非地面网络 (NTNs)
通过卫星通信扩大覆盖范围
非地面网络（NTN）是一种无缝连接陆地、海上和空中的物联网设备和移动设备的通信网络系统。3GPP在第17版中定义了NTN的基本技术规范。 即使在版本18之后，NTN规范的增强仍在进行中。其中包括一项提议，将17GHz频段以外的Ka波段添加到物联网设备和卫星之间的服务链路中。
随着NTN的不断发展，用户将能够在世界任何地方使用稳定的通信服务，而无需知道他们连接的是地面基站还是卫星。
NTN 应用案例
NTN 使用地面基站和卫星向任何地点（例如山区和海上）提供通信服务。 标准有两种类型。 一个是NTN NB-IoT，另一个是NTN NR。 卫星的广泛覆盖能力可以为高速列车和空中飞行器提供稳定的移动通信环境。 因此，移动通信的使用范围将会增加，如下所述。
NTN NB-IoT 基于 4G 使用的 NB-IoT 标准运行。 由于其低功耗和低数据速率，它适用于以下用例：
- 当地面通信基础设施无法使用时，发送和接收紧急呼叫和其他短信作为紧急备用链路。
- 从农业、建筑、林业、航运和其他行业的远程位置传输和接收非实时数据。
NTN NR 基于 5G，支持语音和视频通话以及媒体流等更高数据速率的通信。 它用于以下用例：
- 用于重型机械远程控制和车辆自动驾驶的通信。
- 通过补充地面基站的覆盖范围，提供陆、海、空的无缝覆盖。
NTN 设备开发面临的挑战
挑战 1：延迟和频移
通信卫星，例如地球静止轨道 (GEO)、地球同步轨道 (GSO)、中地球轨道 (MEO) 和低地球轨道 (LEO) 卫星，由于与地面距离较远，会导致卫星与设备之间出现延迟。 例如，GEO 和 GSO 延迟范围为 240 到 280 毫秒，而 LEO 延迟范围为 6 到 30 毫秒。 此外，对于非地球静止轨道卫星，卫星运动会导致无线电信号频率发生多普勒频移。 因此，支持NTN的物联网设备和移动设备必须根据3GPP标准补偿延迟和多普勒频移。
挑战2：重选和漫游
在地面网络（TN）中，物联网设备和移动设备通过监控相邻基站之间的信号强度差异来切换其注册基站。 这个过程叫做重选，是由3GPP定义的。 NTN 的重新选择也适用于从 TN 切换到 NTN。 此外，重新选择是在监控卫星和设备的精确位置的同时进行的。 这导致操作比 TN 重选更为复杂。 此外，卫星通信容易跨越国界，造成与不同运营商的漫游，比如在TN运营商和NTN运营商之间切换。 因此，在开发支持NTN的物联网设备和移动设备时，工程师需要确保漫游行为符合3GPP标准，以实现运营商之间的无缝切换。
NTN 设备测试解决方案
安立公司的NTN测试解决方案为物联网设备和移动设备开发提供了仿真和质量评估环境。 这使得 NTN 设备无需连接到实际卫星即可进行验证。
- 射频 TRx 测试
安立公司推出基于无线通信测试平台MT8000A的NTN NR测试解决方案，以及采用无线通信分析仪MT8821C的NTN NB-IoT测试解决方案。这两款产品均提供符合3GPP标准的测试环境，其操作简便且参数设置灵活，可显著提升射频收发信机（RF TRx）的测试效率。
- 协议测试
安立公司的芯片组协议测试解决方案支持非地面网络新空口（NTN NR）测试（通过无线通信测试平台MT8000A）及非地面网络窄带物联网(NTN NB-IoT)测试（通过信令测试仪MD8430A）。两款产品均支持快速创建和评估测试用例，从而实现高效的协议开发和验证。
- 一致性测试
安立公司提供的测试解决方案适用于支持NTN的芯片组和设备的一致性测试，包括5G NR 射频一致性测试系统 ME7873NR和5G NR移动设备测试平台ME7834NR。其中，ME7873NR用于NTN NB-IoT和NTN NR的射频一致性测试，ME7834NR用于NTN NB-IoT的协议一致性测试。
相关资料
白皮书:
Next-Generation Technologies for Non-Terrestrial Network (NTN) Implementation
本文介绍了预计将用于NTN的先进技术，包括使用AI的网络优化、卫星间光通信和量子卫星网络。
白皮书:
Introduction to Non-Terrestrial Networks
本白皮书介绍了NTN的基本原理和问题，
NTN是一种无缝连接地面通信基站无法服务的移动终端的通信网络系统。
