再谈ATG技术
岁月的书香
近⽇，全球机上宽带互联与航空产品服务提供商Gogo宣布，其全新区域性地空宽带⽹络（ATG）成功完成⾸次测试飞⾏，并开始在美国推⼴部署。 Gogo称，其新⼀代ATG⽹络与⾃⾝独有的机载天线技术、舱内Wi-Fi⽹络和软件平台相结合，可为每架飞机提供早期ATG⽹络30倍的带宽。新⼀代ATG⽹络利⽤2.4GHz频段免授权频谱，以及早期获批频段，峰值容量超过100Gbps，与Gogo全球卫星⽹络相结合，将会成为有史以来容量最⼤的航空专⽤⽹络。 卫⽹君特邀航空互联⽹领域专家⽼鹰，为您解读。
成都计算机安全协会
再谈ATG技术
作者 | 谢鹰
昨天，Gogo对外宣布新⼀代ATG⽹络成功完成⾸次飞⾏的消息，⼀时间朋友圈⾥⼀⽚刷屏，于是⽼鹰再谈谈ATG技术，希望此⽂能有助于各位了解其技术原理，同时也为中国ATG发展起到⼀定的推进作⽤。 什么是ATG
简单说，ATG（Air To Ground）就是能实现在飞机上⽹的地空通信系统。
ATG利⽤成熟的陆地移动通信技术，如3G、4G技术，针对航空⾼速移动、⼴覆盖等特性进⾏定制化开发，在地⾯建设天线能够覆盖天空的专⽤，构建⼀张地空⽴体覆盖的专⽤⽹络，有效解决⾼空⽴体覆盖，实现地空⾼速数据传送。
相⽐卫星通信，ATG虽然仅覆盖⼤陆本⼟，覆盖⼴度不如卫星，但在⼀些国家例如美国、中国、欧洲、澳⼤利亚等，地域辽阔，国内航班占⽐较⾼，跨洋飞⾏时使⽤卫星通信的情况并不是很多；⽽且相⽐卫星，ATG有着不可⽐拟的⾼数据带宽、低延迟、低成本的优势，因此得以迅速发展。
Gogo的传统ATG⽹速为什么那么慢？
⼤家都知道美国航空互联⽹的发展要感谢Aircell。这家不知名的⼩公司，收购了濒临倒闭的美国对空覆盖⽹络，创新地将原来AMPS模拟语⾳专⽹升级为CDMA1X-DO⽹络，实现了当初⾼通⼯程师⼀个
野炊时的突发奇想，随后推出Gogo 服务（ATG+Wi-Fi的机上上⽹服务），并在纳斯达克上市，成功地占领了美国主流航空公司。
此后各⼤航空公司争相改装，到2012年Ku卫星产品推出时，50%的飞机已经签署ATG改装合同，所以说ATG⽅案以其快速改装和相对低廉的⽹络流量成本，成就了美国航空互联⽹的迅猛发展。等Ku卫星来争抢市场时，市场余量已所剩⽆⼏，只在美西南航空公司到了整机队的装机业务；等Ka卫星天线成熟时，也就只剩下JetBlue这个廉价航空能作为最后的市场了。伽倻琴
ATG快速跑马圈地，但当CDMA1X-DO仅仅3.1Mbps（下⾏）1.8Mbps（上⾏）的传输速率分享到多架飞机时，业务体验开始越来越差了。⼀⾯是地⾯移动⽹络从3G向4G演进，⼀⾯却是上⽹飞机数量快速增加带来体验下降，⼀升⼀降凸显ATG速率瓶颈！难道就不能扩容和升级4G吗？
各位看客，你可知道美国频率是拍卖的，Gogo⼿⾥只有可怜的3M频率，哪有多余的频率扩容？没有更宽的频率怎么升级4G？巧妇难为⽆⽶之炊呀！怎么办？Gogo只能在CDMA1X-DO上挖潜，升级RevB版本，将扇区分裂，把容量翻倍，峰值速率也提升到9.3Mbps，Gogo称之为ATG-4。然⽽这点容量提升怎敌得过快速增长的上⽹需求，再加上Ku 阵营咄咄逼⼈的竞争，还有跨洋覆盖的刚需，Gogo最终也⽆可奈何地选择了Ku卫星解决⽅案。 但ATG与Ku双线作战，也直接导致Gogo经营成本的⼤幅上升，公司⼀直处于亏损状态。通过分析其
财务报表发现，其实Gogo的ATG业务正开始进⼊收获期，已经盈利，然⽽ATG+卫星双线作战致使成本上升，且卫星装机规模尚未上量，最终导致公司整体亏损。
竞争者远不⽌Ku卫星，近些年，Ka卫星也杀将进来，这样才有了美国航空AA状告Gogo欲解除合作协议（理由：其他的⽆线服务商能够提供更快、更可靠、更便宜的星载WiFi服务），欲改投Ka卫星阵营，最后双⽅达成和解协议，Gogo 承诺将采⽤2Ku技术来提升速率和服务体验。
特比萘芬
Gogo ATG路在何⽅
Gogo成功于ATG。正是由于Gogo独创ATG解决⽅案，才成就了其今天全球航空互联⽹提供商No.1的地位。虽然局限于
Gogo成功于ATG。正是由于Gogo独创ATG解决⽅案，才成就了其今天全球航空互联⽹提供商No.1的地位。虽然局限于频率资源有限，被迫选择Ku卫星阵营，双线作战的Gogo从来没有放弃过对ATG next-G的追求，没有频率，频率！免疫组化技术
