NTN evolution – outlook¶
有几份比较好的, 针对 NTN 的材料, 本文会总结一下它们的"精华"
- 5G NTN TAKES FLIGHT - R&S'23
- AN EXPLORATION OF NTN - R&S'24
- Non-Terrestrial Networks in 5G & Beyond: A Survey
5G NTN 宏观架构¶
NR-NTN 和 IoT NTN¶
梳理一下:
| 特性 | NR-NTN (New Radio NTN) | IoT-NTN (Internet of Things NTN) |
|---|---|---|
| 核心目标 | 手机直连卫星，提供宽带数据服务 (eMBB) | 物联网设备直连卫星，提供窄带数据服务 (mMTC) |
| 关键技术 | 基于 5G NR 协议（宽带）进行调整，以适应卫星通信的长延迟和大多普勒频移。 | 基于 5G NB-IoT / eMTC 协议（窄带）进行调整，核心是低功耗和海量连接。 |
| 典型用例 | 1. 偏远地区的宽带接入 2. 公共安全（应急通信） 3. 临时热点（如船舶、飞机） |
1. 资产追踪（集装箱、物流） 2. 农业/环境监测（土壤、气象） 3. 工业/能源（风力发电机、管道） |
| 性能指标 | 追求高吞吐率 (Mbps 甚至 Gbps) 和较低延迟（特别是 LEO 卫星）。 | 追求低功耗（长电池寿命）、海量连接和广覆盖。数据率非常低 (kbps)。 |
| 终端类型 | 智能手机、笔记本电脑、车载/船载终端 (VSAT)。 | 低成本、电池供电的传感器、追踪器等。 |
未来规划:
Transparent / Regenerative Payload Architecture¶
(1) Transparent Payload: 卫星在空中只是"无情的转发机器"
(2) Regenerative Payload:
体现4个特征:
- SBA 扩展与全面云化 (SBA: Service-Based Architecture)
- SBA: 右侧 "cloud" 部分展示了 5GC 的标准 SBA 架构。它由一系列微服务（如 AMF, SMF, UDM 等）组成, 这些服务相互独立, 通过 API (如 Nsmf, Nudm) 相互调用
- 全面云化: 不仅核心网和 RAN 是云, 未来的 UE 也可能是云化、按需调用的
- 控制与用户平面分离 (C/U分离. 5G重要属性)
- Control Plane: 负责信令、连接管理、移动性管理
- User Plane: 负责传输你的实际数据
- 星上智能处理 (OBP: OnBoard Processing)
- MEC (Multi-access Edge Computing. 多接入边缘计算):
- 卫星不再是一个简单的信号反射器(“透明转发”), 它本身就是一台强大的边缘计算服务器
- gNB autarchy (gNB 自治):
- 卫星通信的时延很长, 如卫星上的基站 (gNB) 凡事都要请示地面的核心网，效率会非常低下
- “自治” 意味着卫星 gNB 被授予了更大的自主权, 可以独立处理很多本地事务, 如快速切换、无线资源管理等, 只有在必要时才与核心网通信
- MEC (Multi-access Edge Computing. 多接入边缘计算):
- 天地一体化组网
- UE 可以同时连接到 Terrestrial RAN 和 NTN RAN
- Multi-connectivity: UE 同时使用地面 5G 和卫星 5G 的数据流, 或在两者之间无缝切换
5G NTN 和 现有5GC 的耦合方式¶
区域覆盖与切换¶
NewSpace Constellations¶
汇总一下当前LEO运营商的情况:
未来 NTN 想做什么 (基于 3gpp rel.18):
