Неземные сети (NTN) — это системы сетей связи, которые бесшовно соединяют устройства IoT и мобильные устройства на суше, на море и в небе. 3GPP определил основные технические характеристики NTN в Release 17. Улучшения спецификации NTN продолжаются даже после Release 18. Они включают предложение добавить Ka-диапазон за пределами диапазона частот 17 ГГц к сервисному каналу между устройствами IoT и спутниками. По мере развития NTN пользователи смогут использовать стабильные услуги связи в любой точке мира, не зная, подключены ли они к наземной базовой станции или спутнику.

Варианты использования NTN

NTN, использующая наземные базовые станции и спутники, предоставляет услуги связи в любом месте, например, в горных районах и на море. Существует два типа стандартов. Один из них — NTN NB-IoT, другой — NTN NR. Широкая зона покрытия спутников может обеспечить стабильную среду мобильной связи для высокоскоростных поездов и воздушных транспортных средств. В результате спектр вариантов использования мобильной связи увеличивается, как описано ниже.
 
NTN NB-IoT работает на основе стандарта NB-IoT, используемого в 4G. Благодаря низкому энергопотреблению и низкой скорости передачи данных он подходит для следующих вариантов использования:

• Отправка и прием экстренных вызовов и других коротких сообщений в качестве резервного канала связи в случае, если наземная инфраструктура связи станет непригодной для использования.

• Передача и получение данных в режиме реального времени из удаленных мест в сельском хозяйстве, строительстве, лесном хозяйстве, судоходстве и других отраслях.

 
NTN NR основан на 5G и поддерживает более высокую скорость передачи данных, такую ​​как голосовые и видеозвонки, а также потоковую передачу мультимедиа. Он используется в следующих случаях:

• Связь для дистанционного управления тяжелой техникой и автономного вождения транспортных средств.

• Обеспечение бесперебойного покрытия на суше, на море и в небе путем дополнения зон покрытия наземных базовых станций.

Проблемы разработки устройств NTN

Задача 1: Задержка и сдвиг частоты

 

Спутники связи, такие как спутники на геостационарной околоземной орбите (GEO), геосинхронной орбите (GSO), средней околоземной орбите (MEO) и низкой околоземной орбите (LEO), вызывают задержки между спутником и устройствами из-за их расстояния от земли. Например, задержки на GEO и GSO составляют от 240 до 280 миллисекунд, в то время как задержки на LEO составляют от 6 до 30 миллисекунд. Кроме того, для спутников, не являющихся геостационарными, движение спутника вызывает доплеровский сдвиг частоты радиосигнала. Поэтому устройства Интернета вещей с поддержкой NTN и мобильные устройства должны компенсировать задержку и доплеровский сдвиг в соответствии со стандартом 3GPP.

Задача 2: Повторный выбор и роуминг

 

В наземных сетях (TN) устройства IoT и мобильные устройства переключают свои зарегистрированные базовые станции, отслеживая разницу в силе сигнала между соседними базовыми станциями. Этот процесс называется повторным выбором, который определяется 3GPP. Повторный выбор для NTN также применяется к переключению с TN на NTN. Кроме того, повторный выбор проводится при отслеживании точного местоположения спутников и устройств. Это приводит к более сложной операции, чем повторный выбор TN. Кроме того, спутниковая связь, которая легко пересекает границы, вызывает роуминг с разными операторами, например, переключение между оператором TN и оператором NTN. Поэтому при разработке устройств IoT и мобильных устройств с поддержкой NTN инженерам необходимо гарантировать, что поведение роуминга соответствует стандарту 3GPP, чтобы обеспечить бесшовное переключение между операторами.

Решения для тестирования устройств NTN

Тестовое решение NTN NB-IoT от Anritsu обеспечивает среду моделирования и оценки качества для разработки устройств NTN. Это позволяет проводить валидацию устройств NTN без необходимости подключения к реальному спутнику.

• Тестирование RF TRx
  Для достижения стабильной связи в NTN производительность RF TRx устройств IoT и мобильных устройств становится все более важной. Анализатор радиосвязи Anritsu MT8821C обеспечивает среду тестирования RF TRx, соответствующую 3GPP, с простотой использования и гибкими настройками параметров.

 

• Тестирование протокола
  Оценка реализации протокола в чипсетах/модулях требует воспроизведения среды соединения со спутниками, включая повторный выбор и роуминг. Тестер сигнализации Anritsu MD8430A поддерживает быстрое создание и оценку тестовых случаев, что позволяет эффективно разрабатывать и проверять протоколы.

 

• Тестирование на соответствие
  Тестирование на соответствие новейшим стандартам 3GPP необходимо для обеспечения качества устройств IoT с поддержкой NTN и мобильных устройств. Новая система тестирования на соответствие радиочастотным стандартам ME7873NR и платформа тестирования мобильных устройств 5G NR ME7834NR от Anritsu обеспечивают своевременные тестовые случаи, соответствующие стандартам 3GPP, которые полностью соответствуют вашим ожиданиям, ускоряя выход ваших продуктов на рынок.