【NTN 卫星通信】NTN与地面NR系统定时(TA)差异

引言

NTN系统,由于卫星引入的时延,需要有特定的定时机制。

NTN时延分析

地面移动通信系统的传播延迟通常小于1ms。相比之下,NTN中的传播延迟要长得多,范围从几毫秒到数百毫秒,具体取决于卫星或机载平台的高度。处理如此长的传播延迟需要对NR从物理层到更高层的许多时序方面进行修改,包括定时提前(TA)机制。
在NTN系统中,UE需要应用较大的TA值,从而导致其DL和UL帧定时的较大偏移。如图1所示,终端使用大TA, gNB的DL和UL帧时间对齐。
【NTN 卫星通信】NTN与地面NR系统定时(TA)差异_第1张图片图1 NTN中的大TA会导致UE的DL和UL帧定时的大偏移示例1

另一种解决方案不需要gNB的DL和UL帧之间的对齐,如图2所示,其中UE应用UE特定的差分TA,并且gNB的DL和UL帧定时存在公共TA偏移。但是,对于图62所示的解决方案,需要在网络端管理该场景的相应调度定时,从而增加了额外的复杂度。需要增强各种NR物理层定时关系,以应对UE的DL和UL帧定时的大偏移。
【NTN 卫星通信】NTN与地面NR系统定时(TA)差异_第2张图片
图2 NTN中的大TA会导致UE的DL和UL帧定时的大偏移示例2

对应的一些协议需要变更的点

1、上行调度从接收DCI0到传输PUSCH的时间
2、收到RAR grant 到传输 PUSCH的时间
3、终端收到PDSCH到反馈对应ACK的时间
4、CSI测量的时间、SRS发送的时间等等
5、为了满足调度需求,需要增加HARQ进程数,原NR的16个HARQ进程不够。

当前协议给的一种可能的解决方式是Koffset的引入,在原定时的基础上引入一个额外的Koffset偏置来适应NTN场景的时延。
Koffset的配置可能是通过系统消息广播的方式,也可能是通过信令配置的方式,具体待标准确定。更加可能的方式是小区级的系统消息广播。

参考文献

TR 38.821
TR 38.213
TR 38.214

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