GTI 5G地空（ATG）通信技术白皮书1.0

GTI 5G空中对地（ATG） 通信技术 白皮书 1.0 保密：此文档可能包含保密信息，获取该文档的限制对象仅为“保密级别”列出的个人。未经GTI事先书面授权，不得全部或部分使用、泄露或复制该文档，获授权者仅可按授权目的使用该文档。GTI对本文档中信息的准确性、完整性或及时性不承担任何责任。文档中的信息可能在不事先通知的情况下变更。 文档历史 前言 航空互联网是推动民用航空行业数字化转型和提升旅客机上体验的关键基础设施。在构建“智慧航空”新的产业生态系统中具有重要意义。作为实现航空宽带接入的重要技术路径，5G空中对地面（5G-ATG）通信为优化客舱服务质量、提高民用航空运营效率提供了可靠的技术基础，充分发挥了其低延迟、高带宽和性价比的优势。 中国移动积极发挥产业领导作用，通过加快5G-ATG技术的成熟和产业化应用。坚持网络-终端协同、空地协同和智能协同的核心理念，中国移动系统性地已成立的一个涵盖终端、网络和平台的端到端5G-ATG技术系统。该系统解决了超高速和超高空覆盖以及空中地面干扰的关键挑战。同时，作为中国移动通信集团公司3GPP ATG项目的报告人，中国移动正在领导5G ATG系统的技术标准制定，促进产业发展和成熟。最近，中国移动已沿西部空中航线部署了行业首个5G-ATG试验网络。已完成多项关键技术验证，为后续大规模商用应用奠定了坚实基础。 本白皮书系统地概述了中国移动的5G-ATG发展愿景和技术路线图，为行业在空中地面通信技术发展、技术采用规划以及产品解决方案设计等方面提供参考和指导。中国移动致力于与所有行业合作伙伴携手应对挑战，共同推动5G-ATG的大规模商业化，助力智慧航空建设，推动航空互联网的高质量发展。 本白皮书版权属于中国移动。未经授权，禁止复制或传播本文件任何部分。 这份白皮书由中国移动研究院、中国移动（上海）信息技术有限公司和中国移动通信集团设计院有限公司共同撰写。特别感谢中兴通讯、中国商飞、中国国际航空公司、成都航空公司。及其他合作伙对于他们的资料和数据支持期间文档的准备工作。 内容 航空互联网概述..................................................................................1 2. 航空互联网发展趋势 .....................................................3 2.1. 市场前景分析 ............................................................................................................3 2.3. 行业链分析................................................................................................................6 3. 5G-ATG网络架构与关键技术...............................7 3.1. END.-TO- END.N网络A建筑学。I'm sorry, but there is no English text provided for translation. Please provide the text you wish to translate into Chinese.I am unable to translate the text \"IVE\" because it does not constitute a coherent or grammaticallycomplete English phrase or sentence. Please provide a complete and grammatically correct sentence for accurate translation.MAJORT.技术C挑战.............................................................................................93.3. 5G-ATG T技术。SSYSTEM......................................................................................................103.3.1. 端到端技术系统................................................................................................103.3.2. 新算法，克服超高多普勒频率偏移..................................113.3.3. 新型空中接口，突破超宽覆盖区域边界...................123.3.4. 新型车站类型，实现超高海拔连续覆盖.............................133.3.5. 新技术，优化超复杂ATG干扰.........................................133.3.6. 新方法，提高三维评估精度....................................15 4. 5G ATG通信标准化进展.....................................16 5. 5G ATG路由试验进展...............................................................................17 6. 