Специальный выпуск "Спутниковая связь и вещание"-2024

руют в режиме “двойное соедине- ние” (dual-connectivity). В сетях 5G существует два типа узлов базовых станций радиосвязи – gNodeB и ng-eNB. Оба этих узла позволяют мобильному телефону подключаться к базовой сети 5G (5GCN). Узел связи/базовая станция gNB дают возможность телефонам или устрой- ствам 5G подключаться к базовой сети 5G с помощью радиоинтер- фейса 5G, тогда как ng-eNB позво- ляет устройствам 4G LTE подклю- чаться к базовой сети 5G с помощью радиоинтерфейса 4G. Достоинством NTN-сетей является способность обеспечить большие зоны обслужи- вания в регионах, в которых нет те- лекоммуникационной инфраструк- туры и где создание такой наземной структуры крайне дорого, например в горных районах, районах Край- него Севера, а также для связи с морскими и речными судами, само- летами, с железнодорожным транс- портом и т.п. Развертывание 5G NTN планиру- ется с использованием двух техно- логий, а именно: l технологии NR-NTN, которую можно рассматривать как усовер- шенствованную мобильную широ- кополосную связь (eMBB), обес- печивающую подключение або- нентов на основе спутников-ре- трансляторов; l технологии IoT-NTN, которая будет являться расширением тех- нологий IoT, таких как NB-IoT, LTE-M или 5G RedCap (также из- вестной как 5G NR-Light) в сце- нариях спутникового подключе- ния. А рхитектуры NTN В сети радиодоступа следующего поколения NG-RAN добавятся новые интерфейсы и протоколы для поддержки традиционных и новых сервисов. Возможны две архитек- туры NG-RAN на базе спутников- ретрансляторов: ретрансляция сиг- налов без обработки на борту и с ис- пользованием схемы с обработкой сигналов на борту. В последнем случае платформа NTN может реа- лизовать частичную или полную функциональность базовых станций gNB сети мобильной связи 5-го по- коления в зависимости от того, рас- сматривается ли функциональное разделение gNB на центральный и распределенный блоки. При использовании спутников-ре- трансляторов без обработки на борту платформа NTN ретрансли- рует сигнал NR от шлюза NTN к терминалу NTN и наоборот. Спут- никовый радиоинтерфейс (SRI) на фидерной линии такой же, как ра- диоинтерфейс на абонентской линии (то есть NR-Uu). Шлюз NTN может пересылать сигнал NR интерфейса NR-Uu на gNB. Один или не- сколько спутников-ретрансляторов без обработки на борту могут быть связаны с одним и тем же наземным узлом gNB. При использовании спутников-ре- трансляторов с обработкой на борту платформа NTN имеет встроенные возможности обработки для генера- ции/приема сигнала NR на терми- нал NTN (или от терминала NTN). Интерфейс NR-Uu находится в або- нентском канале между терминалом NTN и платформой NTN. Радио- интерфейсом между платформой NTN и базовой сетью 5G (5GC) яв- ляется NG, который связывается через интерфейс SRI между плат- формой NTN и NTN-gateway. Как указано в описании архитек- туры NG-RAN [4, 5], gNB состоит из центрального блока gNB (gNB-CU) и одного или нескольких распределенных блоков gNB (gNB-DU). В этом случае также возможно использование ретрансля- торов как с обработкой сигналов на борту, так и без нее. На рис. 2а) и 2б) показана архитектура с ис- пользованием спутников-ретрансля- торов с обработкой сигналов на борту, которые в этом случае яв- ляются полноценными узлами gNB. Основная роль в проектах NTN отво- дится спутниковым сетям, в частно- сти низкоорбитальным [4, 5, 6, 10, 11]. Но это требует создания отдель- ного типа наземных терминалов. А рхитектура с использованием HAPS При отсутствии спутниковой инфра- структуры, например на территории Крайнего Севера, узел gNB рацио- нально разместить на высотной аэроплатформе HAPS [6, 7, 12, 13, 15, 16]. В этом случае архитектура, приведенная на рис. 2, трансформи- руется в архитектуру, показанную на рис. 3. Этот вариант размещения узла для небольших территорий/ре- гионов имеет существенные преиму- щества как по задержке передачи информации, так и в том, что в этом случае возможно использование в качестве наземного пользователь- ского терминала обычного смарт- фона 4G. Немаловажно также, что даже если регион обслуживает низ- коорбитальная спутниковая сеть, то в случае ее перегрузки часть ее се- тевого трафика рационально напра- вить через наземную сеть, исполь- зуя в качестве шлюза в наземную сеть узел gNB, размещенный на HAPS. Причем при размещении узла на HAPS мы получим выиг- рыш в пропускной способности сети просто из-за того, что уменьшаем длину радиолиний связи “терми- нал – узел связи gNB” примерно в 100–200 раз по сравнению c длиной радиолинии через низкоорбиталь- ную сеть связи, что обеспечивает 71 2024 СПУТНИКОВАЯ СВЯЗЬ И ВЕЩАНИЕ А рхитектура NTN с использованием спутников-ретрансляторов с обработкой сигналов на борту Рис. 2 а) б)