在高原、海岛、沙漠等曾经的信号盲区,通信网络正悄然延伸触角。在即将到来的6G时代,借助天地一体化网络,飞机上开视频会议、穿越无人区实时分享影像、远程医生跨越千里调取患者“数字孪生”器官并作出诊断……
更高速率带宽与更低时延,正在重塑人际交往与信息传递的方式。全息沉浸式通信让远隔千里的亲友“如临其境”,不同地域的团队可在虚拟场景中协同工作,观众也能在家中“走进”演唱会现场。这些曾经的未来场景,正在一点点成为现实。
“全域覆盖、场景智联、网随人动——6G将以三重突破,改变我们生活的每一个细节。”武汉市星地融合新一代无线通信产业创新联合实验室(以下简称联合实验室)主任、中信科移动通信技术股份有限公司(以下简称中信科移动)总经理范志文介绍,实验室研发的NR-NTN手机直连卫星相控阵天线,采用超薄轻量化设计,具备低成本量产能力,已随星发射,“这一关键突破成功解决了传统天线的核心瓶颈,从而推动手机直连卫星规模化应用,助力我国加速构建空天地一体网络,牢牢掌握6G时代‘星空话语权’”。
过去一年,中信科移动牵头组建的联合实验室采取产业链共建模式,聚合科研机构、高校和企业力量,聚焦卫星互联网领域的关键技术短板,攻关滤波器、抗辐照光纤放大器等核心器件,研制星载基站、相控阵天线、激光终端、地面天线、综合网管等关键设备;同时,联合火箭发射、卫星平台、北斗定位、遥感监测、网络安全等领域开展协同创新,加快技术向规模化应用转化,推动武汉商业航天发展。
破解“协议之困”:从标准缺席到全球主导
卫星互联网作为未来6G产业最核心的一部分,依托低轨卫星实现高通量、低时延通信,具有不可替代的覆盖优势和国际战略布局优势,是商业航天技术和大国太空战略博弈的必争之地。
走进联合实验室的中信科移动天线测试场,一间间散发着蓝光的实验室内,金属阵列静静矗立,有源天线正经受着低温、高温、盐雾等多种条件下的各种模拟测试——这不是一场科幻演练,而是中国通信产业在星地融合领域实现技术突破、体系突破、生态突破的真实进展。
从5G的‘万物互联’到6G的‘万物智联’,卫星通信是关键一环。”范志文说,联合实验室成立的初衷之一,就是在这一轮技术变革中实现跨越,助力我国抢占战略先机。
时间拨回30年前,中国在通信标准制定中几乎没有话语权,核心通信协议完全依赖外国厂商。“那个时候,在世界标准组织大会上,中国连话筒都摸不到。”范志文回忆前辈们的描述:在讨论技术标准的时候,中国代表甚至难获发言机会,只能旁听。
那是一段“跟随”的岁月,也是中国通信人最深的记忆与反思。“核心技术受制于人、标准缺席,不仅意味着市场的被动,更影响未来发展的主动权。”他说,正是带着这种使命感,中信科移动团队从3G开始发力,TD-SCDMA标准成为首个ITU通过的国际标准。
进入5G时代,公司在业内率先提出“5G体制兼容、6G系统融合”的卫星互联网发展路线,截至目前,主导制定了我国卫星互联网宽带接入标准规范,牵头立项了20余项国际标准,成为卫星NTN网络和星地融合技术的重要贡献者。
啃下“三大硬骨头”:从技术攻坚到直连太空
如果说破解“协议之困”是构建星地融合网络的共识基础,那么遍布卫星与地面之间的基站、天线和终端,则是支撑体系的硬件脊梁。
“卫星不是在静止漂浮,而是在高速飞行。”范志文解释,近地轨道卫星运行速度高,加之终端可能处于移动状态,星地通信系统必须应对较大的信号时延和剧烈的多普勒频移变化,这直接影响信号同步、接入可靠性与链路稳定性。
为此,实验室采用上下行时延补偿机制、多普勒频移预补偿与残差修正机制,以及基于信道估计的多级频偏追踪方案,并将其集成到NR-NTN星载基站系统中。中信科移动成为国内首家完成NR-NTN星载基站的完整研制与验收流程的企业,也是目前与多家卫星平台完成对接测试最多的厂家。
