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标题: S^2:浅谈NTN技术挑战与演进路线 [查看完整版帖子] [打印本页]
时间: 2024-10-18 09:19
作者: 溯溪而上
标题: S^2:浅谈NTN技术挑战与演进路线
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NTN(Non-Terrestrial Network,非地面网络)是5G网络向卫星通信和低空通信等新应用场景发展演进的重要技术。NTN能够提供无处不在的覆盖能力,连通天空、地面、海洋等多维空间,形成一体化的泛在接入网络,在应急通信、海域与空中通信、手机直连等领域提供了更可靠、更高效的通信服务。今天,我们一起聊聊NTN面临的关键技术挑战与当前3GPP无线侧技术演进路线。
技术挑战
01
时间延迟
与地面网络通信相比,基于卫星的NTN通信会带来更高延迟。同步卫星的延迟高达120ms。即使使用低轨卫星,也会有大约2-6ms的延迟,远高于传统地面网络。
02
多普勒偏移
低轨卫星相对地面高速移动,将带来极大的多普勒频移。根据3GPP TR 38.821,S波段、轨道高度600km的LEO卫星多普勒频移约为24ppm。
03
低信噪比
由于终端距离卫星(及基站)非常远,终端接收信号将非常低。同时,除了地面通信相关的衰落场景之外,卫星通信还可能会受到恶劣天气条件影响(例如降雨或大气干扰等),这都可能会破坏信号并降低传输可靠性。
3GPP演进路线
3GPP NTN通过对NB IoT和5G NR协议进行增强,以地面蜂窝网络通信体制带动卫星通信技术发展,极有可能成为未来天地一体网络统一标准。在3GPP Rel-15启动星地融合研究之初,即设立了NTN非地面网络议题,持续推进解决方案形成。当前,全球研究机构正紧密协作,积极推进NTN技术发展及标准落地。
01
SI阶段
1
Rel 15
3GPP Rel-15完成了“支持NTN的NR研究”课题。定义了NTN部署场景和相关系统参数,为NTN场景调整了信道模型,并明确了需要进一步开展关键性能评估的方向。
2
Rel 16
3GPP Rel-16完成了“支持NTN的NR解决方案”课题。明确NR支持NTN应用的基础功能要优先考虑卫星场景,对3GPP相关技术规范组的研究指明了方向。
02
WI阶段
1
Rel 17
3GPP Rel-17聚焦LEO和GEO透明转发场景,兼顾HAPS应用,进一步增强NTN相关功能。这是NTN的第一个基线版本。
2
Rel 18
NTN技术在3GPP Rel-18的演进方向主要集中在新特性支持和现有特性增强。新特性支持包括MBS支持、RedCap支持、新频谱支持、再生模式支持以及无GNSS能力的终端支持等。在现有特性增强方面,Rel-18对NTN覆盖增强、波束管理增强、移动性增强、10GHz以上频谱支持、物联网增强、UE位置服务规范进行了进一步讨论。
3
Rel 19
目前,Rel-19 阶段主要对以下几个方面进行标准化:
基站上星。支持TR 38.821 定义的基站上星的再生传输模式网络架构,进一步定义基站与基站之间(包含星间链路)的移动性管理方案。
上行链路容量增强。通过正交覆盖码OCC及射频能力的增强,提升物理上行共享信道能力,提高上行链路数据传输速率和所支持用户的容量,满足用户数和上行数据业务不断增长的需求。
下行覆盖增强。研究卫星跳波束管理方案,进行下行链路级和系统级增强,对卫星波束进行动态和灵活配置,实现在卫星总功率受限的情况下,提高有效覆盖能力。
广播服务的服务区域通知能力。将广播业务和NTN结合,定义相关的系统信息块,以在卫星覆盖范围更大的情况下指示预期服务区域,并定义核心网和基站之间的必要信令,满足对特定服务区的广播业务需求。
NTN+(e)RedCap。对支持(e)RedCap的NTN FR1终端,定义NTN射频和无线资源管理要求,满足不同场景下物联网设备能力需求。
引入IoT-NTN TDD模式。通过对NB-IoT NTN FDD框架进行最小必要更改,为NTN定义新的NB-IoT TDD模式。
结语
未来,6G将构建空、天、地、海一体化、立体化融合网络,实现面向全场景的泛在连接。我们期待在不远的未来,NTN能够彻底改变我们与世界连接的方式,使全球任何角落的用户都享受到高速、稳定的通信服务。
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时间: 2024-10-18 11:45
作者: rororoo
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