Ι. NTN Πρόσβαση:Το κανάλι τυχαίας πρόσβασης (RACH) είναι μια θεμελιώδηςαρχική σύνδεση, συγχρονισμός uplink και έγκριση προγραμματισμούΑν και πρόκειται για μια ώριμη και καλά κατανοητή διαδικασία στα παραδοσιακά επίγεια δίκτυα ραδιοεπίπεδης πρόσβασης (RAN),Η υλοποίηση του σε μη-γήινα δίκτυα (NTN) παρουσιάζει μια σειρά μοναδικών και πιο πολύπλοκων τεχνικών προκλήσεων.
Στα επίγεια RAN, τα σήματα ραδιοσυχνοτήτων συνήθως διαδίδονται σε μικρές και προβλέψιμες αποστάσεις και το περιβάλλον διάδοσης είναι σχετικά σταθερό.σε δίκτυα NTN που περιλαμβάνουν χαμηλή τροχιά της Γης (LEO), μεσαίας τροχιάς (MEO) και γεωστασιακής τροχιάς (GEO), τα σήματα ραδιοσυχνοτήτων επηρεάζονται απόεξαιρετικά μεγάλες αποστάσεις διάδοσης, ταχεία κίνηση δορυφόρου, δυναμικές περιοχές κάλυψης και χρονικά μεταβαλλόμενες συνθήκες καναλιούΌλοι αυτοί οι παράγοντες επηρεάζουν σημαντικά τον χρόνο, τη συχνότητα και την αξιοπιστία του καναλιού στις οποίες βασίζονται οι παραδοσιακές διαδικασίες RACH.
ΙΙ. NTN Χαρακτηριστικά: Λόγω των εξαιρετικά μεγάλων αποστάσεων μετάδοσης, της ταχείας κίνησης των δορυφόρων και των χρονικά μεταβαλλόμενων συνθηκών κάλυψης και καναλιών, το NTN παρουσιάζει μοναδικά κρίσιμα μειονεκτήματα (π.χ. μεγάλη καθυστέρηση διάδοσης,μακρύς χρόνος επιστροφής, μετατόπιση Doppler, κινητικότητα δέσμης και μεγάλο τομέα διαμάχης) που προκαλούν σοβαρά και επηρεάζουν τη συμπεριφορά και την απόδοση του τυχαίου καναλιού πρόσβασης (RACH) του τερματικού.Οι δορυφόροι υπόκεινται σε αυστηρούς περιορισμούς όσον αφορά τη διαθεσιμότητα φάσματος και τον προϋπολογισμό ισχύος., καθιστώντας ιδιαίτερα σημαντικούς τους αποτελεσματικούς και ισχυρούς μηχανισμούς τυχαίας πρόσβασης.
III. Επιπτώσεις και λύσεις:Για να ξεπεραστούν οι δυσκολίες που παρουσιάζει το NTN για την πρόσβαση στα τερματικά, το 3GPP έχει αντιμετωπίσει ορισμένα ζητήματα στις προδιαγραφές του, αλλά οι ακόλουθες πτυχές απαιτούν προσοχή:
Επιπτώσεις:Στα δίκτυα NTN, λόγω των μεγάλων επιφανειών κυττάρων, της κίνησης δορυφόρου και των διαφόρων αποστάσεων μεταξύ της ΕΕ και του δορυφόρου, η εκ των προτέρων εκτίμηση χρόνου είναι πολύ πιο περίπλοκη από ό, τι στα επίγεια συστήματα.Λάθος εκτίμηση TA μπορεί να προκαλέσει μεταδόσεις uplink να πέσουν έξω από το παράθυρο λήψης του δορυφόρου, με αποτέλεσμα συγκρούσεις ή πλήρη αποτυχία της λήψης.
Λύση:Απαιτούνται προηγμένες τεχνικές εκτίμησης TA, όπως η χρήση δεδομένων από δορυφορικές εφημερίδες, υποστήριξη GNSS ή προβλεπτικοί αλγόριθμοι,για τη δυναμική προσαρμογή της ευθυγράμμισης χρονοδιαγράμματος UE και τη διατήρηση του συγχρονισμού ανοδικής σύνδεσης.
Επιπτώσεις:Η σχετική κίνηση μεταξύ του δορυφόρου και της ΕΕ εισάγει σημαντικές μετατοπίσεις Doppler, ειδικά σε συστήματα χαμηλής τροχιάς της Γης (LEO).βλάβη του συγχρονισμού συχνότητας, και αυξάνουν την πιθανότητα αποτυχίας των προσπαθειών RACH.
Λύση:Απαιτούνται ισχυροί μηχανισμοί προ-αποζημίωσης Doppler και παρακολούθησης συχνότητας τόσο στην πλευρά της ΕΕ όσο και στο δίκτυο για τη διατήρηση αξιόπιστης απόδοσης του RACH υπό συνθήκες υψηλής κινητικότητας.
Επιπτώσεις: Οι συνδέσεις NTN υπόκεινται σε ατμοσφαιρική εξασθένιση, σκιά, σπινθηρία και απώλεια πορείας μεγάλων αποστάσεων.Αυτοί οι παράγοντες αυξάνουν το ποσοστό σφάλματος μπλοκ και ενδέχεται να επηρεάσουν την ικανότητα της ΕΕ να λαμβάνει σωστά μηνύματα RAR μετά την επιτυχή μετάδοση του προοίμου.
