面向6G的星地融合标准化研究进展*

吴晓文，焦侦丰

（1.电子科技大学，四川 成都 611731；2.电子科技大学（深圳）高等研究院，广东 深圳 518110；3.深圳市星网荣耀科技有限公司，广东 深圳 518052）

0 引言

3GPP（第三代合作伙伴计划，3rdGeneration Partnership Project）Rel-17 版本标准于2022 年6 月冻结，标志着全球首个5G 版本的非地面网络（NTN,Non-terrestrial Networks）标准的正式落地，5G NTN 迅速被推上头条，其“捅破天”的手机（终端）直连卫星技术受到业内高度关注。国际上多家5G 芯片/终端企业，以及移动和卫星运营商强强联合，纷纷宣布多项手机直接卫星计划，即将开创一片蓝海市场。据北方太空研究所（NSR）预测，直接卫星连接设备（D2D,Direct Satellite-to-Device）市场在未来10 年内预计将产生668 亿美元收入[1]，星地系统融合发展已成必然趋势。2023 年2 月，在被称为行业“风向标”的世界移动通信大会（MWC）上，高通、联发科等多家企业都公布了自家的卫星通信芯片组，进一步丰富了卫星直连产业生态链，为产业发展注入活力。2023 年11 月20 日国际电信联盟（ITU,International Telecommunication Union）世界无线电通信大会（WRC-23）在迪拜拉开帷幕，作为大会主要议题之一，手机直连卫星备受关注[2]，吸引了众多厂商目光。

2023 年8 月29 日，全球第一款支持卫星通话的大众智能手机——华为Mate60 Pro 面世，再次将手机直接卫星议题推向风口浪尖。虽然为华为Mate60 Pro 提供卫星通信功能的空间载荷是距离地球35 865 km 的我国天通一号地球同步轨道（GEO,Geostationary Earth Orbit）卫星，而不是低轨地球轨道（LEO,Low Earth Orbit）卫星星座，但华为在采用中国芯的情况下，攻克了卫星通信天线与手机共形设计、卫星通信终端小型化、卫星通信模组低功耗优化、低速语音编码等系列技术难题，激发了业界对星地融合的天地一体生态建设的热情。

5G-Advanced 标准研发也取得阶段性进展，2023 年11 月17 日3GPP RAN2 第124 次会议圆满结束，预示着5G-Advanced 阶段3GPP 首个标准版本Rel-18 即将冻结，5G NTN 服务标准得到进一步增强。

空天地海一体化的星地融合系统被认为是6G 的标志性方向[3]，6G 纲领性文件业已发布[4]，业界吹响共筑星地融合的号角[5]，其关键技术遴选正稳步进行，6G 标准研发也在积极推进。本文将对主要国际标准化相关组织状况及其在面向6G 的星地融合有关标准研究进展进行介绍。

1 面向6G的标准化机构及组织

ITU、3GPP、下一代移动网络（NGMN,Next Generation Mobile Network）、下一代通信联盟（NGA,Next G Alliance）等标准化组织已经或即将启动6G 标准研发。ITU 通常被简称为“国际电联”或“电联”，是联合国负责信息通信技术事务的专门机构之一，ITU 主要包括电信标准化部门（ITU-T）、无线电通信部门（ITU-R）和电信发展部门（ITU-D）三个核心部门，每个部门又包括不同专业的研究组，实施专项研究任务。在面向6G的标准化工作中，与无线接口有关的标准规范将主要由ITU-R WP 5D 工作组完成，而面向6G 的非无线方面的（Non-Radio Aspects）标准规范，则主要由ITU-T 主导，而ITU-D 起着非常重要的电信标准发展和推动作用。

3GPP 是全球无线通信领域最具影响力的国际标准组织[6]，合作伙伴规模已达到862 个，横跨42 个国家[7]。3GPP 不但出色制订了3G/4G 移动通信系统全球标准，而且还组织了5G 移动通信标准的研发，已成功冻结了Rel-15、Rel-16、和Rel-17 三个版本的5G 标准。被寄予厚望的5G-Advanced 阶段的Rel-18 和Rel-19 的标准研发工作也在进行和启动中，根据计划，3GPP Rel-18 标准将于2024 年冻结。基于ICT 标准化的生态系统复杂性，ITU将与ICT 领域的各类兄弟标准制定机构开展合作。其中，3GPP 系列5G 标准已成为被ITU 认可的IMT-2020 国际移动通讯系统标准[8]，在全球范围内得到大力推广和应用。

