よくあるご質問

5G NTN 、検証プロセス、導入オプション、技術的機能に関するよくある質問への回答をご覧ください。このページでは重要な情報をまとめており、明確な理解のもとで次のステップへ進むことができます。

フィルター

トピック

Standardising on a single time system across an entire NTN deployment is rarely achievable. Devices synchronise to GPS time via GNSS receivers. Orbital data is commonly delivered in UTC. Ground infrastructure, logging systems, and operational tools typically operate in UTC or local time. Each component follows its own domain convention, and changing that is not always within the integrator’s control. The practical mitigation is to label every timing input with its time system explicitly, apply maintained (not hardcoded) offset corrections at every interface boundary, and include deliberate offset injection in validation testing to confirm that mismatches are detected rather than silently absorbed.

The ephemeris data is structurally valid. The computation executes without error. The numerical outputs fall within plausible ranges. Nothing in the system signals that a time system conversion was missed. The failure surfaces downstream as a radio or scheduling problem rather than a timing problem, which means engineering teams can spend significant time investigating the wrong layer of the system before identifying the root cause.

Orbital mechanics calculations depend on knowing where a satellite is at a specific moment. If ephemeris data stamped in UTC is consumed by a system operating in GPS time without applying the 18-second correction, the satellite position used for Doppler pre-compensation, timing advance, and beam scheduling is evaluated at the wrong epoch. In a LEO orbit, 18 seconds of error corresponds to roughly 135 kilometres of ground track displacement. The system does not flag this as a time error. It presents as failed random access attempts, weak synchronisation signals, or Doppler pre-compensation that does not converge.

UTC is periodically held back by one second to keep civil time aligned with the Earth’s rotation. GPS time and TAI do not pause or adjust. Each time a leap second is introduced into UTC, the continuous timescales pull one second further ahead. The offset was 0 seconds at the GPS epoch in 1980 and has grown to 18 seconds through 27 leap second insertions since 1972. The intervals between leap seconds are irregular and not predictable far in advance.

All three are precise timekeeping systems, but they handle the relationship between atomic clocks and the Earth’s rotation differently. TAI (International Atomic Time) counts SI seconds continuously from a network of atomic clocks worldwide. GPS time also counts continuously, starting from its epoch on 6 January 1980. UTC is derived from TAI but periodically adjusted by inserting leap seconds to stay within 0.9 seconds of the Earth’s rotational time. GPS time currently leads UTC by 18 seconds. TAI leads UTC by 37 seconds. The offset between GPS time and TAI is fixed at 19 seconds.

デモンストレーターは、次のような組織に最適です:

  • NTN実現可能性の評価
  • デバイスまたは衛星の統合の検証
  • NTN展開戦略の定義
  • 商業承認前の技術的証拠の構築

プログラムライフサイクルの早い段階でアーキテクチャとパフォーマンスを検証することで、構造化された低リスクな方法で本番環境へのデプロイを実現します。

デモンストレーターは、長期運用展開ではなく、検証および実証活動向けに最適化されています。

実験、構成テスト、および性能検証をサポートします。本番環境向けgNodeB 、継続的なサービス提供、運用ライフサイクル管理、および商用展開を目的としてgNodeB 。

デモンストレーターは仮定を検証します。gNodeB はネットワークgNodeB 。

はい。デモンストレーターは制御された実験室環境に適しており、システム構成に応じて実機または軌道上での検証セットアップをサポートできます。

再現可能なテストシナリオを実現し、測定可能な性能結果の文書化や、内部またはパートナーの受入ゲート通過に不可欠です。

はい。デモンストレーターは3GPP 17のNTN仕様に準拠しており、検証結果が標準ベースの動作を反映することを保証します。

これは、デモンストレーターを用いて実施された概念実証作業が、最小限のアーキテクチャ変更で運用展開へと発展できることを意味する。

デモンストレーターは、本格的な導入に先立ち、制御された再現性のある環境において5G NTN New Radio 検証するために設計されています。

本番環境のロールアウトアーキテクチャに縛られることなく、機能的な動作、レイテンシ特性、および統合に関する仮定をテストすることを可能にします。

このソリューションには、アーキテクチャ概要、インターフェース定義、導入ガイダンス、検証資料などの構造化された技術文書が含まれます。

統合および検証フェーズにおいて、お客様のシステムアーキテクチャおよび受入基準との整合性を確保するためのエンジニアリングサポートを提供します。目的は、統合から運用準備完了までの予測可能な道筋を提供することです。

gNodeB 、長期運用を目的として設計された実稼働グレードのgNodeB 。

制御された検証環境での使用も可能ですが、そのアーキテクチャ、パフォーマンスモデル、ライフサイクルサポートは商用NTN展開向けに構築されています。これにより、コアRAN 置き換えることなく、概念実証から本番サービスへの移行が可能となります。

gNodeB は、定義された3GPP を使用して、標準準拠の5Gコア実装とgNodeB 。

これにより、既存の5GCインフラストラクチャと検証ツールの再利用が可能になります。マルチベンダー環境と相互運用可能なシステムアーキテクチャ向けに設計されており、統合摩擦を最小限に抑えながらアーキテクチャの自由度を維持するのに役立ちます。

