5G(NTN)通信给切换带来的挑战 .pdfVIP

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。

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。