NGMN 是由世界领先的多家移动网络运营商联合创建的论坛，最初由中国移动、DoCoMo、沃达丰（Vodafone）、Orange、Sprint 和KPN 等移动运营商来推动并成为了一家全球电信行业里关于下一代移动网络的组织。NGMN 的愿景是提供有影响力的行业指导，为最终用户实现创新、可持续和负担得起的移动电信服务，特别关注掌握分解/ 运营分解网络、绿色未来网络和6G的路线，同时继续支持5G 的全面实施[9]。

Next G Alliance 是美国为了确保能够在6G 以及下一代通信技术中保持领导地位，由美国电信行业解决方案联盟（ATIS）于2020 年10 月联合Verizon、AT&T 和T-Mobile 等三大电信运营商以及Qualcomm、Microsoft、Facebook、InterDigital 等公司成立的联盟组织。Next G Alliance 也是一项倡议，其主要目标是影响北美政府和研究社区，旨在通过私营部门主导的努力，在未来十年提升北美无线技术的领导地位[10]。这项工作高度重视技术商业化，将涵盖研发、制造、标准化和市场准备的整个生命周期。截至2023 年11 月，Next G Alliance 已陆续发布多项6G 愿景、绿色等数十项面向6G 标准研发的研究报告。

中国IMT-2030（6G）推进组（简称IMT-2030（6G）推进组，IMT,International Mobile Telecommunications），是在中国工业和信息化部推动下于2019 年6 月成立的，组织成员包括中国主要的运营商、制造商、高校和研究机构，涵盖产、学、研、用全链条有生力量，构成了推动中国第六代移动通信技术研究和开展国际交流与合作的主要平台。截至2023 年9 月，IMT-2030（6G）推进组已陆续发布了6G 愿景、应用场景和关键技术等相关领域的3 本白皮书，以及28 本技术研究报告，在网络架构和关键技术上形成了一致的观点，从而为推动形成全球统一标准方面做出了重要贡献。

2 ITU关于IMT卫星组件标准化研究进展

作为ITU 的核心部分，ITU-T、ITU-R 以及ITU-D都为国际移动电信（IMT）系统的卫星组件标准化工作做出了突出贡献。其中，ITU-R 早在2012 年就提出了4G（IMT-Advanced）移动通信网络的卫星通信技术标准，从应用场景、服务、系统、无线电和网络接口等方面定义了IMT-Advanced 卫星组件的愿景，以实现高效的IMT服务交付，并提供可能的候选系统架构[11]。如今进入到5G 和后5G（IMT-2020 and beyond）发展阶段，ITU 在面向6G 的卫星通信标准研发方面更进一步。

2.1 5G及以后（IMT-2020 and beyond）阶段

（1）ITU-R 发布的IMT-2020 无线部分的标准/建议书

根据ITU-R 发布的《MT-2020 卫星无线电接口技术建议书提交和评估过程建立的共识》，IMT-2020 卫星无线电接口建议书评估预计将在2025 年5 月完成。其中五个关键的时间节点为：①2022 年9 月，发出提议无线电接口技术（RIT,Radio Interface Technology）的邀请；②2023 年12 月，截止提交候选RIT 提案；③2024 年9 月，向国际电联提交的评估报告截止日期；④2024 年底，WP 4B 决定IMT-2020-Sat RIT 和无线电接口技术集（SRIT,Set of Radio Interface Technologies）的框架及关键特征；⑤2025 年5 月，WP 4B 完成无线电接口规范的开发建议书[12]。图1 给出了目前为止ITU-R 已经输出的IMT-2020 卫星网络有关的文献。

图1 ITU-R输出的IMT-2020卫星有关文献（截至2023年11月）

2015 年9 月，ITU-R 发布M.2083-0 技术建议书，提出通过固定网络、地面移动网络和卫星等接入技术，以及它们之间的组合，为用户提供无处在的无缝覆盖网络要求[13]。2022 年9 月，ITU-R 发布了有关IMT-2020 无线电接口的卫星组件的建议书M.2514，定义了IMT-2020 卫星服务的愿景、需求及其评估指南，主要内容包括如下几个方面。

1）IMT-2020 卫星三大应用场景

ITU-R 基于IMT-2020 卫星与地面的不同特性，将IMT-2020 卫星组件服务类型分别定义为图2 所示的增强移动宽带——卫星（eMBB-s）、海量机器类通信——卫星（mMTC-s）和高可靠通信——卫星（HRC-s）三大应用场景[14-15]。