本ソフトウェアは、透過型および再生型ペイロードシナリオの両方を含むNTN環境で動作するよう設計されている。

RAN モデルとインターフェース構成をサポートし、gNodeB 衛星設計、軌道戦略、システムロードマップに整合させることが可能です。

この柔軟性により、RAN 広範なネットワークアーキテクチャの決定を制約することはありません。

はい。gNodeB は3GPP のNTN仕様に準拠して設計gNodeB 、将来のリリースに合わせて進化する構造となっています。

文書化された規格マッピングを提供し、実装された機能を関連する3GPP 明確に追跡できるようにします。これにより、アーキテクチャレビュー、検証プロセス、規制当局やパートナーとの協議を確信を持って支援します。

Gatehouse Satcom 、eNodeBの全運用ライフサイクルをGatehouse Satcom 。これには設定サポート、アップグレード、保守、および進化3GPP 仕様との長期ロードマップ整合が含まれます。これにより、導入済みシステムはNTNサービスが成熟するにつれて維持、進化、拡張が可能となります。

eNodeB 、長いRTT(往復時間)、変動するリンク特性、動的なカバレッジシナリオを含む現実的なNTN(非地上ネットワーク)環境下で検証eNodeB 。その設計は衛星軌道や困難な無線環境を横断した安定した運用をサポートし、実稼働NTN展開における予測可能なサービス挙動を実現する。

はい。eNodeB 、透過型および再生型NTN構成の両方での展開をサポートします。この柔軟性により、事業者は衛星ペイロードの設計選択に合わせてソリューションを調整できると同時に、異なるネットワークトポロジー全体で一貫した動作特性と規格準拠を維持できます。

eNodeB は、3GPPインターフェースを用いて、標準準拠のEPCおよび5Gコア環境とeNodeB 。既存の運用アーキテクチャに適合するよう設計されており、コアネットワーク機能、監視システム、運用ワークフローとの統合を、独自の適応を必要とせずにサポートします。

はい。5G NTN NB-IoT eNodeB 商用サービス展開のための運用ネットワーク要素として設計・提供eNodeB 。GEO、MEO、LEO 横断した継続的な運用、運用中の中核ネットワークおよびOAMシステムとの統合、長期的なライフサイクル管理をサポートするよう構築されています。

UEソフトウェアは、開発、検証、および統合活動を目的とした参照用UEソフトウェア実装として提供されます。これは完成した商用UE製品としてではなく、チームが独自のNTN対応デバイスアーキテクチャを設計、テスト、改良することを可能にするものです。

はい。本ソフトウェアは、実験室、HIL(ハードウェア・イン・ザ・ループ)、およびフィールド指向のテスト環境をサポートするように設計されています。Validation Platform テストフレームワークに統合可能であり、GEO(静止軌道)、MEO)、LEO にわたる現実的なNTN(非地上局間)リンク条件をモデル化します。これにより、実験室、フィールド、運用環境におけるテストコンテキスト全体でのUE(ユーザー端末)動作の検証が可能となります。

UEソフトウェアは通常、実現可能性調査、アーキテクチャ定義、プロトコル検証、および初期段階のデバイス開発において使用されます。また、ハードウェアの最終決定や運用展開に踏み切る前に、制御されたテスト、デバッグ、規格準拠の検証が必要な後期段階においても関連性があります。

はい。UEソフトウェアは、商用UE、ネットワークシミュレーター、衛星インフラと混在環境で一般的に使用されます。これにより、チームは相互運用性を検証し、動作を比較し、完全なシステム統合に進む前に制御されたNTN環境下でインターフェースを検証することが可能となります。

商用チップセットは導入を目的として設計されており、通常は内部プロトコル動作に関する限られた情報しか提供しません。Gatehouse Satcom 実装は、開発・検証・統合ワークフロー向けに設計されており、フルスタック可視性、メッセージレベルの透明性、ATコマンド制御を提供します。これにより、クローズドなチップセットソリューションでは不可能な詳細なプロトコル検証、デバッグ、制御されたテストが可能となります。

出力結果は外部とのコミュニケーションと保証を支援する構造となっている。これらはパートナーと共有したり、規制当局との協議に活用したり、投資家やステークホルダーの評価に組み込んだりできる。これにより主要な技術的・商業的リスクが徹底的に分析されたことが示され、次段階の意思決定に向けた信頼できる基盤を提供する。

本調査は、システムアーキテクチャ、技術成熟度、性能実現可能性、およびロードマップの優先順位に関する確信を持った意思決定を支援する。5G NTN 実施の是非、時期、方法について、技術的・商業的ステークホルダー間の合意形成を図るための共有され検証済みの基盤を提供する。

すべての仮定は、Gatehouse Satcom、実証、システム実装における実践的経験に基づいています。モデルは、遅延、リンク予算、ドップラー挙動、カバレッジの動的特性といった実用的な衛星特性を反映しています。これにより、結果が実際の導入環境で達成可能なものと密接に一致することが保証されます。

