R&D 100 Awards／衛星與5G通用軟體調適基地台技術

「卫星与5G通用软体调适基地台技术」，以适应多元通讯应用灵活性的特点，协助台湾迎向6G未来。

【撰文╱梁雯晶】

随着卫星通讯技术突破，行动通讯讯号覆盖率得到大幅提升，推动全球行动通讯网路进入全覆盖时代。为协助台湾通讯产业打入国际市场，抢占卫星通讯蓝海，工研院「卫星与5G通用软体调适基地台技术」，如同阿米巴变形虫一般，具有适应多元通讯应用的灵活性，荣获2024全球百大科技研发奖。

随着5G通讯技术愈趋成熟，开拓出AI人工智慧、车联网、智慧城市等多元化创新应用，为了加速技术突破并降低营运成本，全球电信商力推开放性无线电接取网路（Open Radio Access Network；O-RAN）架构，打破过往由少数电信设备品牌大厂垄断的市场，带动电信设备白牌化，让服务供应商能够更灵活地选择商用现货硬体设备，搭配开放介面的通讯软体架构网路系统。

5G O-RAN市场成型后，不仅助力擅长代工制造的台湾通讯产业发展白牌化设备，「开放灵活的生态系及传输介面，也促使行动通讯网路逐步从硬体走向软体定义，这将是台湾打入国际通讯产业链的好时机。」工研院资讯与通讯研究所组长许仁源表示。

低轨卫星突破讯号覆盖瓶颈　迈向B5G时代

然而，受限地面基地台布建不足，使5G普及化的进程受到限制。为了解决讯号覆盖率问题，特斯拉创办人伊隆•马斯克（Elon Reeve Musk）自2019年开始构筑星链计划（Starlink），旗下的太空服务公司SpaceX在5年间陆续发射6千多颗卫星至地球低轨道，打造非地面系统的卫星通讯。

卫星通讯突破原本地面通讯无法覆盖所有区域的瓶颈，使位处沙漠、飞机、海上，或者偏远山区的使用者，只要能看见天空，就得以透过通讯设备直连卫星，获取高速网路服务。

随着民间企业相继投入卫星通讯领域，大幅降低布建成本，结合5G O-RAN通讯技术的应用，促使行动网路达到陆、海、空全面覆盖无死角，打响5G迈向B5G（Beyond 5G）时代的第一枪，也为通讯产业开启全新竞争赛道。

但如同早期RAN市场，目前卫星通讯处于少数领头大厂互相竞逐的战国时代，纷纷自订通讯规格，彼此互不相容。为协助台湾通讯设备产业抢先布局卫星通讯蓝海商机，工研院早在全球行动通讯标准组织（3rd Generation Partnership Project；3GPP）制定出第一版卫星通讯标准协定之前，于2021年即携手联发科投入3GPP非地面通讯技术的基地台系统与使用者介面开发，今年更以「卫星与5G通用软体调适基地台技术」荣获「2024全球百大科技研发奖」肯定。

研发前瞻通讯技术助产业打入国际

因应O-RAN开放架构下软体定义的趋势，工研院研发之卫星与5G通用软体调适基地台技术，英文名「Ameba RAN for NTN/TN convergence network」，以变形虫阿米巴命名，象征其可针对不同硬体设备、场域情境进行变形与适用，打造出融合地面与非地面行动通讯网路的完整解决方案，具有高度前瞻性。

许仁源表示，「服务供应商不用更动既有硬体设备，借由此通讯技术便可以驱使手机直接连上卫星通讯，感受陆海空3D通讯无死角的高速连网，也可以适用于工厂智慧制造系统，甚至是艺文产业的AR、VR表演等，相当多元灵活。」

非地面的卫星通讯属于崭新领域，因此在研发此通讯技术时，团队遇到不少挑战，例如需要考量卫星移动速度过快、距离遥远导致讯号干扰与延迟、卫星方向角度等。加上当时3GPP尚在订定卫星通讯的标准规范，团队必须在无范例可参考的情况下进行研发，「这相当于从0到1的突破，不仅要对于核心技术、可能的标准规范拥有高度掌握，也要逐一验证内容的适用性。」许仁源说明。

台湾虽拥有完备的通讯设备产业链，但过往以代工为主，主要商机皆被大厂掌握，随著白牌化商机、卫星通讯市场竞赛的开展，以及欧美大国倾向切割红色供应链的局势下，此项前瞻性通讯技术，将有助于台湾建构完整的O-RAN产业链，打进国际卫星通讯生态系，开创更多崭新应用。

该技术目前已分别在国内外展开场域测试。在国内方面，与台湾最大电信商中华电信合作，直连中华电信卫星系统，擘画台湾B5G卫星通讯服务，导入5G行动装置直连卫星的应用；在国外方面，联发科也导入该项技术，与国际生态系伙伴进行场域测试，未来将朝商用化方向走。许仁源期待表示，目前行动通讯市场正在往6G移动，此技术属于6G的先导技术，将能协助台湾通讯设备产业布局卫星通讯领域，迎向6G未来。