图2 IMT-2020卫星服务应用场景

IMT-2020 卫星服务三大应用场景各有侧重，其中，增强型移动宽带——卫星（eMBB-s）的使用场景应支持农村和偏远地区、空中和海上环境以及在某些情况下郊区的高数据速率应用，终端设备能够支持在移动过程中的高速通信业务。具体面言，eMBB-s 主要定义了四种用例：①覆盖连续性：持消费类智能手机的行人进入了偏远地区开展远程工作和休闲等活动的时候，也能够保持大量通信业务和应用程序的访问能力；②对地面网络没有覆盖到或者服务不足地区的人们，提供通信连接和服务；③与交通工具的通信连接：公共汽车、火车、船只（休闲或游轮）或飞机；④公共安全通信：为应急响应人员（如消防队、医务人员）提供通信服务（如信息、语音、视频）。

卫星提供的大规模机器类型通信（mMTC-s）应该能够解决广域上大量分散连接的固定或移动设备的通信问题，可采用低成本、长寿命电池设备。Mmtc-s 主要定义了三种用例：①汽车行业：这可能包括流量优化、汽车诊断、安全状态报告；②公用事业：例如对油气、能源/水供应基础设施、风力发电场进行监控；③交通（道路、铁路、海运、航空）：车队管理、资产跟踪、数字标牌、远程道路警报。

高可靠性通信（HRC-s）场景对可用性和可靠性有特定的要求[15]，主要包括两种用例：①关键行业的应用，比如可通过卫星，或卫星与其他通信系统的融合实现弹性和高可靠的通信网络，保障网络的可用性在军事应用方面具有的重要意义等；②传输安全。

2）IMT-2020 卫星系统架构

根据ITU-R M.2514 技术建议书，应将先进的卫星技术服务应用于IMT-2020 卫星组件提供卫星有关的服务。ITU-R 分别规划了基于透明传输和再生载荷的IMT-2020 卫星系统架构。

在透明有效载荷架构中，卫星有效载荷仅进行射频滤波、频率转换、信号处理和放大，与协议相关的基站功能在地面信关站进行处理，而卫星有效载荷仅仅在服务链路和馈电链路之间基于卫星无线电接口（SRI）协议进行信号转发。该架构没有星间链路。

在再生有效载荷架构中，有效载荷具备数据处理功能，可以实现射频滤波、频率转换、信号处理、路由/ 切换、协议处理和RF 放大，这实际上相当于在卫星上具有与协议相关的基站功能。服务链路和馈电链路之间的SRI协议是在星上进行处理的，并有可能会使用卫星间链路。

3）IMT-2020 卫星系统部分要求

在技术建议书M.2514 中，对于IMT-2020 卫星接入架构而言，多普勒引起的频率变化是一个重要的因素，特别是对于近地轨道卫星系统而言。表1 给出了该系统最大多普勒频移和多普勒频移变化的典型值：

表1 IMT-2020卫星系统架构多普勒频移参考值

根据建议书，在上述IMT-2020 架构中，卫星终端主要包含手持终端、传统定向终端和机器类设备三大类型。而对于系统级指标，ITU-R 在建议书中提出了最低要求，以及潜在的高速率要求两种指标。其中，对于IMT-2020卫星系统的最低要求，信道带宽为30 MHz，部分卫星组件配置参数如表2 所示：

表2 IMT-2020卫星组件最低要求（部分）

对于潜在的高速率应用场景，采用信道带宽高达400 MHz的定向终端条件下，IMT-2020 卫星组件可支持高达900 Mbit/s的通信速率。

（2）ITU-T 发布的IMT-2020 非无线（Non-Radio）部分的标准/建议书

2022 年3 月，ITU-T 发布Y.300《固定、移动和卫星融合——IMT-2020 网络及以后网络的要求》建议书，规定了IMT-2020 网络及以后（IMT-2020 and beyond）网络中固定、移动和卫星融合（FMSC）的服务要求、网络能力要求和使用情况。该建议书指出，无论使用的是固定、移动或卫星接入技术，在与用户位置无关的情况下，固定、移动和卫星融合具备为最终用户提供服务和应用程序的能力的要求[16]。

2023 年1 月，ITU-T 发布Y.3201《固定、移动和卫星融合——IMT-2020 网络及以后框架》建议书，规定了国际移动电信（IMT）-2020 网络及以后网络中的固定、移动和卫星融合总体框架[17]，图3 给出了该建议书中的固定、移动和卫星融合网络总体框架：