本研究は、実際のNTN環境下における予測性能、システム挙動、アーキテクチャ上のトレードオフについて、エビデンスに基づく知見を提供する。標準準拠のモデリングと実績あるシミュレーションフレームワークを組み合わせることで、早期に制限事項、依存関係、コスト要因を明らかにする。これにより、後工程での設計変更、遅延、不適切な投資を回避できる。

本実現可能性調査は、5G NTN 準備または検討段階にある衛星事業者、サービスプロバイダー、システムインテグレーター、技術投資家向けに設計されています。主要な前提条件の検証が必要な初期構想段階から、アーキテクチャ決定、性能予測、商業的実現可能性を確認した上で展開へ移行する後期段階まで、あらゆる段階で有用です。

管理された 試験室 安定したRF経路と正しい eNodeB–NEMUプロビジョニング、UE設定、および外部信号からの遮断が求められる。 

プラットフォームは、低SNR条件、最悪ケースのドップラー効果、CEレベル課題、バースト接続試行、大規模なMO/MTペイロード、およびページング/TAUエッジケースなどのストレスシナリオを導入できる。 

現実的なNTNテストには、遅延、ドップラー効果、SNR、フェージング、CEレベル、トーン(1/3/6/12)、および3.75/15 kHzのサブキャリア間隔のモデリングが必要です。Validation Platform は、内蔵の軌道/SNRエミュレーションまたは外部チャネルエミュレータを通じてこれらのパラメータValidation Platform 。 

GEO 、長くて安定した遅延、最小限のドップラー効果、特定のCEレベルおよびページングタイミング挙動GEO 。これらの条件を再現するには、一貫したRF経路と正確な遅延モデルが必要です。本プラットフォームは、制御された遅延、チャネル挙動、およびアタッチフローとページングフローの完全な可視性を提供します。 

NGSO再生モードのテストには、高速ドップラーシフト、動的タイミング、オンボードスケジューリング、SIB31/軌道要素同期の処理が必要です。Validation Platform はこれらの影響Validation Platform するため、実際の衛星にアクセスすることなくNGSOの挙動を評価できます。 

プラットフォームにはゲートハウスが含まれます eNodeB ソフトウェア、Rel-17 UEオプション、NEMUコアエミュレータ、自動テストフレームワーク、およびオプションの3U統合ラック(RFフロントエンドとSDR無線搭載)を備えています。これにより、実験室環境における制御されたエンドツーエンドのNTN NB-IoTテストに必要なすべてを提供します。 

遅延とドップラー効果は、仰角と特定の衛星軌道に大きく依存します。ドップラー補正は±45kHzの範囲で行われる事例を確認しています。例えば、仰角30°(ビーム端)LEO の場合、遅延は片道約8ms、往復で12msとなります。3GPP 36.763の「Set-4」は実測値と非常に良く一致するとの知見がありますが、想定損失は概してやや保守的に設定されています。

はい。当社が提供した再生ソリューション(LEO)には、eNodeB 基地局)の完全実装が含まれています。これは稼働中です。そのアーキテクチャについては、提示された事例「Store & Forward」のスライドを参照してください。

デュアルHARQとEDTの両方がNTNでの使用を規定されている。透明モードソリューションにおける典型的なGEO 500~750ミリ秒である一方、再生アーキテクチャはより低い遅延の恩恵を受ける。

詳細はこちらでご確認いただけます:https://iot.telekom.com/en/iot-connectivity/iot-tariffs#content-97180

はい、異なるアーキテクチャや軌道に対して同じeNodeB を使用しています。

NB-IoT 音声通信3GPP で予定NB-IoT 。NB-IoT 音声通信NB-IoT 議論する別のウェビナーも開催予定ですNB-IoT ご興味NB-IoT 。

執筆時点(2025年12月)では、公式には確認されていません。

我々の知る限りではそうではない。両システムは緊急時に一般市民に警報を発する点で補完的であるが、根本的に異なるインフラ上で運用されており、技術的には連携していない。

NTNにおいては、NR 組み合わせたNR 非独立モード(NSA)アーキテクチャに準拠する一方、NB-IoT 伴わないNR 独立モード(SA)アーキテクチャNB-IoT 。地上波5Gの展開は既存の4Gインフラを基盤として構築されたため、当初はNSAが必須であった。

チップセットベンダーの選択には様々な理由が考えられます。ノルディック社LEO事業にいち早く参入した企業であり、当社(Gatehouse Satcom)の近隣に拠点を構えています。クアルコム社も確実に市場に参入する見込みであり、大規模で信頼性の高い企業です。

再生処理とは、LEO UEから受信したデータを地上局へ送信する前に処理することを意味し、その逆も同様である。
反対の動作モードは透過モードと呼ばれる。

信頼できるソフトウェアコアを提供します。

ユーザー端末から地上局まで、Gatehouse Satcom 安全で標準準拠5G NTN を実現するソフトウェアGatehouse Satcom 。防衛パートナーは、ベンダーロックインや隠れた依存関係のないモジュール式で検証可能なソフトウェアコンポーネントを獲得し、商用インフラ上に主権的なシステムを構築できます。

