เทคโนโลยี 5G NTN (Non-Terrestrial Network)

NTN (Non-Terrestrial Network) ที่นํามาโดย 3GPP ในแผนที่การกําหนดมาตรฐานของเขา มีเป้าหมายที่จะบรรลุการครอบคลุมและการเชื่อมต่อ 5G อย่างเต็มที่ผ่านดาวเทียมและแพลตฟอร์มในอากาศคําศัพท์สําคัญประกอบด้วย:

1. NTN คํานิยาม:นี่คือเทคโนโลยีเครือข่ายไร้สายที่ได้รับการอนุมัติจาก 3GPP โดยที่โน้ดการเข้าใช้งานพื้นฐานอวกาศหรือเครื่องบินบนอากาศเช่นดาวเทียมหรือสถานีแพลตฟอร์มความสูงสูง (HAPS) แทนที่จะติดต่อกับพื้นฐานพื้นดินเครือข่าย NTN โดยปกติจะใช้เพื่อขยายการครอบคลุมไปยังพื้นที่ที่การจัดตั้งเครือข่ายบนพื้นดินเป็นไปไม่ได้หรือไม่เหมาะสมทางเศรษฐกิจจากมุมมองของ 3GPP NTN ไม่ใช่เทคโนโลยีอิสระ แต่เป็นการขยายของ 5G (NR) NTN ใช้ใหม่และปรับปรุงโปรโตคอล NR ปารามิเตอร์และวิธีการมากที่สุดเท่าที่เป็นไปได้ เพื่อรองรับการช้าในการขยาย, การสับเปลี่ยนด็อปเปอร์สูง, ขนาดเซลล์ใหญ่, และการเคลื่อนไหวของแพลตฟอร์ม

2. NTN พลาตฟอร์ม:นี่คือการจัดหมวดหมู่พื้นฐานของวงโคจรดาวเทียม ซึ่งมีผลต่อความช้า, ความครอบคลุม และความเคลื่อนไหวโดยตรง โดยเฉพาะอย่างยิ่งรวมถึง:

• GEO (Geostationary Orbit)ดาวเทียม GEO ตั้งอยู่บนความสูงประมาณ 35,786 กิโลเมตร และคงที่เทียบกับโลกดาวเทียม GEO (Geosynchronous Orbit) มีการครอบคลุมที่กว้างขวาง แต่มีความช้าในการเดินทางกลับทําให้มันไม่เหมาะสําหรับบริการที่มีความรู้สึกต่อความช้า
• MEO (ระยะทางโคจรกลางโลก)ดาวเทียม MEO ทํางานในความสูงระหว่าง 2,000 และ 20,000 กิโลเมตร โดยบรรลุความสมดุลระหว่างการครอบคลุมและความช้า; สิ่งนี้ถูกเน้นโดยเฉพาะอย่างยิ่งในรายละเอียด NTN 3GPP ปัจจุบัน
• LEO (วงโคจรโลกต่ํา)ดาวเทียม LEO ใช้งานในความสูงระหว่าง 300 และ 2,000 กิโลเมตร พวกเขาให้ความช้าต่ําและการผ่านสูงส่งผลให้เกิดการถ่ายทอดข้อมูลระหว่างดาวเทียมบ่อยๆ และมีผลด็อปปเลอร์ที่สําคัญ.
• VLEO (ออร์บิตโลกต่ํามาก)VLEO หมายถึงดาวเทียมทดลองที่ออกแบบให้ทํางานในความสูงต่ํากว่า 300 กิโลเมตร. พวกเขาคาดว่าจะบรรลุความช้าต่ํามาก แต่ต้องเผชิญกับความท้าทายทางอากาศที่สําคัญ
• HAPS (สถานีแพลตฟอร์มความสูงสูง)HAPS ปกติใช้งานในความสูงระหว่าง 20 และ 50 กิโลเมตร. แพลตฟอร์ม HAPS ประกอบด้วย: เครื่องบินไร้คนขับเคลื่อนโดยพลังแสงอาทิตย์, บอลลูน, และยานบิน.ระบบแพลตฟอร์มความสูงสูง (HAPS) สามารถทําหน้าที่เป็นสถานีฐาน NR, รีเล่ หรือการเสริมการครอบคลุม และเมื่อเทียบกับดาวเทียม, พวกเขามีลักษณะประมาณสแตตติกและความช้าที่ต่ํากว่ามาก

3.การเข้าถึงแบบไร้สาย (คําศัพท์)

