặc Q/V.

Hiện nay, có ba kiến ​​trúc chính cho mạng tích hợp vệ tinh-mặt đất. Đầu tiên là mạng bổ sung vệ tinh-mặt đất. Theo kiến ​​trúc này, hệ thống 5G và hệ thống vệ tinh chia sẻ một trung tâm quản lý mạng, nhưng mạng truy cập và mạng lõi của chúng vẫn độc lập. Mạng truy cập và một số chức năng mạng lõi được cung cấp bởi các trạm cổng vệ tinh, và các thiết bị đầu cuối hỗ trợ cả hai chế độ truy cập di động và vệ tinh. Loại thứ hai là mạng lai vệ tinh-mặt đất. Theo kiến ​​trúc này, hệ thống mặt đất và hệ thống vệ tinh chia sẻ trung tâm quản lý mạng, và các phần giao diện không dây cũng được thống nhất tối đa để duy trì tính độc lập của mạng lõi và băng tần tương ứng. Thiết bị đầu cuối có thể hỗ trợ cả hai chế độ truy cập mặt đất và vệ tinh. Loại thứ ba là mạng tích hợp vệ tinh-mặt đất. Đặc điểm chính của nó là: điểm truy cập (AP), tần số, mạng truy cập và mạng lõi của toàn bộ hệ thống được quy hoạch và thiết kế thống nhất hoàn toàn. Cần lưu ý rằng mạng tích hợp vệ tinh-mặt đất là giai đoạn cao nhất của hệ thống truyền thông tích hợp vệ tinh-mặt đất và phải đối mặt với những thách thức kỹ thuật to lớn.

2.2 Phạm vi phủ sóng chùm tia

Trong hệ thống thông tin liên lạc di động tích hợp vệ tinh-mặt đất, bằng cách điều chỉnh các chùm tia điểm và tài nguyên không dây, nó có thể cung cấp các dịch vụ thoại và dữ liệu vượt quá dung lượng đã được xác định trước cho các khu vực điểm nóng. Chức năng linh hoạt này được thực hiện thông qua công nghệ tạo chùm tia số (DBF). Hiện nay, công nghệ tạo chùm tia số cho thông tin liên lạc vệ tinh chủ yếu bao gồm ba dạng: DBF mặt đất, DBF trên không gian và DBF lai. Trong đó, tạo chùm tia số lai có sự cân bằng tốt giữa hiệu suất và độ phức tạp và đã được nghiên cứu rộng rãi. Khi sử dụng DBF lai, trung tâm điều khiển mạng mặt đất tính toán ma trận tạo chùm tia tối ưu dựa trên các yêu cầu điều chỉnh chùm tia và các chiến lược tương ứng, sau đó gửi các tham số của ma trận tạo chùm tia đến vệ tinh thông qua liên kết cấp nguồn và điều chỉnh động vùng phủ sóng chùm tia xuống mặt đất bằng cách tái cấu trúc ăng-ten đa chùm trên vệ tinh.

Có hai loại chuyển giao chính do sự di chuyển của vệ tinh hoặc thiết bị đầu cuối: một là chuyển giao trong hệ thống vệ tinh. Đối với các vệ tinh quỹ đạo thấp, vị trí của chúng so với mặt đất thay đổi nhanh chóng, do đó thiết bị đầu cuối chỉ được phủ sóng liên tục bởi cùng một vệ tinh trong khoảng mười phút. Vì vậy, để ngăn ngừa mất dữ liệu trong quá trình chuyển giao, việc chuyển giao giữa các vệ tinh hoặc giữa các chùm tia phải được chuẩn bị trước và thực hiện nhanh chóng. Loại thứ hai là việc thiết bị đầu cuối chuyển đổi giữa mạng 5G mặt đất và mạng vệ tinh. Việc chuyển đổi này cần xem xét các yếu tố như hỗ trợ xử lý trên thiết bị và kiến ​​trúc chuyển tiếp trong suốt (bench-pipe transparent forwarding), đồng bộ hóa thời gian, đo lường và phối hợp thông tin. Khi tín hiệu mạng di động rất yếu, thiết bị đầu cuối sẽ chuyển từ mạng di động sang mạng vệ tinh, ngược lại nó sẽ duy trì truy cập vào mạng mặt đất.