すでにそうなっています3GPP によって。

5G NTN 多くのNATO加盟国およびパートナー国が採用するグローバル標準5G NTN 、異なる軍隊が独自の制御層を維持しつつ同一インフラを利用可能となる。ネットワークスライシングと安全な認証技術により、複数の軍隊が主権や安全保障を損なうことなく相互運用を実現できる。

はい。それが最大の強みのひとつです。

透明衛星と地上制御により、5G NTN 現地インフラに依存せず運用可能であり、紛争環境下でも耐障害性を維持できる。地上・空中・宇宙ノード間のシームレスな切り替え機能により、ネットワークの一部が劣化または喪失した場合でも接続を維持できる。

オープンでモジュール式、今すぐ利用可能です。

従来の軍事衛星通信はカスタム設計で閉鎖的、意図的に孤立化されている。5G NTN 相互運用性、迅速な展開、地上網や連合網との統合を可能にするオープン標準で構築5G NTN 。これは市販の安全な電話を購入するのと、ゼロから設計するのに5年を費やすのとでは雲泥の差だ。

時間、開発コスト、および長期的な維持管理。

3GPP 5G NTN を利用することで、専用衛星通信スタックをゼロから開発する必要5G NTN 、プロジェクト期間を数年短縮し、研究開発費を数百万ドル削減できます。また、軍が商用グレードの機器(端末、アンテナ、無線機)を大規模に採用できるため、単価を劇的に削減できます。標準化=大量生産による低コスト化です。

はい——そして往々にしてそれ以上に。

標準化された5Gアーキテクチャは、システムが露呈することを意味しない。3GPP 外部または内部に、暗号化と認証メカニズムを階層化できる。実際、十分に理解され、公開検証されたプロトコルを持つことは、脆弱性を隠すのではなく発見しやすくする。信頼できるソフトウェア実装と主権的な展開制御と組み合わせれば、標準化は妥協を意味しない——管理可能であることを意味する。

当該ウェビナーでは、再生モードと透過モードの両方を指していました。これは、3GPP最新リリースで既に定義されているためです。Rel. 17 – 透過モードRel. 18 – 再生モード

当社の5GNB-IoT NodeBは、4Gおよび5G NSAコアネットワークに対応しています。5G SAコアネットワークとの統合は、2025年6月時点のロードマップに組み込まれています。

3GPP 19の最終完成予定日は、現在2025年12月に設定されています。

いいえ、5GNR (Reduced Capability)NR に基づくのに対し、NB-IoT 技術NB-IoT 。RedCapはウェアラブル機器やスマート家電などの中間層デバイス向けに設計されており、はるかに高い帯域幅と完全なモビリティサポートを提供します。FR1におけるRedCap NTNのサポートは、3GPP に含まれる予定です。

いいえ、当社はソフトウェアソリューションのみを提供します。ただし、完全なソリューションを構築する方法については、お客様と密接に連携し、プロセスを指導・フォローします。お客様は、ご自身の完全なソリューションの構成について完全な管理権限を有します。

5つのNTN向けNodeBを開発しているため、この分野の専門家ではありませんが、R17以降のNTN UEにおける主な違いはUL事前補償の要件です。事前補償を適切に実行するには、UEがダウンリンク周波数に正確に同期する必要があります。LEOの場合、この周波数はピーク時544Hz/s(2GHz搬送波の場合)で変化する可能性があります。 (2GHz搬送波の場合)。UEの同期およびそれに続く事前補償に誤差が生じると、基地局での性能劣化を招きます。準静止衛星に関しては、伝搬遅延が長い地上基地局と実質的に非常に類似しています。

提示された分析は、VSATタイプと予想される空中ユーザー端末(UE)にもほぼ適用可能である。

Kuバンド、特にACLRに関する共存試験の結果は保留中であり、複数のRF要件が流用されている。最新の(12月24日付)要約はおそらくR4-2419601に記載されており、その末尾でCATTがKuバンドの放射要件に関する表(表2-1-3.2)を提案している。

提示されたシナリオは、セット2 GSO衛星(TR38.821参照)とVSAT UEを対象とし、トラフィックは制御信号を混在させたブロードバンドタイプ(ユーザープレーンスループット)であった。

システム解析スクリプトは、RACHチャネル(またはSIB)のオーバーヘッドをまだ考慮していませんが、RRC非アクティブUE向けのMSG2+における制御プレーンの動的メッセージングは考慮しています。 以下のタイプの制御プレーントラフィックは全て、RRC非アクティブ状態から開始すると見なされた:「NASアタッチ」、「データセッションセットアップ」、「NAS経由データ転送」(後者は混合VSAT制御プレーントラフィックにおいて0%と仮定された)

L/SバンドはFR1に属するため、適用可能な数値体系はより狭い帯域幅向けであり、SCSは約15kHzとなる。これは、Ku/Ka帯のFR2バンドと比較してスループットが低くなることを意味する。 L/Sバンド向けVSAT型端末も未定義であるため、リンク予算は直接端末接続用となり、これもまたプレゼンテーションで検討したシナリオと比較してスループットが低下する可能性を示唆しています。したがってL/Sバンドは自動車分野で十分活用可能ですが、スループットを重視する「高負荷」ユースケースには、おそらくKa/KuバンドとVSAT型端末が最も適しているでしょう。