图3 固定、移动和卫星融合网络总体框架

ITU-T 于2023 年5 月发布Y.3202《固定、移动和卫星融合--IMT-2020 网络及以后移动性管理》建议书，规定了MT-2020 网络及以后网络中固定、移动和卫星融合（FMSC）的移动管理架构。本建议涵盖以下方面：①FMSC 移动性管理要求。当发生如下四种情况时需进行移动性管理：（a）跨越多接入网络（multi-Ans）；（b）接入网络的类型发生变化；（c）跨越同一非静止轨道（NGSO,Non-Geostationary Satellite Orbit）卫星的两个相邻波束的覆盖边界（小区边界）；（d）进入相邻NGSO卫星的覆盖区域。②FMSC 移动性管理架构。UE 方面，具有多接入能力，具备固定、移动、和卫星网络的接入能力。接入网（AN,Access Network）方面，包括固定接入网、移动接入网和NGSO 卫星接入网，以及NGSO 卫星信关站。核心网（CN,Core Network）方面，汇聚所有AN 连接，包括用于固定、移动和NGSO 卫星的AN；并连接到数据网络。融合核心网包括控制平面、用户平面和管理平面的所有功能。③FMSC 的移动性管理服务流程[18]。

ITU-T 于2023 年5 月还发布了Y.3203 技术标准，即《固定、移动和卫星融合——IMT-2020 网络及以后连接管理》建议书，规定了IMT-2020 网络及其他网络中固定、移动和卫星融合（FMSC）的连接管理（CM）的框架和功能。本建议涵盖CM 的以下方面，以支持FMSC：①场景，包括卫星透明有效载荷和再生有效载荷两种情况；②要求，也包括卫星透明有效载荷和再生有效载荷这两种情况；③功能架构、控制平面（CP）和用户平面（UP）功能描述；④典型的信息流；⑤安全考虑[19]。

2023 年9 月，ITU-T 发布Y.3204《固定、移动和卫星融合——IMT-2020 网络及以后服务连续性》建议书，规定了IMT-2020 及以处网络FMSC 的服务连续性。服务连续性是移动对象维持正在进行的服务的能力，包括维持用户的网络环境和服务的会话告示当前状态的能力。无论是采用固定、移动还是卫星接入技，FMSC 都具备为终端用户提供服务和应用程序的连续性的能力，本建议涉及IMT-2020 网络及以后网络中FMSC 服务连续性的以下方面：①服务连续性场景；②服务连续性要求；③服务连续性的推动者；④增强服务连续性的网络功能；⑤服务连续性程序；⑥安全考虑[20]。

2.2 6G（Network 2030,IMT-2030）阶段

为探索面向2030 年及以后的网络服务需求，ITU-T于2018 年7 月建立了NET-2030 网络焦点组，网络2030（Network 2030）自此被认为ITU-T 关于6G 网络的代名词。而ITU-R WP 5D 在2020 年2 月瑞士日内瓦召开的会议上启动了面向2030 及未来的研究工作，6G 网络称谓自此被确定为IMT-2030。为了不造成概念混淆，本文将网络2030 和IMT-2030 统称为6G。

（1）ITU 6G 标准早期预研

ITU 早在2019 年就已经启动了面向6G 的标准早期预研工作。ITU-R 和ITU-T 均已发布了IMT-2030 网络有关的系列技术报告或技术标准（建议书），有效推动了6G 标准研发的进程。例如，2019 年ITU-T 发布《2030年网络2030 年及以后的技术、应用和市场驱动因素蓝图》技术报告，对2030 年及以后的应用、网络与基础设施进行了全面分析，研究在未来十年左右的时间框架内有望发展成熟，并实际可用的应用程序。报告认为，网络2030网络将步入数字社会，其愿景主要表现为新基础设施（New Infrastructures）、新通信服务（New Communication Services）和新垂直行业（New Verticals）三个方面。其中，新基础设施方面，由于新的连接技术的推动，支持6G 系统中的未来基础设施将具有更加丰富的互连性，包括卫星、空间网络和终端用户提供的网络。新垂直行业方面，对通信时延和通信容量的边界要求更加严格。新通信服务方面，通过严格的资源控制、严格的时间意识和有保障的服务，实现这些新的垂直领域。Network 2030 网络将超越目前的尽力而为的互联网基础，为新的用例提供极高的带宽和丰富的时间工程通信服务。其中，6G 将浮现太空互联网，基于低地球轨道（LEO）卫星网络，将通信时延控制到30 ms 以内，提供灵活的宽带接入场景[21]。2020 年6 月ITU-T 发布《网络2030 新服务、功能和使用案例的差距分析》技术报告，分析了需要解决的当前网络和通信技术与6G 的差距，包括LEO 卫星通信专用路由技术、异构通信网络的互联互通等，以应对6G 中未来网络应用带来的挑战[22]。2020 年6 月ITU 发布了《网络2030 的其他代表性使用案例和关键网络要求》技术报告，提出6G 时代与卫星有关的用例之一为巨量科学数据应用（HSD,Huge Scientific Data Applications），具体到HSD 的应用场景，将根据应用需要进行弹性带宽和延迟需求的组合。比如，在通过天文学进行研究的用例中，不同的天文望远镜都有各自的配置，并且以无中心全球部署方式进行地面卫星通信[23]。

