NTN技术进展现状分析

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非地面网络（Non-Terrestrial Networks, NTN）‌作为5G/6G与卫星通信融合的核心技术，是实现全球无缝覆盖、增强国家安全能力和拓展通信市场的重要路径。目前，NTN在无线资源管理、移动性管理和流量调度等方面仍面临技术挑战，国内外标准化组织正积极推进相关标准制定。在产业层面，美国星链等已形成较强优势，而中国正通过天地一体试验星、手机直连等技术验证加速追赶。加强在频率资源申请、星地协同组网、终端直连等方面的布局，是推动NTN技术与地面网络深度融合，为国家战略和行业发展提供支撑的关键。

NTN技术发展现状

非地面网络（Non-Terrestrial Networks, NTN）‌是指利用人造地球卫星或‌无人航空器系统(Uncrewed Aircraft Systems，UAS），来承载传输‌中继‌或‌基站‌接入的网络或网络段，目前研究主要集中在基于卫星的NTN技术。

作为覆盖扩展的重要手段，NTN已成为未来网络架构至关重要的组成部分。‌3GPP NTN标准化工作从R16开始研究卫星与5G系统融合的网络架构及解决方案，目前已经演进至R19版本。NTN在实现三维全球无缝覆盖愿景中发挥着关键作用。在地面网络（Terrestrial Network, TN）覆盖不足或经济上不可行的偏远地区（如山区或海洋），NTN能够为地球上的任何角落提供网络连接。在地面网络基础设施因自然灾害或紧急情况而受损的场景下，NTN是不可或缺的连接替代方案。随着‌星上数据‌处理能力的提升以及大型‌星座系统‌的发展，卫星通信正日益成为 NTN 演进中的一项关键技术。开展NTN技术研究不仅是各类通信企业需求，更是国家安全战略发展要求。

NTN技术发展态势

（一）面临的技术挑战

（1）无线资源管理：非地面网络NTN中的密集接入导致大量用户设备竞争有限带宽，从而引发不可避免的信号干扰问题。有效的干扰管理对于维持NTN接入的可靠性至关重要。该挑战主要涉及准确估计信道状态信息（CSI）以及制定高效的波束赋形策略。在NTN中，由于低地球轨道（LEO）卫星的高速移动，准确获取CSI非常复杂。严重依赖接收机反馈的传统CSI估计技术在NTN中面临挑战（如时延），可能导致CSI过时。此外，用于波束赋形设计的CSI处理延迟加剧了这一挑战，该设计必须在满足服务质量要求的同时管理干扰。

（2）移动性管理

与地面基站不同，LEO卫星高速移动，导致频繁切换和信号强度波动，这种波动受仰角及额外大气损耗的影响。相较于TN，NTN还因卫星的快速运动而经历更为严重的多普勒频移。单个LEO卫星的覆盖持续时间可能短至几秒到几分钟，因此需要及时进行切换处理，包括信令传输和同步。此外，随着TN与NTN融合的推进，汽车、无人机等移动用户设备可能从TN密集区域移动到稀疏区域，这些区域同时存在TN和NTN小区覆盖。在统一频谱管理下，允许用户终端从TN向NTN切换以获得更佳的数据接收效果。这需要同时解决NTN内部移动性以及TN与NTN之间的移动性管理问题，以确保业务连续性。因此，NTN移动性管理在其持续演进过程中构成了一个关键挑战。

（3）流量调度

当前多星座架构的非地面网络系统常因星座专为特定任务（如地球观测或广播）定制而面临灵活性与适应性受限的挑战。这导致卫星在空闲时段难以被重新分配任务，造成星载资源利用率低的问题。为突破这些限制，在NTN技术发展方向上，网络功能虚拟化和软件定义网络等虚拟化技术需要被引入，构建出具备星间集中组网与高效资源调度能力的软件定义非地面网络（SD-NTN）。

（二）产业标准化进程及演进路线

当前ITU、3GPP、CCSA等技术标准化组织纷纷推进NTN标准化，为后续发展奠定产业技术基础。

（1）国际电信联盟ITU

2025年4月30日至5月6日，在上海举行的国际电信联盟ITU-R WP4B第56次全会上，各方确定了6G卫星技术标准的初步工作计划。该系列标准共包含5项研究内容，计划于2031年完成最终技术规范，与地面6G研发节奏同步。值得注意的是，其中《6G卫星未来技术趋势》和《6G卫星无线电接口技术框架》两项关键研究将由中国信通院等单位牵头，负责定义技术趋势、应用场景等核心内容，这标志着中国在6G卫星国际标准制定中扮演着重要角色。

（2）3GPP标准化组织

3GPP在R15版本即开展NTN应用需求和技术标准研究；R19阶段将目光聚焦基于星上再生模式，并增加对于新的卫星通信场景的相关研究，针对宽带接入以及物联网业务场景，从网络架构、移动性增强、覆盖增强以及时频同步等技术方面开展了相关研究；预计R20及后续阶段将结合5G NTN遗留问题以及6G需求，针对多频段管理、高低轨卫星协同、核心网能力增强以及星地频谱共享等方面开展进一步研究。