SNRは0 dB以上である必要はなく、それより少し低い値でも問題ありません。NR 広帯域通信のため広い帯域幅をNR 、負のSNRで通信するUEが存在する場合、スペクトル効率が著しく低下します。つまり、そのUEがスペクトルを使用している間に送信できたはずの潜在的な情報を考慮すると、実質的にスペクトルを浪費していることになります。 情報理論の用語で言えば、UEは広帯域において電力制限のある領域で動作していることになる。

自動車分野には複数のユースケースが存在するが、自動運転に必要な遅延要件を満たすには衛星通信では困難である。 自動運転時のV2VやV2X通信における遅延要件は衛星通信では満たせない可能性が高いが、自動運転車のソフトウェア更新や交通情報更新(工事情報、渋滞情報など)といった他の多くのユースケースは、NTNNR経由で十分に伝送可能である。3GPP 自動車ユースケースの現在の役割は3GPP 自動車車両に適合するサイズのVSATアンテナを促進すること3GPP

各ビームを一意のPCI(物理セル識別子)にマッピングすることは、ビームを相互に区別し干渉を軽減する最も直接的な方法である。 実際には、異なる空間カバレッジ領域間で再利用が発生する可能性がある。例えば、非重複領域では同一のPCIを再利用できる。EMセル(移動体セル)のPCIは、EMセル用に一部のPCIを予約するなど、十分に計画すべきである。同一情報を複数ビームで送信する単一周波数ネットワーク(SFN)の場合、全てのビームは同一のPCIを共有すべきである。

未登録端末への放送サービス提供により、MBSチャンネル上の特定情報がセキュリティ符号化なし、または公開鍵で符号化されて送信される可能性があり、これにより公共警報や緊急メッセージが誰でも受信可能となる。5GNR を利用した測位は、同期信号の実装またはフレームカウンターの活用によりRRCレベルで実現可能であり、いずれの場合も測位に利用される衛星は厳密に同期される必要がある。

衛星のコスト増加は想定ケースに比例する:電力需要は増加するが、計算処理に必要な電力は、ベントパイプ(透過型)アーキテクチャにも必要なRFチェーンと比較すると比較的少ない。シールドを含む計算処理コンポーネントの重量増加も比較的小さいが、例えば22800kgの衛星を打ち上げるのに6700万ドルかかる場合、キログラムあたり約3000ドルとなる。 したがって、大量の演算能力を必要とする複数ビーム対応の大型衛星では、追加の電力需要と重量が増大しコストも高くなるが、大型衛星自体が既に高価である。小型衛星の場合、コストは低くなる。小型衛星における演算ハードウェアのコストは、搭載FPGAを備えた中上位クラスのSDRのコストと同等と見積もれる。

はい、各分割におけるフィーダーリンクの要件を検討済みです。プレゼンテーションで示した通り、NR 低いNR について対応を進めています。同期の維持は、地上セグメントと宇宙セグメントの両方にGNSSコンポーネントを配置することで実現可能です。つまり、GNSSクロックを同期基準として利用できます。

MBSのサポートはR17で導入され、R18では強化が行われた。これにより、NTN向けのHARQベースの再送による信頼性が向上した。さらにR19では、NBがMBSサービスのサービスエリアを指定できるようにするさらなる強化が進行中である。

この例示シナリオはKaバンドのVSATを対象とする。このような端末はブロードバンド用途での使用が想定され、上りリンクが確立されるため、CPデータは想定されない。

我々の知る限りでは、そうではない。再生型NTNペイロードの標準化はリリース19で進行中である。NR 広帯域であり、より多くの電力と演算能力を必要とするため、当然ながらNR ソリューションは透過型ペイロードとなり、再生型ペイロードは後続となる。NR 衛星は、再生型ペイロードと同様にビーム管理技術を適用できる可能性がある。ここでは、衛星制御がフィーダーリンク上で送信されるNR と並行して利用される。

ISLの利点は、衛星が地上局の可視範囲外にある場合でもフィーダーリンクを維持できる点である。これにより、RAN 多くの複雑性を排除でき、RAN 機能によって効果的に隠蔽される。欠点はコスト、衛星自らが地上局の可視範囲内にある際に「コンステレーション全体の利益」のために搭載リソースの一部を共有する必要性、そしてISLをサポートするのに十分な規模のコンステレーションが必要となる点である。 

Release 19における再生ペイロードの処理に関する作業が進行中であり、福岡で開催された最新のRAN3会合では、衛星が地上局間を移動する際、AMF/MEEおよびgNB/eNBがコンテキストを破棄すべきか、次回の通過のために保存すべきかについて議論が行われた。 SAグループでの作業内容は把握していませんが、そちらでさらに議論が進んでいる可能性があります。このような手順が標準化されない場合、NBベンダーが独自に実装するか、RAN 定義される可能性があります。