（2）ITU 面向6G 技术标准的研究

2020 年6 月，ITU-T 发布了《网络2030 架构框架》建议书，初步定义了6G 网络架构。该建议书提出，网络2030 结合了连接、应用程序以及计算和存储资源，是一种端到端集成、自动化和动态的体系结构。在虚拟化、人工智能（AI）/ 机器学习技术、自动化API、光学计算以及当前和预期的未来应用程序的激增驱动下，依托巨大的带宽、数毫秒的端到端延迟，以及数据包丢失接近零的网络条件，通过应用程序提供准时（on time）和及时（in time）的以用户为中心的服务。在图4 所示的应用场景中，网络2030（6G）应用程序预计将被各种终端设备使用，包括机器人、自动驾驶汽车和无人机。

图4 网络2030（6G）应用场景案例

在ITU 定义的6G 网络架构中，存在多个参与者（Actors）：

1）用户：与服务提供商保持业务关系并使用服务提供商提供的服务的个人、组织或机器，或者仅使用公共网络连接其应用程序。

2）连接运营商：提供云运营商、连接运营商和用户之间连接的中介机构。在互联网的情况下，连接运营商是公共网络提供商。

3）太空运营商：可以在太空中提供连接和应用程序的运营商。

4）边缘/ 接入运营商：提供边缘计算和/ 或接入网络的运营商。

5）云运营商：负责向用户提供应用程序的实体。包括公共及私有。

6）服务提供商（SP）：负责服务的创建、交付和计费，并协商云运营商、连接运营商、空间运营商和用户之间的关系的实体。它是用户的单一联系点。

图5 中给出了网络2030 中的各种参与者。这一概念定义参与提供互联网服务的实体之间的关系，并自动化流程，以动态地为用户支持尽力而为和高质量服务，而无需事先在互联网提供商之间进行协调。网络2030 支持的服务因其预期的端到端自动化和动态性而被称为智能服务[24]。

图5 网络2030（6G）参与者

2022 年11 月，ITU-R 正式发布了M.2516-0，即《面向2030 及以后的陆地国际移动电信系统技术趋势》建议书的首个版本，就6G 关键的新兴服务、应用趋势和相关驱动因素进行了描述，同时还明确了包括与NTN 互连在内的多种无线电网络增强功能。陆地IMT 和NTN 互连，旨在扩展未来的陆地国际移动电信技术，以支持与包括卫星通信、高空平台站（HIBS、IMT BS），及无人机载站（IMT-BS）在内的各种NTN 无缝互连。除了覆盖范围扩展外，当地面IMT基站覆盖的城市和亚城市区域过载和/或有高容量需求时，它们可以将业务卸载到HIBS、UAS 基站和卫星网络。该报告指出，6G 与卫星有关未来技术趋势之一是支持高精度定位，在没有GNSS 服务时，可综合可见光、卫星信号、传感器和通信信号，以及各种定位技术的组合，为终端提供厘米级定位[25]。

2023 年11 月23 日，ITU-R 发布M.1260-0，即《2030年及以后IMT 未来发展的框架和总体目标》技术建议书的第一个版本，标志着ITU 在6G 标准研发方面又迈出重要一步。建议书指出，与IMT-2020 相比，IMT-2030 被设想为支持扩展和新的使用场景，同时提供增强和新的能力。在无线电增强使能技术方面，该建议书认为IMT-2030 网络将采用卫星通信和高空平台作为IMT 基站，实现地面网络与NTN 的互联互通，以增强实现连接目标的能力。IMT-2030 与其它接入技术的关系方面，参与IMT标准化的外部组织正在实施一项标准研发，以促进IMT与IMT 的非地面网络（包括卫星通信系统、HIBS 和UAS）以及与其他非IMT 地面网络（包含RLAN 和广播）的互通。并且，IMT-2030 应提供两者之间互通的持续性，增强用户连接体验，提供泛在的服务，保障服务的连续性，以达成服务和运营目标[26]。