2.3 Dạng sóng giao diện không khí

Ghép kênh phân chia tần số trực giao (OFDM) vẫn là hệ thống truyền dẫn cơ bản của hệ thống 5G, nhưng nhiễu xuyên sóng mang (ICI) sẽ gây ra sự suy giảm nghiêm trọng về hiệu suất hệ thống. Điều này là do bản thân công nghệ OFDM rất nhạy cảm với độ lệch tần số, và nhiễu xuyên kênh giữa các sóng mang phụ do độ lệch tần số gây ra sẽ làm giảm hiệu suất truyền thông. Để chống lại hiệu quả tác động của độ lệch tần số dư đối với hiệu suất hệ thống, có thể áp dụng phương án thiết kế với băng thông sóng mang phụ thay đổi. Đối với băng tần L với băng tần hẹp, vì tốc độ mã hóa của dịch vụ thoại mà nó hỗ trợ thấp tới 2.4Kbps, nên cần sử dụng thiết kế sóng mang phụ 15KHz hoặc hẹp hơn. Trong băng tần Ka, độ rộng sóng mang phụ có thể sử dụng lớn hơn. Điều này là do người dùng thường truy cập Internet thông qua băng thông rộng và góc nâng tối thiểu lớn, có thể giảm thiểu hiệu quả tác động của hiệu ứng Doppler.

Ngoài ra, truy cập đa người dùng không trực giao (NOMA) được hỗ trợ bởi 5G không yêu cầu mỗi người dùng phải chiếm dụng tài nguyên độc quyền. Người dùng có thể gửi và nhận thông tin đồng thời trên các tài nguyên không trực giao. Dựa trên phát hiện chung đa người dùng, nhiễu lẫn nhau giữa người dùng có thể được tránh thông qua xử lý tín hiệu. So với các phương pháp truy cập trực giao truyền thống, việc ứng dụng công nghệ NOMA có thể tăng hiệu quả sử dụng phổ tần lên hơn ba lần. Hiện nay, các chip NOMA cho hệ thống 5G mặt đất đã được phát triển, quảng bá và ứng dụng. Công nghệ NOMA sử dụng độ phức tạp để đổi lấy hiệu quả sử dụng phổ tần, điều này cũng có nghĩa là sẽ khó áp dụng cho các kịch bản truyền thông vệ tinh quỹ đạo địa tĩnh (GEO) có độ trễ cao vì một lượng lớn tương tác tín hiệu được sử dụng để điều khiển động các tham số truy cập của người dùng. Cần tiến hành các nghiên cứu kỹ thuật tiếp theo về công nghệ NOMA trong truyền thông vệ tinh.

2.4 Chia sẻ phổ tần

Dù là đối với hệ thống thông tin liên lạc vệ tinh hay hệ thống thông tin liên lạc di động mặt đất, việc thiếu hụt phổ tần khả dụng đã trở thành một vấn đề cấp bách cần được giải quyết. Đặc biệt, thông tin liên lạc vệ tinh và thông tin liên lạc mặt đất đang cạnh tranh gay gắt về tài nguyên phổ tần. Ví dụ, băng tần C và băng tần Ka, vốn đã được các hệ thống thông tin liên lạc vệ tinh sử dụng trong nhiều năm, đã được ITU cho phép sử dụng cho các hệ thống 5G mặt đất. Tình hình cạnh tranh phổ tần giữa hai loại hình này cụ thể bao gồm:

1) Băng tần Ka: Để đáp ứng sự tăng trưởng nhanh chóng về tốc độ người dùng và dung lượng hệ thống, cả 5G và truyền thông vệ tinh đều hy vọng sẽ sử dụng băng tần Ka hoặc thậm chí là băng tần sóng milimét. Ví dụ: Hội nghị Vô tuyến điện Thế giới năm 2019 (WRC-19) đã sử dụng các dải tần 24.25 GHz-27.5 GHz, 37 GHz-43.5 GHz, 66 GHz, tổng cộng 14.75 GHz để xác định phổ tần cho 5G và các hệ thống truyền thông di động quốc tế trong tương lai trên toàn cầu; Ủy ban Truyền thông Liên bang Hoa Kỳ (FCC) đã chỉ định các dải tần 27.5 GHz-28.35 GHz, 37 GHz-38.6 GHz được cấp phép sử dụng cho 5G mặt đất, và các dải tần này chồng lấn ở một mức độ nhất định với các dải tần được sử dụng bởi các hệ thống truyền thông vệ tinh.