基本的に、狭幅ビームでSSBを掃引送信した後、広幅ビームでSSB送信を続行することで、狭幅ビームのカバー範囲外にいたあらゆるユーザー端末(UE)を捕捉できます。

NR 興味深い提案だ。広帯域通信システムを機能させるには、キューブサットが必要な電力を供給できる必要がある。実現は困難と思われるが、大型衛星が複数のビームを照射するのに対し、キューブサットが個別の「ビーム/セル」を供給して接続性を提供するユースケースが考えられる。 

IoT NTNは狭帯域であり、電力消費の点でより低コストであるため、特に小型のキューブサットに適している可能性がある。 

NR 用途に使用可能である。これはNTN IoTよりも複雑で高価なモデムであり、消費電力も大きい傾向にある。少量のデータ送受信を目的とするIoTユースケースではNTN IoTの使用が適しているが、活動の一部を録画するカメラのような用途では、NR の広帯域接続性が求められる。 

本質的に、NTNビーム管理のケースには衛星電力バジェットの制約があり、衛星のカバーエリアは従来の基地局よりもはるかに広く、さらに地上波(MIMOなど)のように無相関チャネルが保証されていない点が挙げられます。したがって、ビーム管理で解決しようとする最適化問題は、そもそも根本的に異なるものであり、衛星の能力も私たちが慣れ親しんだ地上波のセルタワーとは異なります。 

SSBは4つのOFDMシンボルで構成される(TS 38.211、セクション7.4.3)。またCORESET(セクション7.3.2.2)は構成に応じて1~3つのOFDMシンボルにまたがる。したがって、完全な「パッケージ」は7つのOFDMシンボルで非常に短時間受信可能である。  OFDMシンボル長は構成に依存するが、15kHzのサブキャリア間隔では合計で約0.5msとなる。

両技術は異なるユースケースをサポートしており、NR ユースケースに必要なQoS(およびそれ以上)を提供できる可能性がある一方、NB-IoT 超狭帯域伝送には対応していない。広帯域伝送とプロトコルの複雑化は、UEの受信機に対して高利得アンテナやより複雑な受信機を要求するため、UEのコスト上昇を招く。 さらに、NB-IoT 複雑性が低く堅牢性が高く、NR 機能不全に陥るリンク条件下でも動作しますが、高品質なリアルタイム音声や動画ストリーミングに必要なQoSを提供することはできません。したがって、本質的に両技術は幅広いユースケースに対応する補完的なものと見なされ、将来的に共存する可能性が高いと考えられます。

ブロードバンドソリューションは、まず高コストなUE実装を必要とする。しかしコストを超えて見ると、NB-IoT は非常に狭帯域チャネルという独自の特徴NB-IoT 、これにより受信信号の電力密度を高めることが可能となる。電力密度の向上は、電力制限のあるUEにおいて広大なカバレッジエリアを実現する地上ネットワークのIoTにとって重要である。 NTNでは、距離がさらに長くなる衛星通信の特性上、リンク予算が課題となるため、このNB-IoT の重要性が再認識NB-IoT 。

はい、双方向メッセージングはアプリケーションであり、必須のNTNNB-IoT を使用して完全にサポートされています。

プレゼンテーションで示された総交換時間LEO に必要となる衛星数は1基ですが、これは単一衛星の通信可能範囲内で、かつ視界が確保され十分なリンク品質が維持される時間帯に限りメッセージ交換が可能となる場合に限ります。衛星の複雑さや搭載機器に応じて、継続的な全球カバレッジを提供するには100~1,000基程度の衛星が必要となります。

NB-IoT GNSS妨害に対する保護機能を持たない。UEが自身の位置を認識していない場合、UEは送信を許可されない。ただし、GNSS妨害が発生する前に位置を把握しているUEは、GNSS位置情報が有効である限り送信を継続できる。
リリース18では新機能が導入され、eNBが通信交換中にUEのTAおよび周波数シフトを調整することで、UEがアップリンク送信の有効性を延長できる可能性がある。

同時に実行可能なユニキャストPTTメッセージの数は、録音されたメッセージの長さに依存する。

 

 

ここでは、通信状態が悪い場合(DL -11 dB、UL -5 dB)でも、5秒の音声メッセージを0.4交換/秒で処理できることがわかります。
メッセージの送受信はペアで行われることを考慮すると、メッセージの録音と再生に合計10秒かかる場合、同時にアクティブにできるペアは最低4組となります。

ブロードキャスト機能(SC-PTM)を利用することで、受信側においてはるかに高いスケーラビリティを得られる。これにより、最低でも4グループ以上のUEがPTTセッションに参加可能となる(「話者」のトークン化を仮定した場合)。

単一HARQプロセスを検討し、透明アーキテクチャと再生型「フルeNB搭載」アーキテクチャの両方について、LEO、MEO GEO 評価を実施した。結果として得られた「総交換時間」は、デュアルHARQの活用またはHARQ無効化(Rel18)により全体的に改善される見込みである。ただし単一HARQはRel17の必須機能であるため、特に注目すべき点である。

