具有多连接功能的协作式多频段多轨道6G卫星：载波聚合与双连接技术的作用

《IEEE Communications Magazine》：Collaborative Multi-Band Multi-Orbit 6G Satellites with Multi-Connectivity: The Roles of Carrier Aggregation and Dual Connectivity

　　

摘要：

非地面网络（NTNs），特别是卫星，正逐渐被视为统一6G系统中不可或缺的重要组成部分，而不仅仅是补充地面网络（TNs）。然而，卫星在孤立的轨道上运行，使用单一频段，这限制了它们的性能，使其难以满足各种需求。因此，人们开始关注从单频段单轨道系统向多频段多轨道（MBMO）系统的转变，以利用频谱和轨道的多样性。本文阐述了MBMO和多连接性（MC）作为实现跨频段和轨道协作有效方法的重要性。我们重点介绍了载波聚合（CA）和双连接性（DC）这两种在3GPP协议栈不同层次上实现MC的关键技术，并通过两个案例研究进行了探讨。一个Ku-Ka频段间的CA案例研究表明，在恶劣天气条件下，多频段地球静止轨道（GEO）系统的吞吐量和可靠性得到了提升，保障了服务的连续性。此外，GEO与近地轨道（LEO）之间的多轨道DC通过无缝切换解决了LEO卫星的移动性挑战。最后，我们概述了MBMO卫星广泛应用面临的一些挑战。随着卫星成为扩展地面网络覆盖范围、实现无处不在的连接性以及满足ITU-R IMT-2030 6G框架中的数据速率、可靠性和延迟目标的关键技术，人们对卫星的兴趣日益增加。这一愿景要求建立一个三维（3D）、多层次的架构，使地面网络和非地面网络能够作为一个统一的系统运行[1]。然而，当前的卫星系统仍在孤立的轨道和频段上运行，每种方式都有其自身的权衡：地球静止轨道（GEO）具有广泛的覆盖范围和稳定性，但延迟较高；近地轨道（LEO）则延迟较低，但需要频繁的轨道切换...

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