2) Băng tần C 3GHz-6GHz: Nhiều quốc gia đã đề xuất sử dụng băng tần C làm băng tần tiềm năng cho hệ thống 5G, bao gồm Trung Quốc, Liên minh Châu Âu, Nhật Bản và Hàn Quốc. Tuy nhiên, tại châu Á, các quốc gia như Trung Quốc, Việt Nam và Malaysia đã xây dựng một lượng lớn hệ thống thông tin liên lạc vệ tinh trong băng tần này. Việc phối hợp sử dụng băng tần C cho các hệ thống 5G mặt đất gặp nhiều khó khăn.

Tối ưu hóa cấu hình thông qua lập kế hoạch hợp tác giữa vệ tinh và mặt đất có thể cải thiện hiệu quả sử dụng tài nguyên tần số. Bằng cách xây dựng hệ thống cảm biến phổ chung giữa vệ tinh và mặt đất, việc chia sẻ phổ giữa các hệ thống liên lạc vệ tinh-mặt đất có thể đạt được và hiệu quả sử dụng phổ có thể được cải thiện. So với mạng truyền thông không dây mặt đất, người dùng nhận thức khó có thể phát hiện tất cả các phổ trong môi trường mạng. Điều này là do phạm vi phủ sóng rộng của truyền thông vệ tinh. Việc cập nhật nhanh chóng cơ sở dữ liệu phổ, tạo chùm tia, độ chính xác của cảm biến phổ và mô tả vùng nhận thức đều là những trọng tâm nghiên cứu của công nghệ này. Ngoài ra, từ góc độ tích hợp tài nguyên, việc lập kế hoạch và thiết kế thống nhất truyền thông di động và truyền thông vệ tinh để giải quyết nhiễu dưới dạng "chia sẻ phổ", từ đó thúc đẩy việc sử dụng chung tài nguyên tần số, có thể cung cấp cơ sở tương thích cho sự tích hợp sâu rộng các hệ thống truyền thông vệ tinh và hệ thống 5G.

2.5 Kiểm soát mạng

Phân vùng mạng đầu cuối được thực hiện thông qua công nghệ SDN và NFV là tính năng nổi bật nhất của đám mây điều khiển mạng trong hệ thống 5G. Công nghệ SDN và NFV lần lượt thực hiện việc tách biệt đường truyền và điều khiển mạng, cũng như phần mềm hóa các thành phần mạng lõi. Chúng cung cấp nền tảng vững chắc để thực hiện phân vùng mạng.nền tảng vững chắc.

Khi hệ thống truyền thông vệ tinh được tích hợp sâu với mạng 5G mặt đất, chức năng điều khiển và chức năng chuyển tiếp của mạng lõi vệ tinh có thể được tách biệt, giúp đơn giản hóa hơn nữa chức năng chuyển tiếp. Để hỗ trợ các yêu cầu truyền tải lưu lượng cao và lập kế hoạch tải lưu lượng linh hoạt và cân bằng, khả năng lưu trữ và tính toán nghiệp vụ có thể được chuyển từ trung tâm mạng ra vùng biên mạng.

Để hỗ trợ tích hợp với mặt đất, ngoài chín chức năng mạng mà 3GPP cung cấp các chức năng dịch vụ cơ bản, cần phải bổ sung thêm các chức năng kết nối không thuộc 3GPP và các chức năng mặt phẳng người dùng vào mặt phẳng người dùng của mạng lõi vệ tinh 5G.

03 Những thách thức và hướng nghiên cứu trong việc tích hợp 5G vệ tinh

Mặc dù đã có nhiều tiến bộ trong công tác tích hợp 5G vệ tinh, vẫn còn nhiều thách thức kỹ thuật cần vượt qua để hiện thực hóa tầm nhìn tuyệt vời về sự tích hợp vệ tinh và 5G. Có nhiều thách thức chung trong cả lĩnh vực vệ tinh và mặt đất. Dưới đây chúng tôi liệt kê các thách thức kỹ thuật chính và hướng nghiên cứu trong tương lai.

