三個月前，我們在一起來學3GPP NTN射頻標準（1-總述）中給出了一些射頻技術(shù)標準，三個月時間過去了，這些規(guī)范又有了新的版本，包括SAN和衛(wèi)星終端。我們先從SAN（Satellite Access Node：衛(wèi)星接入節(jié)點 ）的技術(shù)要求開始學習。

01—SAN在哪里

衛(wèi)星終端是一個單一的實體，很容易理解。但SAN是什么呢？是不是就是我們通常所說的基站呢？我們先來看一下SAN的定義。針對4GNB-IoT/eMTC和5GNR來說，SAN的定義是這樣的：

SatelliteAccess Node: node providing E-UTRA/NR user plane andcontrol plane protocol terminations towards NTN Satellite capable UE, andconnected via the NG interface to the 5GC. It encompass a transparent NTNpayload on board a NTN platform, a gateway and gNB functions.衛(wèi)星接入節(jié)點：提供面向 NTN 衛(wèi)星 UE 的 E-UTRA/NR 用戶面和控制面協(xié)議終端的節(jié)點，并通過 NG 接口與 5GC 連接。它包括搭載在 NTN 平臺上的透明 NTN 有效載荷、網(wǎng)關(guān)和 gNB 功能。

根據(jù)上面的定義，SAN包括了搭載在 NTN 平臺上的透明 NTN 有效載荷、網(wǎng)關(guān)和 gNB 功能。所以相對于蜂窩網(wǎng)的基站來說，SAN由于結(jié)合了衛(wèi)星和衛(wèi)星網(wǎng)關(guān)，架構(gòu)上更為復雜多變。3GPP設(shè)想出了非常多的可能的組合。為了更直觀地了解SAN在哪里，我們來了解一下這些架構(gòu)。SAN的邏輯構(gòu)成是包含在了下面綠色框的NG-RAN中。只是在不同的模式下，框中的結(jié)構(gòu)和實體的位置都有所不同。

1. 透傳模式（transparent satellite）下的NG-RAN架構(gòu)：

衛(wèi)星有效載荷在上行鏈路和下行鏈路方向上都實現(xiàn)了頻率轉(zhuǎn)換和射頻放大器。它相當于一個模擬射頻中繼器。因此，衛(wèi)星將 NR-Uu 無線電接口從feeder link（饋線鏈路：NTN 網(wǎng)關(guān)和衛(wèi)星之間）中繼到service link（服務鏈路：衛(wèi)星和 UE 之間），反之亦然。feeder link上的SRI（SatelliteRadio Interface) 是 NR-Uu。換句話說，衛(wèi)星不終止 NR-Uu。NTN GW 支持轉(zhuǎn)發(fā) NR-Uu 接口信號的所有必要功能。不同的透傳衛(wèi)星可以連接到地面上的同一個 gNB。多個 gNB 也可訪問單個衛(wèi)星有效載荷。

2. 再生模式下（Regenerativesatellite，或稱基站上星模式）無ISL（Inter-SatelliteLinks 星間鏈路）, gNB 處理有效載荷的架構(gòu)：

與上面透傳模式的區(qū)別是，gNB的位置在星上，NTN 網(wǎng)關(guān)與衛(wèi)星之間饋送鏈路，不再是中繼。衛(wèi)星可能包含超出 RAN 范圍的額外流量路由功能。NTN GW 成為傳輸網(wǎng)絡(luò)層節(jié)點，支持所有必要的傳輸協(xié)議。

3.再生模式下帶有ISL, gNB 處理有效載荷的架構(gòu)：

ISL（衛(wèi)星間鏈路）是衛(wèi)星之間的傳輸鏈路。ISL 可以是 3GPP 或非 3GPP 定義的無線接口或光學接口。

4.再生模式下基于 gNB-DU的NG-RAN架構(gòu)：

以CU/DU 分離功能的 NG-RAN 邏輯架構(gòu)為基準。gNB被分成兩部分：DU（Distributed Unit）在星上，CU（Centralized Unit）在地面。NTN 網(wǎng)關(guān)與衛(wèi)星之間饋送鏈路上的衛(wèi)星無線接口（SRI）傳輸?shù)氖?GPP 指定的F1 協(xié)議。NTN GW 是傳輸網(wǎng)絡(luò)層節(jié)點，支持所有必要的傳輸協(xié)議。不同衛(wèi)星上的 DU 可以連接到地面上的同一個 CU。如果衛(wèi)星上有多個 DU，同一 SRI 將傳輸所有相應的 F1 接口實例。

