最近我在學習一本書，關注一件事。
學習的書是《星地融合移動通訊系統與關鍵技術》，這是陳山枝團隊所著的業界首本星地融合行動通訊專著。
為什麼要學習這本書？身為科普作者我得緊跟學術進展，浩如煙海的文獻看不過來，我的竅門是盯住行業領軍人，因為領軍人的態度在很大程度上反映著科技走向。
陳山枝老師是中國資訊通訊科技集團的總工程師、科技委主任、無線行動通訊全國重點實驗室主任，他就是我國星地行動通訊領域的領軍人。
關注的一件事，就是網際網路的未來，它會是中國版星鏈？還是跟星鏈不同的全新系統？這是個大問題。
我正在學習的這本書，恰好完美地回答了這件事。
這本書是學術專著，外行人看不懂，我盡力做個解讀，希望能有所幫助。
首先，以4G、5G為代表的地面蜂窩行動通訊網路大獲成功，深刻地改變了人類的生產和生活方式。
而地球上71%的面積都是海洋，地面上也遍佈著高山、沙漠和森林，這些地方沒有地面基站訊號。
而且光纖和基站的抗毀性較弱，遇到地震、洪水就會中斷，衛星通訊系統作為地面網路的有效補充，其意義非常重大，是人類社會的確定性發展方向。
衛星通訊可以分為三個發展階段，第一個階段窄帶星座組網。例如執行在778公里高度的66顆衛星組成的銥星系統，率先實現了天基組網，並在全球建立了12個信關站，實現了通訊業務落地，這是個偉大的創舉。
第二個階段是高通量衛星。2000年以後，衛星通訊技術有了突破，利用之前相同的頻寬可以實現幾十倍甚至上百倍的傳輸速率，通訊衛星速率達到Gbps甚至Tbps，每位元的成本大幅度降低，衛星通訊的競爭力顯著上升。
第三個階段是寬頻巨型星座組網，大家耳熟能詳的就是星鏈。
那問題來了，我們正在發展的寬頻巨型星座，是不是中國版的星鏈？
這本書認為不是，中國發展的是超越星鏈的星地融合行動通訊新模式。
目前衛星通訊與手機直連，可以分為三個模式。
第一種是“舊衛星新手機”，例如國外的海事通訊衛星和國內的天通衛星，它們都有一整套跟地面網路完全不同的技術體制，因此不支援普通手機，使用者得購買遵循衛星通訊技術體制的特種手機，俗稱衛星電話；或者是整合衛星通訊功能和地面行動通訊功能的新手機，即雙模手機。
第二種模式是“新衛星舊手機”，以星鏈2.0為例，衛星是新的，能夠與我們現在的舊手機相連。
簡而言之，這些新衛星就相當於把地面基站放到天上，相容問題由衛星解決，從而保證4G、5G的存量手機就能夠與手機直連。
這種模式將難題扔給了衛星側，聽起來對我們老百姓挺友好，但它卻有個致命缺陷：衛星成本奇高，通訊效能折中；且衛星頻率與地面基站相同，在同一地區，衛星訊號和基站訊號不能同頻工作，否則會互相干擾。
第三種模式是“新衛星新手機”，根據的是3GPP的非地面網路模式，新衛星與地面系統分別採用相同的技術體制、不同或相同的頻率，新手機能跟天上和地下兩個系統相容工作，不是二選一，而是二合一，即單模手機，系統最優，且成本低。
第三種模式的核心思想就是“5G體制相容，6G系統融合”。
為啥會有相容和融合兩個程度不同的說法？
因為在5G設計之處，根本就沒考慮衛星系統，後來3GPP在5G基礎上修改和補充完成了非地面網路規範，這才提出了星地通訊的相容規範。簡單說，就是讓衛星側做配合，使之與已有的5G系統相容。
而到了6G時代，衛星系統和地面系統一開始就同時設計，就可以達到更高水準的系統級整合，超越相容狀態，並形成了融合。
聽起來很美好，做起來很艱難。僅僅以物理層面為例，如何進行復用、調製、編解碼、速率匹配、資料對映、重傳合併等操作？這些都是繞不過的技術問題，這本書都進行了學術研討，並給出了具體技術路線。
如果這種新模式得以實現，我們的同一部新手機就可以實現“隨遇接入、無感切換”。
“隨遇接入、無感切換”在地面網路中已經實現了，例如手機出國後也可以上網，你可能不知道是哪家運營商在提供服務，反正遇到最近的基站就自動接入了，也感受不到切換過程。
與衛星系統的“隨遇接入、無感切換”，就是你在碼頭上網時，由地面基站支援，登船後出海，就自動切換到衛星來提供網路接入，你一直能上網，但感覺不到由地面網路到衛星系統的切換。
這就實現了個人通訊的5W夢想，即無論任何人、任何時間、任何地方、都可以用任何手段交流任何內容。
按照陳山枝團隊的設想，未來公眾通訊從上到下分為4個層次。
第一是高軌衛星，第二是低軌衛星，第三是臨近空間層，指的是大氣層中的飛艇、氣球和無人機，第四是地面網路，並將四層融會貫通形成一個整體，成為服務人類的融合性網路。
建立一個類似星鏈的獨立衛星網路並不難，無非是工作量的問題。而陳山枝團隊提出的“四網合一”，則是異構網路融合的天字第一號難度。
星地融合行動通訊的宏偉設想只是個願景嗎？並不只是願景，而是正在穩步進展中的中國衛星發展方向。
陳山枝團隊於2018年提出了5G的低軌衛星體制建議，即“5G體制相容，6G系統融合”。並於2022年9月完成了面向MIT-2020的衛星天線空口願景和需求，形成了技術規範M.2514。
在ITU-T牽頭4個標準立項，已完成2項。在3GPP牽頭了12個非地面網路立項，並且擔任了Release 19 NTN 的無線接入聯合報告人。
這部業界首部星地融合行動通訊專著，由鄔賀銓院士和尹浩院士作序，證明了其重要性和權威性，中國星地融合行動通訊的技術路線已經浮現出來了。
看到這裡，您可能會有疑問“我一個普通老百姓，為什麼要了解這麼專業的知識？”
這不僅僅是專業知識，而是一種未來生活方式，所有人都應該有所瞭解。
中國的電信科技已經超越歐美並引領世界，中國科技工作者們正在無人區努力探索，為人類尋找未來之路，讓我們一起期待。