Λύση:Η προσαρμοστική διαμόρφωση και κωδικοποίηση, ο έλεγχος ισχύος και ο ισχυρός σχεδιασμός της φυσικής στρώσης είναι απαραίτητοι για τη διατήρηση αξιόπιστης ανίχνευσης και επεξεργασίας RACH υπό διάφορες συνθήκες καναλιού.
Επιπτώσεις: Οι δορυφορικές ακτίνες καλύπτουν συνήθως πολύ μεγάλες γεωγραφικές περιοχές, με δυνατότητα να εξυπηρετούν χιλιάδες ΕΕ ταυτόχρονα.Αυτό αυξάνει σημαντικά το επίπεδο της διαμάχης RACH και την πιθανότητα συγκρούσεων, ιδίως σε σενάρια πρόσβασης μεγάλης κλίμακας.
Λύση:Απαιτούνται αποτελεσματικός διαχωρισμός πόρων RACH, έλεγχος πρόσβασης με γνώμονα το φορτίο και ευφυείς μηχανισμοί διαχείρισης διαφορών για την κλιμάκωση των επιδόσεων τυχαίας πρόσβασης.
Επιπτώσεις:Η μεγάλη φυσική απόσταση μεταξύ της ΕΕ και του δορυφόρου εισάγει σημαντική καθυστέρηση μονομερούς διάδοσης και μεγαλύτερη RTT.ο χρόνος επιστροφής (RTT) για δορυφορική σύνδεση σε γεωστασιανή τροχιά (GEO) μπορεί να φθάσει τις εκατοντάδες χιλιοστά του δευτερολέπτουΟι καθυστερήσεις αυτές επηρεάζουν άμεσα το χρονοδιάγραμμα ανταλλαγής μηνυμάτων Random Access Response (RAR), οδηγώντας ενδεχομένως σε πρόωρα timeouts, αυξημένα ποσοστά αποτυχίας πρόσβασης,και παρατεταμένες καθυστερήσεις πρόσβασης.
Λύση:Οι χρονοδιακόπτες που σχετίζονται με το RACH, όπως το παράθυρο ανταπόκρισης τυχαίας πρόσβασης (RAR) και οι χρονοδιακόπτες ανάλυσης συγκρούσεων, πρέπει να σχεδιάζονται με βάση τις ειδικές για το NTN τιμές RTT.Η ρύθμιση του χρονόμετρου με γνώση NTN είναι ζωτικής σημασίας για την αποτροπή περιττών επαναμεταδόσεων και αποτυχιών πρόσβασης.
Επιπτώσεις: Ένας μεγάλος αριθμός εξοπλισμού χρήστη (ΕΕ) που αγωνίζεται για έναν περιορισμένο αριθμό προοίμων του RACH αυξάνει την πιθανότητα συγκρούσεων προοίμων, μειώνοντας έτσι την αποτελεσματικότητα πρόσβασης και αυξάνοντας την καθυστέρηση.
Λύση:Τα προηγμένα συστήματα επίλυσης συγκρούσεων, η δυναμική κατανομή του προοίμου και οι βελτιστοποιημένες με το NTN τεχνικές αποκλεισμού πρόσβασης είναι βασικές για τη μείωση της πιθανότητας σύγκρουσης.
Επιπτώσεις:Ο αρχικός συγχρονισμός στο NTN περιπλέκεται από μεγάλες αβεβαιότητες χρονολογίας και μετατοπίσεις συχνότητας.Η αποτυχία να επιτευχθεί ακριβής συγχρονισμός μπορεί να εμποδίσει τον εξοπλισμό χρήστη (UE) από την έναρξη της διαδικασίας Τύπου Τυχαίας Πρόσβασης (RACH) εντελώς..
Λύσεις:Για την επιτυχή τυχαία πρόσβαση απαιτούνται βελτιωμένες τεχνικές συγχρονισμού, που συνδυάζουν ακριβή απόκτηση χρόνου, αντιστάθμιση Doppler και επίγνωση της θέσης του δορυφόρου.
Επιπτώσεις:Οι ΕΕ στο NTN παρουσιάζουν σημαντικές διαφορές στην απώλεια πορείας ανάλογα με τη θέση τους σε σχέση με τη δορυφορική δέσμη.Ενώ η υπερβολική ισχύς μπορεί να προκαλέσει παρεμβολές μεταξύ της ΕΕ.
Λύση:Οι προσαρμοστικοί μηχανισμοί ελέγχου ισχύος και οι μηχανισμοί ελέγχου ισχύος που λαμβάνουν υπόψη την τοποθεσία είναι κρίσιμοι για την εξισορρόπηση της αξιοπιστίας ανίχνευσης και της διαχείρισης παρεμβολών.
Επιπτώσεις:Τα συστήματα NTN βασίζονται σε μεγάλο βαθμό σε αρχιτεκτονικές πολλαπλών δέσμων.Λύση:Οι αποτελεσματικοί μηχανισμοί ανίχνευσης δέσμης, παρακολούθησης δέσμης και απρόσκοπτης εναλλαγής δέσμης είναι ουσιώδεις για τη διασφάλιση αξιόπιστης εκτέλεσης RACH σε συστήματα NTN βασισμένα σε δέσμη.
