5जी एनटीएन (नॉन-टेर्रेस्ट्रियल नेटवर्क) प्रौद्योगिकी शब्दावली

3जीपीपी द्वारा अपने मानकीकरण रोडमैप में पेश किए गए एनटीएन (नॉन-टेर्रेस्ट्रियल नेटवर्क) का उद्देश्य उपग्रहों और हवाई प्लेटफार्मों के माध्यम से पूर्ण 5जी कवरेज और कनेक्टिविटी प्राप्त करना है।प्रमुख शब्दावली में शामिल हैं:

1. NTN परिभाषा:यह 3GPP द्वारा अनुमोदित एक वायरलेस नेटवर्क तकनीक है, जहां एक्सेस नोड्स पर तैनात हैंअंतरिक्ष आधारितयावायु आधारित प्लेटफार्मउपग्रहों या उच्च ऊंचाई प्लेटफार्म स्टेशनों (HAPS) के रूप में, जमीन के बुनियादी ढांचे से जुड़े होने के बजाय।NTN नेटवर्क का उपयोग आमतौर पर उन क्षेत्रों में कवरेज का विस्तार करने के लिए किया जाता है जहां ग्राउंड नेटवर्क की तैनाती व्यावहारिक या आर्थिक रूप से असंभव है3GPP के दृष्टिकोण से, NTN एक स्वतंत्र प्रौद्योगिकी नहीं है, बल्कि 5G (NR) का एक विस्तार है। NTN NR प्रोटोकॉल, पैरामीटर,और प्रक्रियाओं के रूप में संभव के रूप में लंबे प्रजनन देरी का समर्थन करने के लिए, उच्च डोपलर शिफ्ट, बड़े सेल आकार, और मंच गतिशीलता।

2एनटीएन प्लेटफार्म:यह उपग्रह की कक्षाओं का सबसे बुनियादी वर्गीकरण है, जो विलंबता, कवरेज और गतिशीलता को सीधे प्रभावित करता है; विशेष रूप से निम्न सहितः

• जीईओ (भूस्थिर कक्षा):जीईओ उपग्रह लगभग 35,786 किलोमीटर की ऊंचाई पर स्थित हैं और पृथ्वी के सापेक्ष स्थिर हैं।जीईओ (जियोसिंक्रोनस ऑर्बिट) उपग्रहों में व्यापक कवरेज है, लेकिन उच्च रिंग-ट्रिप देरी है, जिससे वे विलंबता-संवेदनशील सेवाओं के लिए अनुपयुक्त हो जाते हैं।
• एमईओ (मध्यम पृथ्वी कक्षा):एमईओ उपग्रह 2,000 से 20,000 किलोमीटर के बीच की ऊंचाई पर काम करते हैं, कवरेज और विलंबता के बीच संतुलन प्राप्त करते हैं; इस पर विशेष रूप से वर्तमान 3GPP NTN विनिर्देशों में जोर दिया गया है।
• LEO (कम पृथ्वी की कक्षा):LEO उपग्रह 300 और 2,000 किलोमीटर के बीच की ऊंचाई पर काम करते हैं। वे कम विलंबता और उच्च थ्रूपुट प्रदान करते हैं, लेकिन पृथ्वी के सापेक्ष बहुत तेजी से चलते हैं,जो अक्सर उपग्रहों के बीच हस्तांतरण और महत्वपूर्ण डोपलर प्रभाव का कारण बनता है.
• वीएलईओ (बहुत कम पृथ्वी की कक्षा):वीएलईओ प्रयोगात्मक उपग्रहों को संदर्भित करता है जिन्हें 300 किलोमीटर से कम ऊंचाई पर संचालित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।
• एचएपीएस (उच्च ऊंचाई वाले प्लेटफार्म स्टेशन):एचएपीएस आमतौर पर 20 से 50 किलोमीटर के बीच की ऊंचाई पर काम करता है। एचएपीएस प्लेटफार्मों में शामिल हैंः सौर-संचालित ड्रोन, गुब्बारे और वायुयान।उच्च ऊंचाई प्लेटफार्म प्रणाली (HAPS) NR बेस स्टेशन के रूप में कार्य कर सकती है, रिले, या कवरेज बढ़ाने वाले, और उपग्रहों की तुलना में, उनके पास अर्ध-स्थिर विशेषताएं और काफी कम विलंबता है।

3.वायरलेस एक्सेस (समायोजन)

