I. NTN 접속:무작위 액세스 채널 (RACH) 은초기 연결, 업링크 동기화 및 스케줄링 권한터미널 장비 (UE) 와 네트워크 사이에. 이것은 전통적인 지상 무선 액세스 네트워크 (RAN) 에서 성숙하고 잘 이해 된 과정이지만,비지상 네트워크 (NTN) 에서의 구현은 독특하고 더 복잡한 기술적 과제를 제시합니다..
지상 RAN에서, 전파 신호는 일반적으로 짧고 예측 가능한 거리를 통해 전파되며 전파 환경은 상대적으로 안정적입니다.낮은 지구 궤도 (LEO) 를 포함하는 NTN 네트워크에서, 중기 지구 궤도 (MEO) 및 지정궤도 (GEO) 위성, 전파 신호는극도로 긴 전파 거리, 빠른 위성 이동, 역동적인 커버리지 영역, 시간에 따라 변하는 채널 조건이 모든 요인은 전통적인 RACH 프로세스가 의존하는 타이밍, 주파수 및 채널 신뢰성에 크게 영향을 미칩니다.
II. NTN 특성: 매우 긴 전송 거리, 빠른 위성 이동, 그리고 시간에 따라 변화하는 커버리지 및 채널 조건으로 인해 NTN은 독특한 중요한 단점을 가지고 있습니다.장거리 왕복 시간, 도플러 변동, 빔 이동성 및 큰 쟁점 영역) 이 터미널의 무작위 액세스 채널 (RACH) 행동과 성능에 심각한 도전과 영향을 미칩니다.위성들은 스펙트럼 사용량과 전력 예산의 측면에서 엄격한 제한을 받고 있습니다., 효율적이고 견고한 무작위 접근 메커니즘이 특히 중요합니다.
III. 영향과 해결책:터미널 접근에 NTN가 제시하는 어려움을 극복하기 위해 3GPP는 사양에서 몇 가지 문제를 해결했지만 다음과 같은 측면에 주의가 필요합니다.
영향:NTN 네트워크에서는 큰 셀 영역, 위성 이동 및 UE와 위성 사이의 다양한 거리에 따라 시간 미리 추정하는 것이 지상 시스템보다 훨씬 복잡합니다.잘못된 TA 추정치로 인해 업링크 전송이 위성의 수신 창 밖으로 떨어질 수 있습니다., 충돌 또는 완전한 수신 장애로 이어집니다.
해결책:인공위성 에피메리스 데이터, GNSS 지원 또는 예측 알고리즘을 활용하는 고급 TA 추정 기술이 필요합니다.동적으로 UE 타이밍 정렬을 조정하고 업링크 동기화를 유지.
영향:위성과 UE 사이의 상대적 움직임은 특히 낮은 지구 궤도 (LEO) 시스템에서 중요한 도플러 이동을 도입합니다. 이러한 주파수 이동은 입문 탐지 정확성을 감소시킵니다.주파수 동기화 장애, 그리고 RACH 시도 실패의 가능성을 증가시킵니다.
해결책:강력한 도플러 사전 보상 및 주파수 추적 메커니즘은 UE와 네트워크 양쪽 모두에서 높은 이동성 조건에서 신뢰할 수있는 RACH 성능을 유지해야합니다.
영향력: NTN 연결은 대기 약화, 그림자, 스킨틸레이션 및 장거리 경로 손실에 노출됩니다.이 요소들은 블록 오류율을 증가시키고, 프레임블을 성공적으로 전송한 후 RAR 메시지를 올바르게 수신하는 UE의 능력에 영향을 줄 수 있습니다..
해결책:다양한 채널 조건에서 신뢰할 수있는 RACH 검출 및 처리를 유지하기 위해 적응형 변조 및 코딩, 전력 제어 및 견고한 물리적 계층 설계가 필요합니다.
영향력: 위성선선은 일반적으로 매우 넓은 지리적 지역을 커버하며, 동시에 수천 개의 UE를 서비스 할 수 있습니다.이것은 RACH 분쟁의 수준과 충돌의 가능성을 크게 증가시킵니다., 특히 대규모 접근 시나리오에서.
해결책:효율적인 RACH 리소스 분할, 부하 인식 접근 제어 및 지능형 분쟁 관리 메커니즘은 무작위 액세스 성능을 확장하는 데 필요합니다.
영향력:UE와 위성 사이의 큰 물리적 거리는 중요한 일방적 전파 지연과 더 긴 RTT를 도입합니다. 예를 들어,지정지 궤도 (GEO) 위성 연결을 위한 왕복 시간 (RTT) 은 수백 밀리 초에 도달할 수 있습니다.이러한 지연은 무작위 액세스 응답 (RAR) 메시지 교환의 타이밍에 직접 영향을 미치며, 잠재적으로 조기 타이머 타임오트, 액세스 실패율 증가,그리고 장기간 접속 지연.
해결책:랜덤 액세스 응답 (RAR) 창 및 충돌 해상 시계는 NTN 특유의 RTT 값을 기반으로 설계되어야 합니다.불필요한 재방송 및 액세스 장애를 방지하기 위해 NTN 인식 타이머 구성이 중요합니다..
영향력: 많은 수의 사용자 장비 (UE) 가 제한된 수의 RACH 프레임 럼을 위해 경쟁하는 것은 프레임 럼 충돌의 확률을 증가시키고, 따라서 액세스 효율성을 감소시키고 지연 시간을 증가시킵니다.
해결책:첨단 충돌 해결 체계, 역동적인 프리?? 할당 및 NTN에 최적화된 접근 차단 기술은 충돌 가능성을 줄이는 데 핵심입니다.
영향력:NTN의 초기 동기화는 큰 타이밍 불확실성 및 주파수 오프셋으로 인해 복잡합니다.정확한 동기화를 달성하지 못하면 사용자 장비 (UE) 가 무작위 액세스 채널 (RACH) 프로세스를 완전히 시작할 수 없습니다..
해결책:정확한 타이밍 획득, 도플러 보상 및 위성 위치 인식을 결합한 향상된 동기화 기술이 성공적인 무작위 접근을 위해 필요합니다.
영향력:NTN의 UE는 위성 빔에 대한 위치에 따라 경로 손실에 상당한 변화를 경험합니다. 충분하지 않은 전송 전력은 preamble 탐지 실패로 이어질 수 있습니다.과도한 전력은 EU 간 간섭을 일으킬 수 있습니다..
해결책:적응적이고 위치 인식 된 전력 제어 메커니즘은 감지 신뢰성과 간섭 관리를 균형 잡는 데 중요합니다.
영향력:NTN 시스템은 멀티 빔 아키텍처에 크게 의존합니다. RACH 프로세스 중에 UE가 빔 획득 또는 스위칭을 수행해야 할 수 있습니다. 이는 복잡성과 지연 시간을 증가시킵니다.해결책:효율적인 빔 탐지, 빔 추적 및 원활한 빔 전환 메커니즘은 빔 기반 NTN 시스템에서 신뢰할 수있는 RACH 실행을 보장하는 데 필수적입니다.
