NTN的昨天,今天和明天

文摘   2024-11-15 09:36   瑞典  
继续山雨欲来风满楼之6G预研信息汇聚系列。本文讨论6G NTN的生态环境。行文顺序:NTN的过去,今天和未来。NTN我们已经发了一些文章:
当前5G卫星NTN业务
通过NTN网络实现物联网IoT连接
通过NTN网络实现物联网IoT连接(续)
2024随手记(18)3GPP NTN历史与现状
6G NTN演进
2024随手记(8)R19中的NTN研究内容简要汇总
截至2023年8月的NTN连接--宏文2023(19)
宏文2022(4)R17&R18中的NR NTN和卫星通信更新
在过去几十年中,关于卫星通信我们研究最多的是人造地球卫星的组网通信系统。而从人造卫星通信到NTN经历了如下路径:

我们过去几代蜂窝技术都是以陆地通信为主的,3G的时候有称呼UMTS的T就是Terriestrial,就是陆地的意思。主要提供陆地及陆地边缘的人类活动区域。因为也很显然。没有人类活动的森林,深山,大洋深处,大湖深处等是不需要有信号覆盖的。没有人类使用网络的地方不需要花费成本去建网。而不同于小区制的传统蜂窝,卫星能覆盖地球上的每个角落。而NTN将提供一个从TN到NTN的融合统一的良机,下面是3GPP的相关演进路径:

互通的思路是:传统卫星通信系统通常基于行业驱动的技术规范,从而导致专有架构和协议栈 →与地面系统的后验交互困难。而NTN将统一解决这些问题。

第一部分:NTN的昨天,也就是过去
3GPP R17中所定义的NTN解决方案,也就是卫星接入方式是地面非NTN基础设施gNB功能+网关+馈线链路+NTN有效载荷,这些方式如下:

R17的NTN方案总览如下:

基于 NTN 的 GEO/LEO,具有隐式 HAPS/ATG 兼容性。主要特性如下:
– 透明有效载荷架构
–地球固定、准地球固定、地球移动
–FR1:S 波段和 L 波段
–具有 GNSS 功能的手持终端
    •BW:30 MHz(DL)/ 360 kHz(UL)
    •SCS:15 kHz、30 kHz
–为 NTN 引入 SIB19    
    •星历表(ephemeris)、通用 TA、PDSCH/PUSCH偏移、附加同步和小区信息。参考文章:2024随手记(24)用于卫星通信的NR SIB19

然后是3GPP R18,也就是5G-A的第一个大版本(向TR 37.911中报告的ITU-R WP4B提交NTN RIT),其NTN方案概览如下:

第二部分:NTN的今天

正在研究进行中的3GPP R19于2023年12月批准,目标完成日期是2025年12月份。NTN相关概览如下:

R19的NTN架构演进如下:

通过NTN实施的5G/5G-A的业务如下:(参考文章当前5G卫星NTN业务

5G/5G-A的NTN业务之双连接举例:

5G/5G-A的NTN业务之服务分发举例:

今天所规划的3GPP NTN路标如下,这个图其实并不完整,权且做参考吧。也可参考3GPP发布最新6G时间线,6G的第一个冻结大版本在2029年底完成。

第二部分:NTN的明天

也就是真正的6G NTN阶段。从集成到原NTN组件。NTN将在提供无处不在、连续、灵活且有弹性的基础设施方面发挥关键作用。

6G:从集成到原生NTN组件。3D多维、多层、多频段6G架构。

6G NTN的研究领域包括如下:

6G NTN架构如下:

6G波形选择方面:解决NTN特征的潜在新/改编波形,例如CP-OFDM、DFT-s-OFDM、WOLA-OFDM、OTFS。而由于DFT-s-OFDM的PAPR降低,因此在实施HPA时表现出更好的性能。PN会强烈影响所有波形的性能而OTFS对PN和多径的鲁棒性更高,但复杂性增加。

6G的NTN业务方面,可以考虑增强现有服务或新服务的性能!

6G NTN标准化方面:有根据的猜测如下:

所以,自R17以来,NTN组件与5G的集成已成为现实:成为20多年前开始的漫长道路的第一个里程碑。而研究、行业和标准化/监管机构的严格互动是成功的关键。NTN将成为6G基础设施中的原生组件。

而NTN具备强大吸引力的原因如下:

第一,真正实现全球服务的连续性、普遍性和弹性。

第二,通过采用全球标准,实现卫星产业规模经济,降低成本。

第三,支持新的/增强的应用程序和服务。

坐而论道,好好读书!

欢迎转发本公众号的文章,copy,翻译,修改并转发文章or文章中部分内容(文字,图片,视频等)时请注明来自本公众号!。

5G6G网络与协议
1. 5G网络结构,流程,协议学习与研究 。 2. 2G3G4G5G协议及互操作。 3.云计算/大数据技术。 4.IP网络。 5. 6G网络预研信息。 6. AI/ML (本号部分内容转自通信业界公开发表的信息,如有侵权请告知去除)
 最新文章