更令人振奋的是,联合实验室还成功研发了国内首批支持NR-NTN手机直连的星载相控阵天线,并已成功随星发射。“它在超薄设计和性能上达到国际先进水平。”范志文介绍。
在中信科移动天线测试场,记者见到这款天线的等比例缩小版模型——外形如两面白色金属鳞片拼接的盾牌,内部则密布自主设计的天线单元阵列和驱动芯片。它不仅将支撑我国实现“手机直连卫星”的愿景,更在未来6G构建全球空天地通信网络中占据关键节点。
构建“产业协同体”:从单点突破到系统发力
攀登星地融合的“通信高峰”,需要的不仅是单项技术突破,更是上下游协同发力。过去一年,联合实验室打破“项目制攻关”模式,以链主企业为牵引,将分散在高校、企业的创新资源整合成协作网络。
这一网络覆盖芯片、模块、设备、组网、测试验证、网络安全等全链条环节,将实验室产出的“看得见、摸得着”的成果,直接嵌入卫星互联网及其应用场景之中。研发成果并不止步于实验室,而是顺着“研发—中试—首购—量产—反哺”的闭环路径,快速走向产业化。通过通信、航天、北斗、遥感、网安等新兴产业链的跨界协作,武汉卫星互联网产业链条不断完善。
与武汉大学攻克卫星通信网络态势感知系统,携手光迅科技研制全球领先的空间通信用智能化抗辐照光纤放大器,与烽火通信共同研发超小型化星载激光通信终端电性件,与航天科工空间工程公司开展载荷应用验证……多个项目正加速成果落地,推动产业规模化发展。
依托这一模式,全球领先的高效空间通信用智能化抗辐照光纤放大器、超小型化星载激光通信终端等关键设备相继问世,打破了国外技术垄断,也助力武汉加速抢占全球空天信息产业制高点。
在抢占技术制高点上,联合实验室也同步谋划“规则先手”。正如范志文所言:“我们要做的不只是解决当下的技术难题,更要在未来的规则制定和生态构建中占据先机。”
挺进“星辰大海”:让创新成果托起国家战略
“星地融合不是某项技术的简单替代,而是一次面向未来的战略跃迁。”范志文常说,这不仅关乎产业竞争力,更关乎国家安全和社会治理能力的提升。
成立以来,联合实验室聚焦关键应用,加快成果转化。在自然灾害等紧急场景中,利用卫星应急通信快速恢复通信,为救援提供支持;在偏远地区覆盖、应急通信等领域,开发空天地一体化方案,帮助用户提高效率、降低成本。
这背后,是武汉在信息通信、光电子与航天制造领域深厚的产业积淀,也是一代代通信人执着科研、无悔坚守的接力跑。
低轨通信卫星发射入轨后,中信科移动测试团队常驻外场,实行7×24小时不间断保障,完成上千圈次的测试验证与问题排查,持续提升星地通信性能。驱动组主管胡朝新在零经验的起点上组建团队,探索形成宇航级硬件设计体系,实现关键器件与方案的国产化替代。“95后”射频工程师王恺在星载天线项目中连续多日昼夜鏖战,只为了打赢一场星载相控阵天线相位校准的攻坚战。中国通信从2G跟跑到5G领跑,迈向6G引领,他们接过接力棒,正成为“征服星辰”的主力军。
展望未来,联合实验室已制定明确路径:到2027年,实现关键器件国产化,完成关键产品研发量产,建成端到端测试平台系统,推动更多成果转化,形成完善的产业链协同机制;未来,聚焦6G星地融合技术预研,构建全球覆盖、自主可控的空天地一体化通信网络,保持技术国际领先,主导更多国际标准制定。
“我们将打造端到端测试平台,向中小企业开放,让更多创新在武汉落地;同时希望携手政府开放应急、江湖水域等应用场景,把技术直接转化为商用订单,推动手机直连卫星的规模化应用,构建空天地一体化网络,让中国在6G时代掌握‘星空话语权’!”这位深耕通信行业25年的“老兵”说道。
本文来源:长江日报