摘要和展望...........................................................................................18 1. 航空互联网概述 航空互联网指的是一套使民用航空飞机实现高速稳定互联网接入的技术组合，显著提升了乘客的飞行体验。通过利用航空互联网，航空公司可以在三个维度上实现价值提升。1. 提升竞争力：通过提供接近地面使用的互联网接入服务，航空互联网显著改善了乘客的旅行体验。2. 商业拓展：航空公司可以与内容服务提供商合作，实现精确的价值增值服务和定制化广告，增加额外收入。3. 运营效率：实时数据交换使得对飞机健康状况的持续监控、优化的飞行安排和改进的维护计划成为可能。 航空互联网有两种主流技术方法：基于卫星的空中通信和基于地面的空中对地面（ATG）通信，如图1所示。基于卫星的空中通信使用高轨道或低轨道卫星作为中继，在飞机和地面网关站之间建立通信链路。乘客或机组人员数据被传输到卫星，然后通过网关转发到互联网。相比之下，基于地面的ATG通信通过沿飞行路线部署的ATG基站，实现飞机和地面网络之间的直接通信。在这种情况下，安装在飞机腹部的空中天线接收移动蜂窝信号，并将它们转换为Wi-Fi信号，以实现机舱内的网络覆盖。 全球范围内，北美和欧洲率先采用ATG+卫星混合网络技术引领了飞机联网市场。在欧洲，最初使用Ku波段地球同步轨道（GEO）卫星提供联网服务，但每架飞机的带宽较小，性能较差。加上欧洲空域的严重碎片化，网络方法逐渐演变为卫星和ATG共存，受政策和空中交通管制需求驱动。2015年，德国电信、英特卫星、泰雷兹等公司共同开发了欧洲航空网络（EAN），部署了总共400个4G-ATG基站，实现了欧洲的覆盖，同时使用卫星进行洲际覆盖。目前，随着5G技术的不断成熟，EAN现在正朝着5G-ATG升级，从NSA过渡到SA。在北美，美国公司Gogo于2008年部署了425个3G-ATG基站，覆盖整个美国和五大湖区，同时在北美以外地区使用卫星进行覆盖。近年来，Gogo不断优化其网络战略，相继推出了Gogo 4G-ATG和Gogo 5G-ATG演进计划。2025年7月，Gogo成功完成了基于5G-ATG的首次通话测试，预计2026年推出商业服务。 起步相对较晚。最初，它主要依赖英玛卫星通信公司的GEO卫星。随着部署截至2024年，中国约200架飞机提供连接服务，主要在宽体飞机上，由于成本性能考虑。 2. 航空互联网的发展趋势 2.1 市场前景分析 航空互联网渗透率在美国超过80%，在欧洲达到50%，全球市场规模达到数百亿美元。相比之下，中国的航空领域长期是互联网服务的盲区，覆盖率不到6%。2024年，全球民航旅客人数达到48.93亿，同比增长10.2%。作为中国第二大民航市场，2024年中国处理的旅客人数为7.3亿，同比增长17.9%。随着移动互联网的普及，人们已经习惯于实时在线，使得飞行中的“信息孤岛”体验越来越...不可接受研究显示，超过60%的乘客愿意为机上的互联网表明具有强大的商业潜力。 典型的航空互联网应用分为前舱（面向企业）服务和后舱（面向消费者）服务，如图2所示。目前，主要关注的是为后舱服务提供支持。未来，在政策和监管批准的情况下，服务可以进一步扩展到前舱。前舱服务和后舱服务多样化的独特需求对网络性能提出了更高的要求，推动航空互联网服务向宽带、实时和低成本连接发展，具体包括： 宽带：满足服务高带宽要求，例如舱尾应用中的短视频、高清电影；以及数据服务如网络浏览、即时消息和社交媒体接入；以及驾驶舱前部分黑盒数据的前端云冗余存储。 实时：满足如在线游戏、后舱应用中的AR/VR以及远程医疗咨询和紧急通信等低延迟服务需求；以及同步飞行数据，如天气和空域动态在前 客舱应用。 低成本的：定价应与地面移动数据相竞争，无论采用何种收费模式（按航班、按数据量等）。 2.2. 技术解决方案分析 在5G-ATG方面，得益于地面网络的全面覆盖，ATG技术发展具有固有的技术和产业优势。与卫星通信相比，其与飞机的距离更近，传播损耗更小，性能优异。针对民航飞行环境进行针对性优化，可以保证与地面相当的使用体验。同时，发展ATG通信可以充分利用现有的5G产业链基础，实现更强的端到端自主可控性。5G-ATG与基于卫星的空中通信的比较见下表1。 鉴于中国广阔的领土和超过80%的国内航线份额，5G-ATG提出了一种非常实用的近期解决方案。对于中到长期（未来5-10年），在设备和能力方面与基于卫星的通信的集成将实现全球互联互通和互补优势。本白皮书（版本1.0）仅关注近期，对5G-ATG的技术、标准和行业方面进行了详细分析。在将来版本中将解决卫星集成问题. 2.3. 行业链分析 随着市场需求的出现和5G-ATG技术的日益成熟，相关产业正积极参与。5G-ATG生态系统包括上游、中游和下游部分，如图3所示。上游包括地面设备、机载设备和航空电子系统供应商，提供软硬件设备。中游包括ATG网络运营商和具备集成能力的服务提供商，提供网络运营和服务。下游包括航空公司和内容服务提供商，为5G-ATG提供应用。 在上游，中兴通讯凭借其在ATG领域的持续投资，相对而言 为5G-ATG基站和机载CPE提供成熟的供应链能力。华为和空中与地面连接公司也已完成了实验室联合调试测试。Donica拥有相对成熟的机载客舱产品解决方案。在中游，中国移动已基于成都-敦煌-吐鲁番商用航线，建设了全球首个基于5G-ATG的试验网络，并完成了多次飞行测试。网络性能已全面优化，具备预商用能力。中国电信和其他公司也在积极推动5G-ATG。在下游，成都航空已与COMAC共同完成了C909飞机型号的改装，通过了适航认证，并依靠中国移动建设的5G-ATG试验网络完成了多次飞行。腾讯在航空互联网领域积极部署，致力于创造高端数字客舱服务。 3. 5G-ATG 网络架构与关键技术 尽管5G