デュアルHARQおよびHARQ無効化による性能向上は、伝搬時間の影響をより強く受けるMEO、GEO 特に透過的アーキテクチャを適用した場合において比較的大きい。

現在、当社はクライアントと共に軌道試験の実施を支援し、様々なプロジェクトに専門知識を提供しています。プロジェクトの進捗状況や最新情報については、当社のニュースレターへのご登録をお勧めします。 ニュースレターへのご登録をお願いいたします。

カバレッジギャップとその解消に伴う経済的要因が、地上波事業者が衛星パートナーシップを求める主な原動力となっている。衛星通信事業者と地上波移動通信事業者が今後新たな提携関係を構築し、モバイルブロードバンドなどのサービス融合や多様なビジネスモデルを生み出すことは疑いない。ただし、考慮すべき重要な要素がいくつか存在する。 第一に、規制当局は地上波と非地上波の融合という課題にますます焦点を当てている。ネットワーク性能を最適化し、技術的・管理的・規制上の障壁を最小化するためには、周波数利用に関する戦略的決定が求められる。第二に、5Gモバイルブロードバンドの大規模な融合は、技術が成熟するにつれて同等のペースで進展するだろう。

理論上、NR 信号(SSB、CORESET、SIB)は「5MHzチャネル」内の1MHz帯域内に配置可能である。ただし両側に十分なガードバンドが必要となり、固定DL信号のオーバーヘッド比率は増加する。

リリース19では、GNSSを持たないUEのサポートに関する提案がなされてきたが、一部の企業は、そのサポートが実現可能ではないと考えているか、あるいはそのようなユースケースは関与する作業に見合う価値がないと考えている。そのため、リリース19における一つの提案は、短時間のGNSS障害をサポートすることである。 リリース17およびリリース18では、UEにGNSSが搭載されていることが前提となっているが、理論上、UEはライフサイクルを通じて固定状態を維持し、その後GNSS座標がプロビジョニングされる可能性がある。

混乱を招いたことをお詫び申し上げます。スライド15の表に誤りがあり、L+Sバンドはリリース18の作業項目においてNR IoT NTNの両方に導入されました。L+Sバンドの拡張はIoT NTN(1518-1525 MHzおよび1668-1675 MHz)のみを対象としています。NR 、リリース18においてFR1で30MHzチャネル帯域幅が追加されました。

それはビームの数とLEO サイズに依存します。LEO 同時にアクティブなビームをあまり多く投射することは想定していません。十分な電力と搭載スペースがあると仮定すれば、ASICやFPGAを用いてDU内の多くのアルゴリズム、特にL1を最適化し、オンボードで実行できるようにすることは実現可能です。

ダウンリンク(DL)およびアップリンク(UL)それぞれに対する70/2 Mbpsの物理層レートは、衛星技術が5Gとみなされるための要件である。NR これより高いデータレートが得られる可能性がある。 帯域幅の利用可能性の向上は、より広いチャネル帯域幅を備えたeMBB展開の増加を意味し、それに伴いKuバンド展開では指向性アンテナの使用が想定される。これによりUE-gNBインターフェースのSNRが改善される可能性がある。チャネル帯域幅の拡大とSNRの向上は相まって、達成可能なデータレートの大幅な向上をもたらす。

再生型アーキテクチャの利点は三つある。第一に、最下層プロトコルスタック層をNR 伝播時間を制限するため、結果として伝播遅延が低減されスループットが向上する。第二に、ダウンリンクは信号のIQを伝送する必要がなく、代わりにフィーダーリンク伝送向けに効率的な波形にカプセル化された論理情報(すなわちビット)を伝送できる。 第三に、再生型アーキテクチャは新たな機能の可能性を提供する。例えば: 衛星を介した地上セグメント不要のDevice2Deviceループバック通話(課金・設定はコアネットワークで行うが、それ以外は遅延低減=スループット向上)、地上局カバレッジ外衛星向けのストアアンドフォワード機能、さらにはISL経由で相互接続された衛星群に低遅延コアネットワークサービスを提供する専用衛星を含む衛星ネットワークの構築などが挙げられる。

NR 展開される。NR 展開には、システムアーキテクチャを完成させるため、UE側とgNB側のNR の開発、運用保守機能、コアネットワークの適応が必要となる。さらに、ネットワーク事業者はeMBB-Sサービスを提供するのに十分な広さの周波数帯(5-20MHz)をライセンス取得する必要があり、これも特にグローバルカバレッジにおいて大きな課題である。 多くの場合、新たな衛星を軌道に展開する必要がある。大規模展開の最終要件として:ITU3GPP から提出されたIoT NTNNR IMT2020(5G)の衛星コンポーネント3GPP 承認することが必須である。 システムの一部については、既に実験室での実証や軌道上でのデモが行われ、衛星の開発と打ち上げも進められています。市場からの要求と技術的課題の解決が同時に実現する時期を予測することは困難ですが、gNodeB 層については、2026/2027年までに大規模商用運用に向けた準備を進めています。

主な違いは、ユーザーが既に使用している標準的なデバイスに基づいて、サービス未提供地域やサービス不足地域にサービスを提供できる点です。これまでこれは、専用デバイスと専用サービスによってのみ可能でした。

