启动低轨道卫星LEO通讯产业与6G 3GPP NTN标准
通讯技术10年一个大跃进，从1990年的2G至2000年的3G网路，2010年的4G到近期2020年蓬勃发展的5G，当通讯技术迈入融合网路，当前的 5G 技术不仅可提供高频宽、低延迟，同时可针对企业与特殊需求以 5G 专网的模式提供各式服务，面对下一个 10 年的新一代 6G 通讯，则是许多相关技术业者迫不及待抢先进行卡位之关键。
低轨卫星(LEO, Low-Earth Orbit)是什么?
人造卫星目前一般来说可分为低轨道卫星、中轨道卫星以及同步轨道卫星。此3者最大差异为距离地表的高度，应用也不大相同。从名称可得知低轨道卫星距离地表较近，其多为通讯、观测用途；中轨道卫星则是军事；距离地表较远的同步轨道卫星最大应用为通讯。
| 卫星种类 | 同步轨道卫星(GEO) | 中轨道卫星 (MEO) | 低轨道卫星 (LEO) |
| 与地表距离 | 35,786公里 | 2,000~35,786公里 | 200~2,000公里 |
| 绕行一周所需时间 | 24小时 | 12小时(20,000公里高度) | 2小时(500公里高度) |
| 移动速度 | 11,000公里／小时 | 14,000公里／小时 | 27,000公里／小时 |
| 卫星使用年限 | 10~15年 | 5~10年 | 3~5年 |
| 延迟时间 | 250毫秒 | 100毫秒 | 20毫秒 |
| 覆盖全球／ 卫星数目 | 3颗 | 20,000公里30颗 | 2,000公里5000颗、 500公里10,000颗 |
| 相关应用 | 通讯 | 导航、军事 | 观测、通讯 |
低轨卫星轨道的使用
3GPP Milestone
3GPP NTN(NTN: Non-Terrestrial Network)非地面网路研发立场为将既有行动通讯技术，延伸至卫星等非地面网路架构，解决相应技术挑战，协助卫星与地面网路相互整合。
全球上主要低轨卫星业者
| Country | Corp. | Project | Planned Lunch | Quantity Lunched (Until the end of July 2022) | Band | Note (from US FCC information) |
| USA | Space X | Starlink | 4,408 | 2,900up | Ku、Ka、V、S | Apply for new V and S-Band payloads |
| (payload) | ||||||
| 7,518 | - | V | Very low orbit (VLEO) 335-346 km | |||
| 30,000 | - | Ku、Ka、E | GEN 2 system | |||
| Amazon | Kuiper | 3,236(Original) | - | Ka、Ku、V | Apply for new Ku and V-Band payloads | |
| 7,774(Adjusted) | - | (payload)、the number of new satellites. | ||||
| Canada | Telesat | Telesat | 188(Phase 1) | 1(Trial) | Ka、V | Adjusted to a two-stage deployment, added V-Band payload, and added the number of satellites. |
| Lightspeed | 1,671(Phase 2) | Then reduce the Phase 1 number from 298 to 188. | ||||
| U.K. | OneWeb | OneWeb | 716(Phase 1) | 420up | Ku、Ka、V、E | Adjusted to two-stage deployment, increased V and E-Band payloads, and added the number of satellites. |
| 6,372(Phase 2) |
S Band：2-4 GHz；Ku Band：12-18GHz；Ka Band：26.5-40 GHz；V Band：40-75 GHz；E Band：60-90 GHz
SIMCom IoT-NTN Module产品
结论:
透过一个全球卫星网路，将两类技术-行动通讯及卫星通讯整合，三种卫星服务-卫星手机、卫星宽频、卫星物联网服务，在四大类别应用情境上予以强化、辅助、延伸及开创，希冀藉卫星网路与地面网路互补打造陆海空全空间的网路覆盖，缔造更美好的生活愿景。
Q&A:
Q1. 3GPP NTN愿景及应用场景为何?
A1. 缩减城乡数位落差，并提供以往网路难以覆盖的海洋、偏远山区网路服务，借此提供紧急救灾、无人区监控、野火防治、海上浮标资讯收集等应用。根据3GPP资料在TR 22.822文件提出三种主要应用类型及使用情境。
Q2. NTN强化的部分及应用场景为何?
A2. 补充既有通讯应用，舒缓地面网路传输壅塞。
Q3. NTN辅助的部分及应用场景为何?
A3. 长距离移动联网不中断。
Q4. NTN延伸的部分及应用场景为何?
A4. 在无法通讯情境提供连网服务。
Q5. NTN物联网开创特殊应用为何?
A5. 资产、设备追踪，物联网。
延伸阅读:
Qualcomm inside, 4G LTE To轻量化5G NR-Light, 5G NR RedCap
参考资料:
- 财团法人电信技术中心
- SIMCom
- FCC
- Space X
- 3GPP Spec.
- The path to 5G-Advanced and 6G Non-Terrestrial Network systems
- MIT Open Access Articles
- 5G Standards Development Update in 3GPP – Release 17 and 18
- IEEE, Satellite Communications in the New Space Era: A Survey and Future Challenges
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