Gogo先后寻过多段频率，其中不乏创新地想过利⽤Ku频率做ATG，⼤家都知道Ku同步卫星都在⾚道上空，美国卫星接收天线都是南向放置，Gogo提出是否能重⽤Ku频率——把地⾯天线全部北向覆盖，⽽飞机机腹安装的Ku天线南向辐射，这样来规避Ku ATG与Ku 卫星的⼲扰，实现共⽣共存。多么伟⼤的创新！可惜FCC没有⽀持这个创新，驳回了Gogo的频率申请。
此路不通，另⾛他路。能不能打2.4 ISM⾮授权频段的主意呢？于是乎Gogo⼜开始了另⼀个⼤胆的设想，那可是80多兆频率呀，相⽐于可怜巴巴的3MHz 800M频率，⾮常诱⼈。根据⽼鹰⼗年前的认知，认知⽆线电技术就提出了这种设想，想法很⼤胆，还是需要有⼈去实现。此时，ATG幕后的英雄出现了！
Gogo新⼀代ATG技术浅析
Gogo在ATG上风⽣⽔起离不开⼀家中国公司。⾼通的Idea很⽜，可惜爱⽴信不愿意做定制开发。2008年，因政治原因⽆法进⼊美国公众通信⽹的这家中国公司，⾃然不会放过这个进⼊专⽹市场的绝好机会。该公司为Gogo定制开发了CDMA1X-DO版本的ATG系统，成为Gogo⽹络的独家供应商，从核⼼⽹、到CPE的核⼼板卡，可以说，是这家中国公司成就了Gogo的成功。
再⽜逼的想法也需要有⼈来实现，何况这还是认知⽆线电。⾮授权频段上开发4G系统，全定制开发，中国公司突破了频率共享、共存，通过定制开发实现了在郊区开阔地区Wi-Fi⼲扰较⼩情况下，100Mbps的速率，⽽在城市Wi-Fi⼲扰较⼤的情况下，10Mbps以上速率的效果。
这套系统的核⼼是如何有效控制⼲扰，降低⼲扰的影响。基于2.4G的ATG不能影响地⾯Wi-Fi应⽤，⼜能保证数⼗Mbps 的平均上⽹速率。多波束赋形天线⼗分关键，ATG next-G天线与传统ATG天线明显不⼀样了，如下图所⽰：
上图左侧长长的鲨鱼鳍天线就是智能波束赋形天线，控制天线还有⼀个有源的天线控制单元，这⼀点是与传统ATG⽆源天线（上图右侧）有明显区别的。
当然地⾯系统也将区别于传统ATG，同步采⽤智能波束赋形天线，发射功率将严格按照ISM频段发射要求，采⽤⼩功率发射，通过天线增益来解决超远覆盖和接收的问题。
当然ATG next-G肯定还有更多的细节，在此不便细数。
中国ATG什么情况？
⼤家都知道，美国ATG已成熟商⽤了近9年，如今更是着⼿升级换代；欧洲的EAN（欧洲ATG）也已完成了300个部署，预计很快会商⽤。⽽中国相关领域，其实从2010年起就开始了ATG技术与应⽤的探索，2014年国航在成都—北京航线还进⾏了试验飞⾏。然⽽横亘在中国ATG商⽤路上的也是频率问题，此外还有电信运营许可等其他政策问题。
中国ATG率先实现了基于4G LTE的ATG，这⼀点明显领先于美国同⾏，但由于频率、电信运营许可等诸多政策原因，时⾄今⽇，中国ATG仍然在路上。
当然，业界也有许多投资⼈看好这个商机，从航空频率、⼴电频率、军民共⽤频率等⾓度在试图打造中国版ATG。可惜，各⽅⼒量各⾃为战，没有形成合⼒，在中国航空互联⽹⽇渐热闹的今天，ATG⼀直没有形成⽓候，频频处于夭折的边缘。
它⼭之⽯可以攻⽟。纵观全球，在欧洲，海事卫星组织拿出S波段卫星频率，联合德国电信、空客等公司构建EAN⽹络；在美国，Gogo利⽤中兴通讯强⼤的研发能⼒在实现创新的梦想。反观国内，ATG玩家各怀⼼思、⼀盘散沙，产业链未形成合⼒，都处于孤军奋战状态。相信此番Gogo消息⼀出，⼜会
有⼀拨⼈在琢磨利⽤2.4G频率⼲ATG的美梦，说实话，⽼鹰不看好这样的投机，只有整合产业链资源，把ATG战线上相关各⽅联合组织起来，中国ATG才能⾛出⾃⼰凤凰涅槃的重⽣！
作者介绍
谢鹰
真空测量⽼鹰漫谈坛主
深圳市多尼卡电⼦副总裁
20年的通信⾏业经验（通信规划、通信设计、技术研究、政策咨询、⽹络运⾏维护、客户服务、⽹络安全），见证了中国移动通信的兴起；2014进⼊航空互联⽹（跨界），3年以上电⼦制造，ATG运营，卫星运营和互联⽹业务运营经验。
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编辑：杨艳、朝晖、林紫、娜娜
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