（3）中国通信标准化协会CCSA TC12

中国通信标准化协会航天通信技术工作委员会（TC12）成立于2019年，目前已组建4个工作组（WG 1航天通信系统工作组、WG 2航天通信应用工作组、WG 3协同组网通信技术工作组、WG 4卫星中继与计算工作组）进行推进，通过《航天通信技术的标准体系研究》形成体系规划。


NTN产业发展态势

NTN技术作为5G/6G与卫星通信融合的核心载体，正通过技术标准化、场景创新与产业链重构，深度绑定卫星产业发展。

（一）国内外企业验证情况

（1）移动运营商：

1）中国移动

高轨手机直连方面：2024年6月，牵头完成全球首个手机直连高轨卫星基于运营商网络IoT-NTN IMS（卫星物联网IP多媒体子系统）语音通话实验室验证。

高轨宽带终端直连：2025年1-2月，牵头在业内成功完成了基于高轨高通量卫星的端到端设备原型及业务性能验证，并采用了创新的NR-NTN增强技术。

低轨NTN验证星：2024年2月，搭载中国移动星载基站和核心网设备的两颗天地一体低轨试验卫星成功发射入轨。

2）中国联通：2024年2月，牵头完成了NR NTN终端直连低轨卫星在轨试验；2025年8月，与时空道宇合作发射“联通星系”01星-04星四颗低轨卫星。

3）中国电信：2024年12月，中国电信卫星公司成功发布了国内首个IoT NTN运营级商业试用网络。中国电信还牵头完成ITU-R《卫星移动应急通信的发展与技术》立项。

（2）国际卫星运营商与地面运营商合作：

SpaceX （星链Starlink项目）及T-mobile：美国SpaceX在全球商业航天领域占据主导地位。其“星链”星座已发射超7200颗卫星，为全球超100个国家约500万用户提供网络服务，并计划在2027年前将卫星总量扩展至4.2万颗。在火箭发射方面，SpaceX表现尤为突出，2024年共执行138次发射任务，占全球总量的53%，发射频率提升至平均每4.1天一次。同期部署的1785颗卫星中包含336颗具备直连手机功能的新型号。

T-Mobile美国公司宣布，其由星链（Starlink）卫星网络支持的“T卫星”服务将于7月23日正式商用，旨在覆盖全美超过50万平方英里的传统通信盲区，目前有657颗在轨卫星支持该服务。此项服务兼容性广泛，约75%的T-Mobile用户及近四年生产的大多数手机无需更换设备即可使用。在测试阶段，该服务已吸引超过180万用户参与，其中包括大量AT&T和Verizon的用户，仅需一台支持eSIM的解锁手机接入，期间从无信号区成功发送的信息量已超百万条。

AST SpaceMobile（ASTS）及Verizon、AT&T：2025年6月，ASTS公司利用其BlueBird卫星成功完成了一次战术通信验证，首次通过卫星直连普通智能手机，向夏威夷地面传输了包括流媒体视频、VPN访问和战术突击包（TAK）应用在内的实时军事通信数据。公司计划于2026年初启动商业服务，目标在2028年底前完成由243颗卫星组成的星座部署，其中2026年底预计部署约100颗。

ASTS计划通过与MNOs合作，向他们的终端用户提供SpaceMobile服务，以与多家公司（如Vodafone、Rakuten、AT&T、Google等）建立了合作关系。Verizon与AST SpaceMobile合作使用Verizon的850MHz频段在Verizon未建设地面移动通信网络的美国偏远地区的用户的现有智能手机提供服务（从短信开始，然后转向语音等其他功能）。AT&T也与ASTS签署了类似的合作协议。

未来展望和发展建议

3GPP NTN作为标准化非地面网络方案，市场潜力显著，未来将融入6G架构，但生态成熟仍需时间。目前，支持普通手机的LEO卫星服务有望率先拓展，而频谱共享等政策将影响其发展节奏。卫星直连设备受限于通信距离与容量，仅能作为地面网络的补充覆盖，无法替代地面宽带；但在部分场景下，卫星固定宽带性价比提升可能具备竞争力，甚至用于移动回程。此外，卫星发射能力与融资环境亦是部署关键。未来，移动运营商与卫星运营商将深化协作，共同厘清低轨星座在移动通信中的定位。

对移动运营商而言，一方面需要积极与卫星运营商建立广泛合作，开展手机直连卫星相关业务，并在合作中综合评估星座覆盖、频段、带宽、终端类型及资费套餐等因素；另一方面，为快速解决多用户高密度连接问题，可沿线“卫星+基站”应用，快速推动卫星通信与移动基础设施相融合。

对设备供应商而言，需持续投入NTN技术研发，积极参与国际标准制定，拓展相关知识产权布局；并通过向通信服务商和制造商普及技术知识、构建可行商业模式，卫星行业伙伴协作，发掘市场增长点；此外，可将卫星宽带连接作为无线接入网的移动回程方案之一，纳入产品与解决方案体系。

对于卫星运营商，对地静止轨道运营商宜通过战略合作，将卫星网络扩展至低轨或中轨，以应对增长需求并把握市场机遇；非对地静止轨道运营商可借助星间链路或超大天线等新一代技术，拓展覆盖范围与应用场景，开辟更广阔市场。

审核：汤利民 | 移动设计院有限公司无线所

作者：朱光宇 | 移动设计院有限公司无线所