3 3GPP关于NTN卫星组件标准化研究进展

3GPP NTN 的标准化研究和进展，可分为5G 和5G-Advanced（简称5G-A）两个阶段进行说明。

3.1 3GPP 5G阶段NTN网络标准化

图6 概述了截至2023 年11 月的3GPP 5G NTN 标准化进展情况。其中，5G 阶段的标准化成果包括Rel-15、Rel-16 和Rel-17 三个版本。但在Rel-15 和Rel-16 版本中，仅输出了针对5G 系统中采用卫星接入情况下卫星、终端特性、应用场景、部署场景、信道模型、系统架构等基础性的技术研究，并没有形成正式的标准规范，而Rel-17 是第一个真正形成5G NTN 标准的版本。

图6 3GPP在NTN标准化进展（数据截至2023年11月）

在3GPP Rel-17 标准研发过程中，输出成果涵盖了5G NTN 系统技术报告与技术规范（技术标准），图7 给出了Rel-17 版本输出的5G NTN 技术报告详情。其中，技术报告TR 23.737《5G 卫星接入架构研究》在Rel-16版本的基础上进行了更新，针对10 大关键事项提供了14项解决方案、10 个评估方案和10 个研究结论[27]。

图7 Rel-17版本输出的5G NTN技术报告

Rel-17 版本标准输出了六个有关5G NTN 网络的技术标准，分别涵盖了系统、产品和测试领域，完美覆盖NTN 产品设计、开发、研制和测试环节，对产业发展形成了强有力的支撑。各个标准之间的关系如图8 所示：

图8 3GPP Rel-17涉及卫星的技术标准

3.2 3GPP 5G-Advanced阶段NTN网络标准化

2021 年4 月，3GPP 将5G 演进阶段称为5G-Advanced[28]。目前可以预见的是，5G-Advanced 阶段至少包括Rel-18 和Rel-19 两个版本。

（1）3GPP Rel-18 版本NTN 标准化研究进展

图9 归纳了3GPP 截至2023 年11 月已发布的Rel-18 版本中与NTN 有关的技术标准和技术报告，主要包括三个部分：一是对Rel-17 版本的5G NR-NTN 技术标准的升级；二是新增E-URTAN(4G)-NTN 的支持；三是对涉及卫星接入场景下，跨国或跨地区的法律或监管问题的处理指南。

图9 3GPP Rel-18关于5G-A阶段NTN标准当前研发成果（截至2023年11月）

截至2023 年11 月，3GPP Rel-18 版本新增的NTN标准，主要聚焦于演进的通用陆地无线电接入（E-UTRA,Evolved Universal Terrestrial Radio Access）网络中的卫星接入方面。3GPP TS 36.102《演进通用陆地无线电接入（E-UTRA）：用于卫星接入的用户设备（UE）无线电传输和接收》技术标准建立了运行于卫星接入的E-UTRA用户设备（UE）的最小RF 特性和最小性能要求，包括终端类型、工作频段、信道带宽、信道排列、发射参数、接收参数和性能要求等方面[29]。

3GPP TS 36.108《演进通用陆地无线电接入（E-UTRA）：卫星接入节点无线电传输和接收》规定了支持独立部署（SA,Standalone）的NB-IoT 运行或采用E-UTRA 的卫星接入节点（SAN）的最低RF 特性和最低性能要求[30]。

3GPP TS 36.181《演进通用陆地无线电接入（E-UTRA）：卫星接入节点一致性测试》规定了支持SA NB-IoT 运行或E-UTRA 的1-H 型和1-O 型卫星接入节点（SAN）的射频（RF）测试方法和一致性要求。这些源于TS 36.108 中定义的SAN 规范中SAN 1-H 型的传导要求，以及SAN 1-H 和SAN 1-O 型的辐射要求，并与之保持一致[31]。

3GPP TS 38.108 的Rel-18 版本在Rel-17 版的基础上进行了完善，其中一个显著的变化是增加了type 1-C和type 2-O 两种卫星载荷[32]。3GPP TS 22.261 的Rel-18 版本在Rel-17 的基础上提出了更多关于5G 卫星系统的要求，主要包括：1）5G 系统应支持一种机制，以确定卫星回程业务的适当QoS 参数，例如基于特定回程的延迟和带宽（需要考虑回程连接动态更改延迟和/ 或带宽的情况）；2）5G 系统应能够支持使用3GPP 卫星NGRAN（NR 卫星接入）的移动基站中继，包括支持支持移动基站中继同时通过卫星NR 接入和地面NR 接入到5G核心网（5GC），以及支持使用至少一个3GPP 卫星NGRAN 的移动基站中继的服务连续性两种情况。值得注意的是，该要求适用于由同一MNO 运营的两个3GPP NGRAN 之间存在过渡的场景，涉及至少一个3GPP 卫星NG-RAN[33]。