名詞解釋：

gNB Central Unit (gNB-CU): a logical node hosting RRC, SDAPand PDCP protocols of the gNB or RRC and PDCP protocols of the en-gNB thatcontrols the operation of one or more gNB-DUs. The gNB-CU terminates the F1interface connected with the gNB-DU.gNB 中心單元：托管 gNB 的 RRC、SDAP 和 PDCP 協(xié)議或 en-gNB 的 RRC 和 PDCP 協(xié)議的邏輯節(jié)點，，控制一個或多個 gNB-DU 的運行。gNB-CU 終止與 gNB-DU 連接的 F1 接口。

gNB Distributed Unit (gNB-DU): a logical node hosting RLC, MAC and PHY layersof the gNB or en-gNB, and its operation is partly controlled by gNB-CU. OnegNB-DU supports one or multiple cells. One cell is supported by only onegNB-DU. The gNB-DU terminates the F1 interface connected with the gNB-CU.gNB 分布式單元：gNB 或 en-gNB RLC、MAC 和 PHY 層的邏輯節(jié)點，其運行部分由 gNB-CU 控制。一個 gNB-DU 支持一個或多個小區(qū)。一個小區(qū)只支持一個 gNB-DU。gNB-DU 終止與 gNB-CU 連接的 F1 接口。

下面是基于上面不同組合衍生出的多連接模式

5.包含透傳NTN 的 NG-RAN 和蜂窩 NG-RAN 的Multi connectivity：

6. 兩個透傳NTN的NG-RAN的多連接：

7. 包含再生 NTN 的 NG-RAN（gNB-DU）和蜂窩 NG-RAN 的多連接：

8.包含兩個再生 NTN 的 NG-RAN 之間的多重連接（星載gNB）

9. 典型的NTN-TN 互通例子：

非地面網(wǎng)絡(luò)NTN 和地面網(wǎng)絡(luò)TN 可以在兩個不同頻段（如 FR1 和 FR2）或同一頻段（如 FR1 或 FR2）運行。

02—SAN的類型

上面我們了解了SAN在不同模式及應用場景下的一些架構(gòu)分布。接下來我們具體看一下36.108和38.108技術(shù)要求中對SAN的分類定義。由于這兩個標準在很多地方是相同的或者互相參考的，所以我們統(tǒng)一來學習。沒有特別指出的話，就表示兩個標準同時適用。

SAN的類型分成了1-H和1-O兩種類型。熟悉5G基站的話，應該對這個分類很清楚，只不過5G基站還有1-C和2-O類型。我們來解釋一下這幾個數(shù)字和字母的含義：

1：表示在FR1頻段內(nèi)；
2：表示在FR2頻段內(nèi)；
O：表示OTA，輻射特性是在OTA定義的；
C：表示conducted，傳導特性；
H：表示hybrid，混合的，傳導和OTA的混合；

下面兩張圖，我們來對照看一下1-H和1-O類型的SAN的區(qū)別。

區(qū)別就在于是否有TAB connector （TAB connector: transceiver array boundary connector），對于1-O來說，收發(fā)信機單元和天線陣列是一體的，中間沒有傳導連接口，于是只能使用輻射方法進行測試，測試點在最右側(cè)的虛線處RIB（Radiated InterfaceBoundary)，也就是OTA的測試方法。而對于1-H來說，收發(fā)信機和天線陣列之間還留有傳導接口，即TAB，所以可以使用傳導的方法測試，同時也可以使用OTA的方法進行輻射測量。所以1-H稱為混合。

03—SAN的等級

我們后續(xù)會學習SAN的技術(shù)要求，就先要了解SAN的等級分類，因為不同Class的技術(shù)要求將會有所不同。對于1-H和1-O類型的SAN而言，分為GEO和LEO兩個等級，LEO又具體分為600km和1200km兩個級別：

SAN Class      Satellite constellation
  GEO               GEO satellite
LEOLEO600kmsatellite
LEO1200kmsatellite

名詞解釋：

GeostationaryEarth orbit: Circular orbit at 35,786 km above theEarth's equator and following the direction of the Earth's rotation. An objectin such an orbit has an orbital period equal to the Earth's rotational periodand thus appears motionless, at a fixed position in the sky, to groundobservers. 地球靜止軌道：地球赤道上空 35,786 km處的圓形軌道，沿地球自轉(zhuǎn)方向運行。在這樣的軌道上，物體的軌道周期與地球的自轉(zhuǎn)周期相等，因此在地面觀測者看來，物體在天空中的位置是固定不變的。

LowEarth Orbit: Orbit around the Earth with analtitude between 300 km, and 1500 km. 低地軌道：高度在 300 km至 1500 km之間的環(huán)繞地球軌道。

審核編輯：湯梓紅