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5G(NTN)通信给切换带来的挑战

 和老康一起学5G 2023-01-16 发布于陕西

非地面网络的卫星通信(NTN)网络旨在满足5G(NR)无缝覆盖和业务无处不在的要求。地球低轨道(LEO)卫星(通信)对5G(NR)无线资源管理程序提出了具有挑战性的移动性要求。欢迎参阅以下5G(NTN)文章:

5G(NTN)网络特点地球低轨道(LEO)卫星的速度可以达到7.5Km/S左右;这对于地球上运动物体的速度来说,这绝对不是一个可以忽略不计的数字。在条件切换(CHO)的经典用例中,切换性能标准是根据目标小区和源的无线条件(例如接收信号的强度或其质量)进行评估的。然而对于NTN需要建立新的条件来考虑卫星的位置以及临时覆盖范围(每5到6秒测试一次基于LEO的NTN的HO)。

依赖小区内部分布接收到的信号的质量/强度可能不够,因为在小区中心和小区边缘测得的信号方差可能太小,终端(UE)无法了解小区的信号强度或质量下降,覆盖范围将很快结束。因此我们决定为NTN建立两个额外的切换执行要求。

5G(NTN)网络为切换带来的挑战通过卫星提供的蜂窝无线(NTN)通信开辟了全球范围的覆盖,即使在以前没有移动电话通信的地区都可以享受移动通信服务。但在卫星支持的移动通信中需要解决最困难的问题其中之一就是需要考虑其场景中的移动(切换)性能,这是对NTN网络的一个挑战,特别是对于在600至1200公里高度运行的低地球轨道(LEO)卫星而言。

利用这个轨道上的卫星进行通信,其间将会出现巨大的传播延迟;因此会造成切换(HO)不能按时执行。此外LEO卫星的连续移动也会导致终端(UE)和基站(gNB)都在相互移动,这与基站位置固定的地面网络(TN)形成鲜明对比。但这是地球上的覆盖范围会随着卫星移动而变化的根本原因。

图1.卫星支持的移动通信网与地面移动通信网示意图

基于条件切换(CHO)的切换优化策略,以增强基于LEO的NTN中的服务连续性。首先设计了一个与链路服务时间和服务能力相关的激励函数,用于修改候选目标卫星(基站)的监测条件,提出最优目标选择算法以获得每个CHO的最大奖励;然后构建服务连续性性能图(SCG)模型以预测服务持续时间中不同的潜在CHO组合。在SCG的基础上为每个接入用户预测计算出支持优质稳定数据业务的HO序列。仿真结果表明所提出的HO优化方案可以明显降低不同NTN条件下的切换率并且可以更好地增强NTN服务连续性。

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