• NTN gNB:นี่คือสถานีฐาน 5G (NR) ที่ปรับปรุงโดยเฉพาะเจาะจงสําหรับการจัดจําหน่ายที่ไม่ใช่แผ่นดิน ขึ้นอยู่กับสถาปัตยกรรม NTN gNB สามารถจัดตั้งเต็มที่บนดาวเทียมหรือ HAPSส่วนหนึ่งใช้ในอวกาศ และส่วนหนึ่งใช้บนพื้นดินการแบ่งแยกทางการทํางานระหว่างอวกาศและพื้นดิน เป็นการเลือกการออกแบบที่สําคัญ
• โครงสร้างภาระที่ใช้ได้อย่างโปร่งใส หรือ Bent-Pipeในโครงสร้างภาระที่โปร่งใสหรือท่อบิด ดาวเทียมไม่ได้ดําเนินการประมวลผลเบสเบนด์ โครงสร้างนี้มีเป้าหมายที่จะทําให้การออกแบบดาวเทียมง่ายขึ้นแต่การดําเนินงานของมันขึ้นอยู่กับการมีพื้นฐานพื้นดินและการเชื่อมต่อ; ภาระประโยชน์ในการส่งทําหน้าที่ต่อไปนี้:
• การรับสัญญาณคลื่นวิทยุจากอุปกรณ์ผู้ใช้ (UE)
• ทําการสลับความถี่และขยายความถี่
• การส่งต่อมันไปยังสถานีฐานบนพื้นดิน (gNB) ผ่านการเชื่อมต่อ Feed
• ภาระฟื้นฟู:ทําส่วนหนึ่งหรือทั้งหมดของการประมวลผลชั้น 1 และชั้น 2 บนดาวเทียม ในรุ่นนี้ดาวเทียมเองมีฟังก์ชัน gNB สถาปัตยกรรมนี้ลดความช้าของลิงก์ฟีเดอร์ปรับปรุงความสามารถในการปรับขนาดหน่วยงานการประกอบกิจการ

4. NTN ลิงค์

• ลิงค์บริการ:โดยเฉพาะเจาะจงหมายถึงการเชื่อมต่อแบบไร้สายระหว่างอุปกรณ์ผู้ใช้ (UE) และแพลตฟอร์ม NTN (ดาวเทียมหรือแพลตฟอร์มความสูงสูง)มันใช้รูปคลื่นอินเตอร์เฟซอากาศ NR เหมาะสําหรับรัศมีเซลล์ขนาดใหญ่และยืดเวลาการล่วงหน้า.แผนภูมิของ 5G NTN การเชื่อมโยงการบริการ, การเชื่อมโยงระหว่างดาวเทียม, การเชื่อมโยงฟีเดอร์, และการบูรณาการเครือข่ายพื้นดิน
• สายเชื่อมต่อเครื่องอาหาร:เครื่องนี้เชื่อมต่อดาวเทียมกับสถานีพื้นที่เกตเวย์ ซึ่งเชื่อมต่อกับเครือข่ายแกนหลัก 5G สายเชื่อมต่อฟีเดอร์ทํางานในความถี่ที่สูงกว่า และต้องการสายเชื่อมต่อแบ็คฮอล์ความจุสูง
• สายเชื่อมระหว่างดาวเทียม (ISL):สนับสนุนการสื่อสารตรงระหว่างดาวเทียม, ทําให้ข้อมูลสามารถนําไปในอวกาศโดยไม่ต้องมีส่วนร่วมโดยตรงของสถานีพื้นดิน. ISL เพิ่มความแข็งแกร่งของเครือข่ายและลดความช้าระยะปลายไปปลาย.

5. สถาปัตยกรรมเครือข่าย

• สถานีโลกเกตเวย์:สถานีทางเข้าโลกเป็นจุดเชื่อมต่อระหว่างระบบดาวเทียมและเครือข่ายหลัก 5G มันเชื่อมต่อสายเชื่อมต่อและมีบทบาทสําคัญในการเคลื่อนไหวและต่อเนื่องการประชุม5GC รองรับ NTN: จากมุมมองของโปรโตคอล, เครือข่ายหลัก 5G (5GC) ยังคงไม่เปลี่ยนแปลงมาก. การปรับปรุงเน้นหลัก ๆ: การสนับสนุนความอ่อนเพลียที่ยาวนาน, การจัดการเซลล์ขนาดใหญ่,และการปรับปรุงขั้นตอนการประมวลผลสําหรับโหมดการทํางานเฉยๆ และการเชื่อมต่อ.
• D2D NTN (Direct-to-Device)อุปกรณ์ผู้ใช้งาน (UE) สื่อสารโดยตรงกับดาวเทียม/แพลตฟอร์มความสูงสูง (HAPS) โดยไม่ต้องใช้การเข้าถึงพื้นที่กลาง
• สถาปัตยกรรม NTN-TN แบบไฮบริด:NTN เป็นการเติมเต็มเครือข่ายทางโลกที่ใช้ในการหลบลด, การลดภาระ, หรือการขยายการครอบคลุม
• NTN แบบรีเลย์:ดาวเทียมหรือแพลตฟอร์มความสูงสูง (HAPS) ปฏิบัติหน้าที่เป็นโน้ตรีเล่ย์ระหว่างอุปกรณ์ผู้ใช้ (UE) และเครือข่ายแผ่นดิน