当采用卫星接入5G 系统时，不可避免地出现卫星覆盖范围跨越多个国家和区的现象，作为5G-Advanced 阶段的第一个版本，3GPP Rel-18 首先输出了域外5G 系统的技术研究报告TR 22.926《域外5G 系统指南》，提供有关法律问题的处理指导方针。该报告确定了5G 公共网络具有域外接入组件时提供服务的用例和相关指南，包括：产生公共5G 系统治外法权的用例和相关条件（例如，覆盖多个国家的高空平台系统（HAPS）、覆盖国际水域的卫星接入、航空网络）；治外法权可能相关的3GPP 特征（例如紧急呼叫、PWS、LI、充电）和技术方面（例如MCC/MNC、UE/NW 的位置），以及可能适用的法规类型；满足相关监管要求的指南（例如路由到特定国家的核心网络、MCC 的使用）[34]。

3GPP TR 38.882《网络验证的需求和用例研究NR中非地面网络（NTN）的UE 位置》技术报告分析了一组用例/ 服务（即紧急呼叫、合法拦截、公共警告、收费/计费）中，关于UE 定位服务方面的监管要求（例如准确性、隐私性、可靠性、延迟）。它确定了Rel-18 中对网络验证的UE 位置规范支持的可能需求。其中，对于NTN 服务的监管支持方面，3GPP 定义的非陆地网络的网络运营商必须可靠地知道附着到网络的UE 的位置信息以便选择适当的核心网络。一旦为UE 选择了适当的核心网络，就有可能支持受国家法规或其他操作约束的一些服务，并针对上述问题提出了基于网络的解决方案的必要性，该解决方案旨在验证所报告的UE 位置信息[35]。

（2）3GPP Rel-19 版本NTN 标准化研究进展

尽管当前Rel-18 尚未冻结，但Rel-19 的有关工作已经启动，并输出了部分技术报告和技术标准。2022 年5月9 日至20 日，3GPP SA1 第98 次会议召开，立项审议通过了由中国电信和法国NOVAMINT 共同主导的“R19 Study on satellite access-Phase 3（卫星接入研究）”，这是中国电信在3GPP 卫星领域的首个标准立项[36]。3GPP 于2022 年8 月12 日形成了Rel-19 版本的TR 22.865《卫星接入研究阶段3》技术报告V0.0.0，目前该报告的最新版本为2023 年9 月22 日更新的V19.1.0。TR 22.865 描述了与卫星5G 系统增强相关的15 项用例，最后提出了关于继续开展这项工作的建议。本报告中的15 项用例为5G 卫星接入的功能增强，主要涉及四大方面，包括：1）支持时延可容忍通信类服务（有的文献称非时敏性通信服务）的卫星存储转发（S&F,Store and Forward）操作，该工作方式在卫星连接间歇性/ 暂时不可用的情况下意义重大；2）UE 直连卫星端到端通信（UE-卫星-UE 通信），该工作方式能够使UE 之间直接通过卫星连接通信，而不必经卫星到达地面信关站，有效避免了长延迟和有限的数据速率，并减少回程资源的消耗；3）独立于GNSS 工作，即具有卫星接入的5G 系统应对授权的UE 提供服务，而不依赖于UE 的GNSS 能力，该操作模式允许在没有GNSS 接收器或无法获得全球导航卫星服务的情况下向UE 提供卫星接入；4）卫星接入定位功能增强，该模式支持只接入卫星网络（即不接入地面网络）的情况下，为UE 提供定位功能。该报告对于5G-Advanced 阶段卫星接入的需求也被归纳为6 个方面：1）卫星存储转发工作；2）UE-卫星-UE 通信；3）GNSS 独立定位，卫星接入定位增强；4）卫星接入的其他需求，比如支持仅使用卫星接入的UE 的高效通信路径和资源利用，最大限度地减少相关卫星链路带来的延迟；支持收集有关连接到卫星的UE 的使用统计数据和位置的信息等；5）安全需求，包括卫星存储转发场景下对UE 的安全处理，以及UE 直接卫星端到端通信场景下的安全要求等；6）计费需求，包括卫星存储转发模式计费，以及UE 直连卫星端到端计费等要求[37]。

