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摘 要：为了解决因自然条件不允许或者建网不经济区域的无线信号覆盖，或保障因自然灾害等导致的地面网络中断等应急、救灾场景的通信，以及大众终端直连卫星的问题，业界开始重视 NTN 网络的研究工作。以卫星直连为代表的 NTN 网络兼顾了5G网络的特点，其最大的贡献在于解决了大众终端直连卫星的问题，而不需要专门的终端。重点研究了NTN网络的应用场景、关键技术等，同时对NTN网络的发展进行展望。
关键词：NTN；应用场景；关键技术；卫星直连
doi：10.12045/j.issn.1007-3043.2024.12.007
概述
非地面网络（Non Terrestrial Network，NTN）是与传统地面网络相对的网络的总称，典型的代表就是卫星通信平台和无人驾驶航空系统（Uncrewed Aerial System，UAS）。
3GPP 在聚焦 5G 地面移动技术的同时，也考虑将5G 地面移动技术和卫星通信系统融合，开展 NTN 标准化研究工作，把卫星通信纳入 5G 网络解决 5G 空口支持NTN的关键问题。R15版本的3GPP TS 22.261将卫星作为 5G 接入技术的一个分支，探讨了卫星在 5G系统的应用，要求 5G 系统能够使用卫星接入提供服务。它还规定，5G系统应支持同一运营商或运营商之间达成协议让其所拥有的陆上 5G 接入和卫星接入网络之间的服务具有连续性。
3GPP 在 R15 标准中定义了 NTN 网络的部署场景和信道模型，评估了卫星接入网协议和架构，并在SA2中定义了卫星接入5G网络的3类用例，分别是连续服务、泛在服务和扩展服务。在R16阶段，3GPP从终端、无线和核心网等多方面开展了系统性的技术研究和讨论。在终端方面，对基于S/Ka频段的卫星通信手机功率、能耗的影响等方面进行了研究；在无线接入方面，对不同场景的信道模型、多普勒频移、传输时延等进行了评估，研究 NR 支持非地面网络的解决方案。3GPP 在 R17 版本发布了 5G NTN 第 1 个标准规范，制定基于新空口技术的终端与卫星直接通信技术，重点研究在透明转发网络架构下的终端直连技术；根据卫星通信传输距离远、相对移动速度快、覆盖半径大等特性带来的传播时延大、多普勒频移大、信号衰减大等问题，设计出了空口增强协议。在 R18 阶段，3GPP进一步对NTN增强技术进行研究，包括移动性和服务连续性增强、覆盖增强、UPF上星等。基站与核心网上天的星上处理、跳波束等技术将在R19中进一步研究。
3GPP 对于 NTN 技术标准化的进展及计划如表 1所示。在 R15 和 R16 阶段，5G NTN 还处于研究阶段；从 R17 开始，5G 通过 NTN 的接入技术已开始了标准化，并将在后续版本不断向前推进。
基于以上背景，本文将对基于 3GPP 的非地面网络解决方案展开研究。