1) Thách thức trong hệ thống truyền dẫn: Trong truyền dẫn mạng tích hợp vệ tinh-mặt đất, hiện tượng dịch tần Doppler, quản lý tần số và nhiễu, giới hạn công suất và điều chỉnh thời gian là những vấn đề cần được giải quyết cấp bách. Để giải quyết hiện tượng dịch tần Doppler, 5G sử dụng OFDM đa sóng mang trong hệ thống truyền dẫn. Thiết kế khoảng cách giữa các sóng mang phụ của nó không xem xét tác động của hiện tượng dịch tần Doppler, điều này sẽ gây nhiễu giữa các sóng mang phụ. Về giới hạn công suất, nó đảm bảo sử dụng băng tần cao trong khi giảm tỷ lệ đỉnh trên trung bình của tín hiệu. Cuối cùng, liên quan đến điều chỉnh thời gian, sự thay đổi nhanh chóng về độ trễ truyền dẫn liên kết không dây có thể dẫn đến việc cần phải cập nhật động các điều chỉnh thời gian riêng lẻ của thiết bị đầu cuối để đảm bảo tất cả các đường truyền lên được đồng bộ hóa.

2) Thách thức về quản lý truy cập và tài nguyên: Xét đến độ trễ lớn của mạng tích hợp vệ tinh-mặt đất, điều này đã gây ra những thách thức đối với việc kiểm soát truy cập, HARQ, ARQ và các quy trình khác của lớp MAC và lớp RLC. Về kiểm soát truy cập, để hỗ trợ việc tích hợp hiệu quả 5G và vệ tinh, cần thiết kế các cơ chế truy cập hợp lý như ủy quyền trước, lập lịch bán liên tục và không cần ủy quyền. Đối với HARQ, thời gian khứ hồi thường vượt quá độ dài tối đa của bộ hẹn giờ HARQ, và quy trình HARQ có yêu cầu thời gian nghiêm ngặt. Trong quá trình lập lịch của lớp MAC và lớp RLC, độ trễ lớn của hệ thống vệ tinh cũng sẽ ảnh hưởng đến tính kịp thời của việc lập lịch, và cần điều chỉnh các tham số độ trễ lập lịch.

3) Thách thức trong quản lý tính di động: Trong mạng tích hợp vệ tinh-mặt đất, thách thức trong quản lý tính di động thậm chí còn nghiêm trọng hơn. Theo cấp độ truyền thông, nó có thể được chia thành chuyển mạch cấp mạng và chuyển mạch cấp liên kết. Theo kịch bản ứng dụng, nó được chia thành chuyển giao giữa các trạm mặt đất, chuyển giao giữa vệ tinh và trạm mặt đất, chuyển giao giữa các trạm vệ tinh và chuyển giao giữa các vệ tinh. Vấn đề này đã được nghiên cứu nhưng cần được tìm hiểu thêm.

04 Kết luận

Hệ thống thông tin liên lạc vệ tinh và hệ thống thông tin liên lạc di động mặt đất đã trải qua gần ba mươi năm phát triển và đạt được những thành tựu rực rỡ. Tuy nhiên, do những hạn chế vốn có, chúng khó đáp ứng được nhu cầu ngày càng tăng của con người về thông tin liên lạc di động và kết nối dữ liệu quy mô lớn. Trong những năm gần đây, với sự phát triển nhanh chóng của công nghệ Internet vạn vật (IoT), các hệ thống thông tin liên lạc không dây trong tương lai sẽ hướng tới sự chuyển đổi từ "người và người" sang "người và vật" và "vật và vật", hiện thực hóa thông tin liên lạc mọi lúc mọi nơi và Internet vạn vật. Thông qua sự phát triển tích hợp của thông tin liên lạc vệ tinh và thông tin liên lạc di động mặt đất, những lợi thế bổ sung sẽ được đạt được và những cơ hội phát triển mới sẽ được mở ra. Bài viết này giới thiệu và thảo luận về tình trạng phát triển, các công nghệ chủ chốt và những thách thức mà sự tích hợp thông tin liên lạc vệ tinh và 5G đang phải đối mặt, với hy vọng cung cấp tài liệu tham khảo và hướng dẫn cho sự phát triển của công nghệ này.

Bài viết này được sao chép từ "Vệ tinh và Mạng lướiĐể ủng hộ việc bảo vệ quyền sở hữu trí tuệ, vui lòng ghi rõ nguồn gốc và tác giả khi in lại. Nếu phát hiện vi phạm, vui lòng liên hệ với chúng tôi để gỡ bỏ.