截至2023 年11 月，除了上述技术报告，3GPP 还在Rel-18 版本的基础上对TS 22.011 和TS22.261 这两个与NTN 有关的技术标准进行了更新和升级。

4 中国IMT-2030（6G）推进组对6G星地融合标准化的推动作用

作为我国6G 产学研用各方研究与合作的主要推进平台，中国IMT-2030（6G）推进组（以下简称“推进组”）组织设备制造商、移动运营商、高校与科研陆军所等产学研用各方有生力量，统筹推进6G 各项工作向前发展，取得了积极成效。推进组为ITU 负责IMT 系统研发的专门机构ITU-R WP 5D 输入了最新研究成果，积极参加ITU-R WP 5D 组织的IMT-2030 有关会议，承担有关IMT-2030 报告的重要章节编辑工作[38]，为推动全球统一的6G 星地融合标准化进程贡献了中国智慧。

在此过程中，推进组于2021 年至2023 年输出了系列有关6G 的白皮书或技术研究报告，在6G 愿景的挖掘、系统功能需求确定、潜在关键技术研究创新、促进国内外有关交流合作，共同推动面向6G 的星地融合标准化进程等方面做出了突出贡献。图10 给出了推进组为推进6G标准研发进展而发布的部分技术文献。

图10 IMT-2030（6G）推进组输出的部分6G文献（截至2023年11月）

作为推动中国6G 研发与国际合作的重要平台，推进组还积极推动国际交流与合作，共同推进建立统一的6G标准规范研制等工作。比如，推进组于2022 年与欧洲6G 智慧网络和业务产业协会（6G-IA）签署6G 合作备忘录[39]，促进6G 领域的进一步合作。2023 年5 月，推进组与欧洲6G-IA 共同举办了6G 研讨会，就6G 愿景、需求、未来技术趋势等热点议题进行了深入交流[40]，对推动构建6G 国际标准共识，推动形成全球统一的6G 标准，以及丰富产业生态等方面具有重要意义。

除此之外，推进组还组织了多场全球6G 大会，致力于汇聚全球各方科技力量，凝聚更加广泛的共识，深化全球6G 交流合作。比如，2021 年9 月召开全球6G 研讨会议[41]，以及2022 年和2023 年分别在上海[42]和南京[43]召开全球6G 发展大会等，在面向6G 创新发展，团结全球伙伴力量，共同开展战略规划、关键技术攻关、测试验证、创新平台等方面开展务实合作，推动6G 产业生态发展等方面发挥了积极作用。

5 结束语

6G 目标已经初步明确，愿景框架基本形成，面向6G 的标准化进程已取得阶段性成果。本文主要针对ITU和3GPP 以及中国IMT-2030（6G）推进组对面向6G 的星地融合标准化进程和输出成果进行了介绍，但也应注意，主要的国际标准化组织对5G 及其演进技术标准尚未冻结，当前6G 的标准化进程还处于早期阶段。对于ITU，真正负责国际移动电信无线部分技术标准的部门为ITU-R，而ITU-R 对IMT-2030（6G）网络的框架标准（IMT-2030 Framework 建议书）预计2023 年底才正式发布[44]。而3GPP 目前仍聚焦于5G-Advanced 阶段的Rel-18 及Rel-19 版本的标准化工作。其中，Rel-19 将主要聚焦于通感一体化、扩展现实与媒体服务（XRM）、人工智能/ 机器学习（AI/ML）模型，以及其它方面的技术增强或改进；而对于NTN 网络，将主要针对卫星接入、5G 架构集成卫星组件，以及无人机的第3 阶段研究开展工作[45]。关于6G 阶段的标准化工作，据业界预测，3GPP 最早于2025 年下半年[46]或2026 年[47]才将启动6G 标准的研发，6G 标准化进程依然任重道远。

频谱分配是无线电通信的根本，对未来6G 星地融合通信也将产生重要影响。2023 年11 月20 日召开的世界无线电大会（WC-23）将共设立28 项议题，涉及5G/6G新增频率划分、北斗短报文服务系统全球应用、卫星互联网未来可持续发展、航空和航海现代化频率使用、气候变化与气象探测频率使用等内容[48]。根据相关专家的预测结果，手机直连卫星技术的频谱问题被列为首位[49]，从这个角度上来说，本届无线电大会的成果将对未来产生深远影响，标准研究者应予以高度重视。