5G NTN（非地面网络）技术详解：架构、标准与应用

摘要

5G NTN（Non-Terrestrial Network，非地面网络）作为 3GPP R17 标准的关键创新，通过整合卫星通信与地面 5G 网络，实现了全球无缝覆盖与泛在连接。本文深入解析 NTN 的技术架构、核心标准及典型应用场景，探讨其在 6G 空天地一体化网络中的演进方向。

一、NTN 技术概述

1.1 定义与架构

NTN 是基于 3GPP R17 标准的新型通信技术，通过卫星或高空平台站（HAPS）作为中继节点，将 5G 网络扩展至地面基础设施难以覆盖的区域。其核心架构包括：

• 空间段：低轨（LEO）、中轨（MEO）、地球同步轨道（GEO）卫星或 HAPS
• 地面段：卫星网关、5G 核心网（5GC）及地面基站（gNB）
• 用户段：支持 NTN 的 UE（如智能手机、物联网终端）

1.2 技术定位

NTN 并非替代地面 5G 网络，而是作为其补充：

• 广域覆盖：为海洋、沙漠、山区等偏远区域提供通信服务
• 应急通信：在自然灾害或地面网络故障时提供备份连接
• 垂直行业：支持航空、航海、极地科考等特殊场景

二、NTN 关键技术特性

2.1 物理层优化

针对卫星通信的长时延、高损耗特性，NTN 在物理层进行