5G-Advanced NTN空天地一体化技术

本书以新版本的3GPP Rel-18协议为主，通过大量图形和表格系统地阐述了NTN技术。本书简要介绍移动通信发展历程，使读者对通信标准有初步的认识；然后介绍NR物理层，包括NR-RAN架构、NR物理层设计要点和NR帧结构，为后续章节的学习奠定基础；详细分析NTN技术原理，为NTN后续的规划、设计、优化、应用和研发提供理论支撑。 本书适合从事NTN移动通信网络规划、设计、优化和维护的工程技术人员参考使用，以及通信设备研发企业和卫星通信研发企业技术人员使用，也可供高等院校移动通信相关专业的师生参考学习。

张建国 正高 级工程师，现任职于华信咨询设计研究院有限公司。从事移动通信规划、设计、优化和技术研究等相关工作，熟悉4G、5G、物联网、车联网、NTN的基本原理及应用。编写行业标准2项，编写著 作5部，公开发表专业论文40篇以上。 邱晓康 正高 级经济师，任华信咨询设计研究院有限公司党委委员、副总经理兼工会主席。从事通信行业26年，熟悉通信咨询、规划、设计、供应链管理等业务领域。 张 芳 高 级工程师，现任职于中国电信股份有限公司浙江分公司。从事移动通信网络规划、工程管理及创新课堂研究工作20余年。主持或参与的项目获得国家优质工程奖、浙江省通信学会科学技术奖一等奖等多个专业类奖项，公开发表专业论文十余篇，作为主要完成人取得多项授权发明专利和软件著 作权。 徐 恩 高 级工程师，PMP，任华信咨询设计研究院有限公司智慧信息研究院副院长。2013年获评全 国优 秀通信设计工作者，主要从事移动通信规划咨询、工程设计的项目管理工作，相关项目多次获得工 信部、中国工程咨询协会、中国通信企业协会的奖项，公开发表专业论文近十篇，编写著 作3部。

第1章　移动通信发展历程 001 1.1　2G的发展历程 002 1.2　3G的发展历程 005 1.3　4G的发展历程 009 1.4　5G的发展历程 012 1.5　6G初步进展 022 1.6　本章小结 023 第2章　NR物理层 025 2.1　NR-RAN架构 026 2.2　NR物理层设计要点 032 2.3　NR帧结构 038 2.3.1　参数集（Numerology） 038 2.3.2　帧、时隙和OFDM符号 039 2.4　NR-NTN物理层设计要点 044 2.5　本章小结 045 第3章　NTN技术概述 047 3.1　NTN技术应用场景、进展和关键技术 048 3.1.1　NTN的应用场景 048 3.1.2　NTN的系统挑战 051 3.1.3　NTN的标准进展 052 3.1.4　NTN的关键技术 053 3.2　NR-NTN系统架构 056 3.2.1　NR-NTN组成与架构 056 3.2.2　基于NTN的NG-RAN架构 061 3.3　NTN部署场景 068 3.3.1　NTN的参考场景 068 3.3.2　NTN的信道特征 070 3.4　NTN对NR规范的潜在影响 072 3.4.1　NTN面临的约束 072 3.4.2　NTN对5G NR规范的潜在影响 074 3.4.3　NTN对5G NR随机接入的影响分析 077 3.4.4　NTN对5G NR解调参考信号的影响分析 079 3.5　Rel-18和面向6G的NTN技术演进 082 3.5.1　3GPP Rel-18 NTN主要关键技术 082 3.5.2　面向6G的NTN技术演进 084 3.6　本章小结 085 第4章　NR-NTN频谱和信道安排 087 4.1　工作频段 088 4.2　信道带宽 089 4.3　信道安排 093 4.3.1　信道间隔 093 4.3.2　信道栅格 093 4.3.3　同步栅格 096 4.4　本章小结 100 第5章　NR-NTN定时关系和随机接入过程 101 5.1　初始小区搜索以及系统消息 102 5.1.1　初始小区搜索过程 102 5.1.2　系统消息 104 5.1.3　NTN-Config 105 5.2　上行定时补偿 107 5.3　定时关系增强 112 5.3.1　上行定时关系增强 112 5.3.2　MAC CE定时关系增强 113 5.4　随机接入过程 114 5.4.1　随机接入过程概述 114 5.4.2　四步随机接入过程 116 5.4.3　两步随机接入过程 118 5.5　定时提前报告 119 5.6　HARQ 120 5.7　本章小结 121 第6章　NR-NTN移动性管理 123 6.1　移动性管理简介 124 6.1.1　NTN和TN联合部署的移动性场景 124 6.1.2　条件切换 125 6.1.3　UE粗略位置信息 128 6.2　连接态的移动性管理 129 6.2.1　NTN内的移动性策略 129 6.2.2　NTN-TN间的移动性策略 135 6.3　连接态的测量管理 136 6.4　空闲态的移动性管理 142 6.4.1　寻呼 142 6.4.2　小区选择和小区重选 144 6.5　Rel-18移动性管理增强 148 6.5.1　无RACH切换 149 6.5.2　具有重新同步的卫星转换 157 6.5.3　NTN-TN移动性管理增强 164 6.5.4　NTN-NTN移动性管理增强 171 6.6　潜在的TN/NTN-NTN间移动性管理增强 172 6.6.1　TN/NTN-NTN DAPS增强 172 6.6.2　TN/NTN-NTN双连接增强 176 6.7　本章小结 179 第7章　NR-NTN验证UE位置 181 7.1　网络验证UE位置的必要性 182 7.2　5G蜂窝网定位原理 184 7.2.1　5G蜂窝网定位系统架构 184 7.2.2　5G蜂窝网定位方法 188 7.2.3　5G蜂窝网定位技术 191 7.2.4　5G蜂窝网定位误差分析 198 7.3　单卫星Multi-RTT定位 200 7.3.1　基本原理 200 7.3.2　镜像位置模糊问题 201 7.4　参考信号 203 7.4.1　PRS 204 7.4.2　SRS 208 7.5　时间差测量 216 7.5.1　UE Rx - Tx时间差（TUE Rx-Tx） 217 7.5.2　gNB Rx-Tx时间差（TgNB Rx-Tx） 221 7.5.3　UE、gNB和LMF之间的信号流 222 7.6　Multi-RTT定位流程 223 7.6.1　NG-RAN/5GC网元之间传递的信息 223 7.6.2　Multi-RTT定位流程的时序 227 7.7　本章小结 228 参考文献 230