【NR-NTN】3GPP Release 18中NR-NTN过程描述

本文参考3GPP规范：

【1】《TS 38.300 V18.4.0 NR; NR and NG-RAN Overall Description; Stage2》

1. 概述

图1展示了一个非地面网络（NTN）的示例，通过NTN载荷和NTN网关为用户设备（UE）提供非地面NR接入。图中描述了连接NTN载荷和UE之间的服务链路，以及连接NTN网关和NTN载荷之间的馈线链路。

图1. NR NTN架构图

NTN载荷透明地转发从UE接收到的无线协议（通过服务链路）到NTN网关（通过馈线链路），反之亦然。NTN载荷支持以下连接特性：

• 一个NTN网关可以服务多个NTN载荷；
• 一个NTN载荷可以由多个NTN网关服务。

注2：在本版本中，NTN载荷在重新通过服务链路或馈线链路转发数据之前，可能会改变载波频率。

对于NTN，除了参考TS 38.300 第8.2节中描述的网络标识外，还适用以下规则：

• 跟踪区域（Tracking Area）对应于固定的地理区域，任何相关映射均在RAN中配置；
• 映射小区ID（Mapped Cell ID）如第5节所述。

NTN可以通过以下三种类型的服务链路部署，以提供覆盖：

1. 地球固定（Earth-fixed）：
   • 由波束提供，始终连续覆盖相同的地理区域（如GSO卫星的情况）。
2. 准地球固定（Quasi-Earth-fixed）：
   • 由波束提供，在某一时间段内覆盖一个地理区域，另一时间段覆盖不同的地理区域（如NGSO卫星生成可控波束的情况）。
3. 地球移动（Earth-moving）：
   • 由波束提供，其覆盖区域在地球表面上滑动（如NGSO卫星生成固定或不可控波束的情况）。

对于NGSO卫星，gNB可以提供准地球固定服务链路或地球移动服务链路；而对于GSO卫星，gNB可以提供地球固定服务链路或准地球固定服务链路。

在本版本中，支持NTN的UE必须具有GNSS功能。

在NTN中，距离指的是欧几里得距离。

本版本中，NTN仅适用于FDD系统。

2 时间与同步

2.1 调度与时序

下行链路（DL）和上行链路（UL）在上行时间同步参考点（RP）处进行帧对齐，偏移量由NTA,offset给定（参见TS 38.213第4.2节）。

为了适应非地面网络（NTNs）中的传播延迟，几个时间关系通过常用时移（Common Timing Advance）和两个偏移量K_offset和K_mac得到了增强：

• 常用时移（Common TA）是配置的时间偏移量，等于RP与NTN载荷之间的往返时间（RTT）。
• K_offset是配置的调度偏移量，必须大于或等于服务链路RTT与常用时移之和。
• K_mac是配置的偏移量（参见TS 38.331），大致等于RP与gNB之间的RTT。

调度偏移量K_offset用于允许UE在接收下行链路和发送上行链路之间有足够的处理时间，详见TS 38.213。

偏移量K_mac用于延迟宏（MAC）控制元素命令在PDSCH上的下行配置应用（见TS 38.213），并在UE-gNB RTT的估计中使用（见TS 38.321）。

当gNB下行链路和上行链路帧时序未对齐时，网络可以提供K_mac。K_mac也用于随机接入程序中，以确定Msg1/MsgA传输后的RAR窗口/MsgB窗口的开始时间（见TS 38.213）。

服务链路RTT、馈线链路RTT、RP、常用时移、K_mac和TTA（参见第2.2节）在图2中进行了说明。

图2. NR NTN定时关系图

网络可以按如下方式配置HARQ（混合自动重传请求）操作：

• 对于下行链路，HARQ反馈可以按照每个HARQ进程启用或禁用（参见TS 38.321 第5.3.2.2节和第5.