世界首個星載5G核心網(wǎng)系統(tǒng)部署試驗成功

未來移動通信論壇
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5G核心網(wǎng)從功能固定的專有設(shè)備集合演化成為以微服務(wù)架構(gòu)為基礎(chǔ)的通信系統(tǒng)軟件,是移動通信網(wǎng)絡(luò)的一次跨時代變革。5G核心網(wǎng)的主要功能包括接入控制、移動性管理、會話管理以及數(shù)據(jù)傳輸?shù)龋渥鳛殂暯佣喾N接入方式與多種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的中樞,在移動通信網(wǎng)絡(luò)中起著承上啟下的關(guān)鍵作用。

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2021年8月9日20點36分,通過上行測控鏈路發(fā)送衛(wèi)星控制指令,利用衛(wèi)星的星載計算機上加載的5G核心網(wǎng)所具備信令和數(shù)據(jù)處理能力,成功實現(xiàn)用戶注冊、會話建立,并對衛(wèi)星設(shè)備實現(xiàn)控制。通過下行遙測監(jiān)視顯示5G核心網(wǎng)成功部署于低軌衛(wèi)星的星載計算機上,具備信令和數(shù)據(jù)處理能力,實現(xiàn)了用戶注冊、會話建立、數(shù)據(jù)分流等核心網(wǎng)基本功能。該星載5G核心網(wǎng)由北京郵電大學(xué)計算機學(xué)院網(wǎng)絡(luò)與交換技術(shù)國家重點實驗室王尚廣教授團隊研制且具有自主知識產(chǎn)權(quán)。

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2021年8月10日21點41分,遙測與數(shù)傳鏈路回傳的系統(tǒng)數(shù)據(jù)顯示該核心網(wǎng)的3個主要功能部件運行正常,并正確產(chǎn)生了核心網(wǎng)控制數(shù)據(jù)。北京郵電大學(xué)聯(lián)合廣東省新一代通信與網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新研究院,通過協(xié)同技術(shù)攻關(guān)驗證了星載5G核心網(wǎng)與地面5G專網(wǎng)在控制面和數(shù)據(jù)面的信令交互(基站和UPF),并將星載5G核心網(wǎng)產(chǎn)生的控制數(shù)據(jù)下傳到地面5G專網(wǎng),實現(xiàn)了衛(wèi)星控制的邊緣計算本地分流,并進行了視頻通話等業(yè)務(wù)測試。

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本次試驗還基于服務(wù)計算理論與方法,通過網(wǎng)元剪枝編譯重構(gòu)、網(wǎng)元裂變協(xié)議棧復(fù)用等關(guān)鍵技術(shù)突破實現(xiàn)了輕量級核心網(wǎng)的快速在軌部署(最快一次過站),并支持增量升級,為救災(zāi)、應(yīng)急、國防等特殊場景下的在軌衛(wèi)星通信應(yīng)急部署奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。

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與傳統(tǒng)彎管傳輸模式中衛(wèi)星僅作為通信中繼不同,適用于衛(wèi)星環(huán)境的核心網(wǎng)技術(shù)具備突破此限制的巨大潛力。本次試驗作為該技術(shù)的一次驗證,是全球首次將移動通信中的核心網(wǎng)部署于在軌衛(wèi)星上,實現(xiàn)了衛(wèi)星參與網(wǎng)絡(luò)協(xié)同控制方面零的突破,邁出了星地融合通信的重要一步,也為面向天地一體化的6G核心網(wǎng)分布式認知服務(wù)化架構(gòu)提供了試驗參考。

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另外,全球低軌星座的爆發(fā)式增長,為保障衛(wèi)星正常工作及業(yè)務(wù)運行的衛(wèi)星測控系統(tǒng)帶來了巨大的壓力,尤其傳統(tǒng)的衛(wèi)星測控技術(shù)投入巨大、自動化程度低,遠不能適應(yīng)成千上百顆衛(wèi)星的測控實施。近年來,隨著智能測控、移動測控、隨遇接入等新技術(shù)不斷涌現(xiàn),5G技術(shù)具有的隨遇接入、多點接入、智能路由等能力,為滿足少量節(jié)點來實現(xiàn)全網(wǎng)控制的測控需求帶了新的機遇。

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下一步,將在2021年10月廣東惠州舉行的IEEE空天地一體化計算國際會議上(http://ieee-sagc.org)上向?qū)W術(shù)界開發(fā)布試驗數(shù)據(jù)集,并聯(lián)合中國移動通信研究院、北京深圳研究院等合作伙伴開展更進一步的試驗測試,為未來我國在星地融合網(wǎng)絡(luò)、6G網(wǎng)絡(luò)、星際網(wǎng)絡(luò)等方面的研究提供前期試驗驗證支撐。

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