罗德与施瓦茨：2023 5G NTN启航：5G非地面网络技术概论白皮书（121页）.pdf

1、5G NTN启航5G非地面网络技术概论白皮书|01.00 版|Reiner StuhlfauthMake ideas real目录 1 引言.3 1.1 NR-NTN.8 1.2 IoT-NTN.9 1.3 卫星通信领域的六大技术挑战.10 2 商用和专用卫星星座 概述.12 3 NTN架构和星座方面.15 3.1 NTN用例.16 3.2 频谱方面.19 3.3 能够使用NTN的用户设备.24 3.4 卫星接入节点的无线传输和接收.26 3.5 卫星星座.28 3.6 NewSpace卫星 架构演进.32 3.7 编排、管理和规划方面.35 3.8 轨道星座的题外话（开普勒物理学）.38 3

2、.9 星历表.40 3.10 5G NTN 架构详述.44 3.10.1 5G系统架构、核心网和服务化架构.45 3.10.2 透传NTN NG-RAN架构.47 3.10.3 再生NTN NG-RAN架构.50 3.10.4 NTN回传和IAB.53 3.10.5 星间链路(ISL).54 3.10.6 地面与非地面网络之间的互通及多连接.56 4 NTN射频和挑战.59 4.1 NTN信道模型.59 4.1.1 大尺度衰落.63 4.1.2 链路级仿真的小尺度信道模型.64 4.2 路径损耗和链路预算.67 4.3 往返时间和差分延迟.71 4.4 载波频移（多普勒频移）.74 4.5 N

3、TN中的法拉第旋转和极化.76 5 NTN 的信令流程和协议栈.78 5.1 5G NTN 协议栈.78 5.2 HARQ.81 5.3 时间提前量.82 5.4 随机接入.86 5.5 调度请求(SR)和缓冲区状态报告(BSR).89 5.6 时序关系增强.90 5.7 移动性场景.94 5.8 测量和测量报告.97 5.9 跟踪区域更新(TAU).98 5.10 馈线链路切换.100 5.11 NTN和跨国移动性管理.103 5.12 NTN UE节电.1042前言和免责声明5G非地面网络(NTN)是一种旨在使地球表面上或接近地球表面的5G用户终端连接至位于卫星上的非地面基站的技术。我们认

4、为这项技术仍将经历漫长的发展演进。本白皮书的目的是概述该技术的主要方面和相应的挑战。我们已尽可能纳入相关技术的最新进展，以体现3GPP 中正在进行的标准化工作的现状。5G NTN方兴未艾，并且无疑将继续演进，本白皮书提供的信息也会随时更改和扩充，敬请读者留意。无线通信和航空航天两大市场生态系统正在带动技术和业务用例及服务的发展革新。我们注意到，5G NTN促使这两大生态系统趋于融合。鉴于作者的无线生态系统背景，我们认为 NTN的发展带来的巨大创新将在无线领域。因此本白皮书着重从无线角度展开论述。诚然，航空航天生态系统的贡献对于5G NTN的成功也是必不可少的，航空航天领域的重要性不容低估，但我

5、们决定以5G为重点撰写这份白皮书，在此也要向各位读者致歉。如需了解罗德与施瓦茨提供的有关航空航天生态系统的丰富信息，请访问我们的网站：www.rohde-。希望我们在无线生态系统方面的专业知识能够助力5G NTN的成功，也希望本白皮书内容能为读者提供实用价值和参考意义。作者谨白CDMA2000是美国电信行业协会(TIA-USA)的注册商标。6 技术展望、归纳和总结.108 6.1 3GPP第18版中的NTN 对第18版后续标准的展望.108 6.2 关于NTN演进的长期展望 通往6G之路？.109 6.3 归纳和总结.111 7 参考文献.112 8 标准规范.115 9 缩略语.117罗德与

6、施瓦茨 白皮书|5G NTN启航：5G非地面网络技术概论 31 引言当3GPP Rel-17方案考虑将非地面网络(NTN)纳入5G系统时，人们的第一反应可能是这一幕似曾相识。早在上世纪90年代中期，国际电信联盟(ITU)就通过其国际移动通信方案IMT-2000提出了21世纪全球无线接入的愿景。以此为契机标准化组织3GPP（第三代合作伙伴计划）创立了，着手推进第三代无线通信技术的国际标准化。引人注目的实例是由标准化组织 3GPP2牵头的CDMA2000和通用移动通信系统(UMTS)，其中采用两项关键无线接入技术(RAT)：宽带码分多址接入(WCDMA)和时分码分多址接入(TD-CDMA)。IMT