• एनटीएन जीएनबीःयह एक 5G (NR) बेस स्टेशन है जिसे विशेष रूप से गैर-पृथ्वी पर तैनाती के लिए संशोधित किया गया है। वास्तुकला के आधार पर, NTN gNB पूरी तरह से एक उपग्रह या HAPS पर होस्ट किया जा सकता है,आंशिक रूप से अंतरिक्ष में और आंशिक रूप से जमीन पर तैनात, या पूरी तरह से भू-आधारित उपग्रह के साथ रिले के रूप में कार्य करना। अंतरिक्ष और जमीन के बीच कार्यात्मक विभाजन एक प्रमुख डिजाइन विकल्प है।
• पारदर्शी पेलोड या बेंट-पाइप आर्किटेक्चरःपारदर्शी पेलोड या बेंट-पाइप आर्किटेक्चर में, उपग्रह बेसबैंड प्रसंस्करण नहीं करता है। इस आर्किटेक्चर का उद्देश्य उपग्रह डिजाइन को सरल बनाना है,लेकिन इसका संचालन ग्राउंड इन्फ्रास्ट्रक्चर और फीडर लिंक की उपलब्धता पर बहुत निर्भर है।ट्रांसमिशन पेलोड निम्नलिखित कार्य करता हैः
• उपयोगकर्ता उपकरण से रेडियो आवृत्ति संकेत प्राप्त करना (यूई)
• आवृत्ति परिवर्तन और प्रवर्धन करना
• फीडर लिंक के माध्यम से उन्हें ग्राउंड बेस स्टेशन (जीएनबी) को अग्रेषित करना
• पुनरुत्पादक पेलोडःउपग्रह पर लेयर 1 और लेयर 2 प्रसंस्करण का हिस्सा या पूरा करता है। इस मॉडल में उपग्रह स्वयं जीएनबी कार्यक्षमता रखता है। यह वास्तुकला फीडर लिंक विलंबता को कम करती है,स्केलेबिलिटी में सुधार करता है, और स्थानीय निर्णय लेने की अनुमति देता है। हालांकि, पुनर्योजी पेलोड से उपग्रह की जटिलता और लागत बढ़ जाती है।

4. NTN लिंक

• सेवा लिंकःविशेष रूप से उपयोगकर्ता उपकरण (यूई) और एनटीएन प्लेटफार्म (उच्च ऊंचाई पर उपग्रह या प्लेटफार्म) के बीच वायरलेस कनेक्शन को संदर्भित करता है।यह बड़े सेल त्रिज्या और विस्तारित समय अग्रिम के लिए उपयुक्त एनआर हवा इंटरफ़ेस तरंग रूप का उपयोग करता है5जी एनटीएन सेवा लिंक, अंतर उपग्रह लिंक, फीडर लिंक और ग्राउंड नेटवर्क एकीकरण का आरेख।
• फीडर लिंकःयह उपग्रह को गेटवे ग्राउंड स्टेशन से जोड़ता है, जो 5 जी कोर नेटवर्क के साथ इंटरफेस करता है। फीडर लिंक आमतौर पर उच्च आवृत्तियों पर काम करते हैं और उच्च क्षमता वाले बैकहोल लिंक की आवश्यकता होती है।
• अन्तर उपग्रह लिंक (आईएसएल):उपग्रहों के बीच प्रत्यक्ष संचार का समर्थन करता है, जिससे डेटा को अंतरिक्ष में ग्राउंड स्टेशनों की प्रत्यक्ष भागीदारी के बिना रूट किया जा सकता है। आईएसएल नेटवर्क लचीलापन को बढ़ाता है और एंड-टू-एंड विलंबता को कम करता है।

5नेटवर्क आर्किटेक्चर

• गेटवे पृथ्वी स्टेशन:गेटवे पृथ्वी स्टेशन उपग्रह प्रणाली और 5जी कोर नेटवर्क के बीच इंटरफेस के रूप में कार्य करता है। यह फीडर लिंक को जोड़ता है और गतिशीलता और सत्र निरंतरता में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।एनटीएन का समर्थन करने वाला 5जीसी: प्रोटोकॉल के दृष्टिकोण से, 5G कोर नेटवर्क (5GC) काफी हद तक अपरिवर्तित रहता है। सुधार मुख्य रूप से इस पर केंद्रित हैंः लंबे विलंबता का समर्थन करना, बड़ी कोशिकाओं को संभालना,और निष्क्रिय और जुड़े मोड के लिए प्रसंस्करण प्रक्रियाओं का अनुकूलन.
• D2D NTN (प्रत्यक्ष-उपकरण पर):उपयोगकर्ता उपकरण (यूई) उपग्रहों/उच्च-ऊंचाई वाले प्लेटफार्मों (एचएपीएस) के साथ प्रत्यक्ष रूप से मध्यवर्ती ग्राउंड एक्सेस के बिना संवाद करता है।
• हाइब्रिड NTN-TN आर्किटेक्चर:एनटीएन स्थलीय नेटवर्क का पूरक है, जिसका उपयोग बैकअप, ऑफलोडिंग या कवरेज बढ़ाने के लिए किया जाता है।
• रिले आधारित NTN:उपग्रह या उच्च ऊंचाई वाले प्लेटफार्म (HAPS) उपयोगकर्ता उपकरण (UE) और स्थलीय नेटवर्क के बीच रिले नोड्स के रूप में कार्य करते हैं।