はい、3GPP NTNサービスを規格に3GPP したがって、デバイスとネットワークサービスは最終的に衛星ベースのサービスをサポートすることになります。伝送経路が長くなるため、大幅な経路損失と伝送遅延が生じ、これらは補償されなければなりません。NGSO衛星の場合、衛星からのドップラー効果を補償する必要があります。したがって、NTN通信を可能にするための変更が規格に組み込まれています。

NR NTNを組み込むことでNR 5G端末の真のグローバルカバレッジがNR これにより、5G端末はTNネットワークのカバー範囲外(例:海上、人里離れた地域、自然災害の影響を受けた地域など)において、TNネットワークからNTNネットワークへローミングできるようになります。

Gatehouse Satcom 5GNR NodeBの物理層Gatehouse Satcom 、パートナー企業との協業により透過型および再生gNodeBを提供しています。さらに、当社の衛星通信技術の実績3GPP における標準化活動に貢献しています。

3GPP NR 、相互運用性の向上を通じて非地上通信産業が一般市場に参入可能となる。具体例をいくつか挙げると:

サービスが行き届いていない地域へのブロードバンドインターネット:遠隔地や農村地域における衛星経由の高速・低遅延モバイルブロードバンドインターネット。これは通常、衛星がユーザーの屋根上のアンテナにインターネットを送信し、その信号がWi-Fiルーターに引き継がれる方式で行われる。

スマートフォン直結型:5GNRスマートフォンは既に市場に登場しており、今後数年間でさらに多くの機種が投入される見込みだ。まだ導入初期段階であるため、緊急連絡サービスなどの簡易サービスが最初に提供される。しかしNRの進展に伴い、新たな高速サービスが確実に展開されるだろう。

この記事でさらに5GNR のユースケースを探る この記事で。本記事は、当社シニアビジネス開発マネージャーであるソーレイフ・アストルップ・ハールンドが執筆し、2023年6月にVia Satellite誌で初掲載されました。

地上局は通常、干渉リスクを低減するため遠隔地に設置され、周波数帯の利用には免許の取得が必要である。さらに影響を最小化するため、大型のパラボラアンテナを備えた指向性アンテナが使用される。一般的に、TN 5G周波数帯と5G NTN 別々の周波数帯に配置される。

残念ながら、この質問に対する直接的な答えはありません。衛星軌道、周波数帯域、仰角、その他のパラメータにも依存するためです。具体的な分析のご要望がございましたら、実現可能性調査の実施をお勧めします。一般的に、GEO 指向性の高いアンテナ(利得約40 dB)を備えています。

O-Ranアライアンスおよび複数の業界提案で説明されている分割アーキテクチャでは、衛星上にRU+DUを配置する方式から、完全なRAN コアネットワークの一部を衛星上に配置する方式まで、機能分割の異なる複数の案が提示されている。 この分割アーキテクチャはTN(Terrestrial Network)環境を前提に設計されたものであり、3GPP (Non-Terrestrial Network)および対象ユースケースに最適な形態を模索する複数の提案がなされている。衛星経由のIAB(Internet Access)は極めて実現可能性が高く、VSATを介したブロードバンド5Gを極度に遠隔地へ提供し得る。

Gatehouse Satcom 、5GNR の初期製品開発Gatehouse Satcom 加えて、3GPP における標準化活動に貢献3GPP 5GNR組み込むためのアーキテクチャ検討を進めています。関心をお持ちの方は、潜在的なパートナーシップやスケジュールについて詳細に協議するため、ぜひご連絡ください。

UEはアクセス要求において、GEO (MEO)をサポートする能力を示す。NGSOサポートには、大きなドップラーオフセットおよび変化に対処する機能が含まれる。GEO 、送信/受信遅延を考慮したタイミングアドバンスなど、より限定された機能範囲が必要である。リンク予算は、衛星側とデバイス側の双方のアンテナ利得の影響を受ける。

3GPP NR 、GEO SOGEO 動作可能である。リリース17では透過モードが規定されており、これは地上局にRAN 端末にサービスを提供する衛星との間に接続性が確立されている場合に、エンドユーザー端末にサービスを提供できることを意味する。

3GPP 、5GNR NB-IoT の両方の仕様が含まれています。NB-IoT 、サービスプロバイダーにとって、サービスを提供するデバイス数によって収益性が高まるNB-IoT 。リンク予算に応じて、限られたデータ伝送量で膨大な数のデバイスにサービスを提供します。

Gatehouse Satcom 、調査実証実験を通じてビジネスケースの検証を支援Gatehouse Satcom 。お客様の衛星コンステレーション特性に基づいた想定容量の詳細を提供し、ビジネスケース構築に活用いただけます。

フェーズドアレイは、地球固定セルシナリオにおいて地上固定ビームを形成するサービスリンクで有用である。フェーズドアレイはNGSOシナリオで採用されると予想される——例えば高速移動LEO のように、地上固定ビームを維持するためにビームを電気的に高速指向する利点がある場合だ。GEO では、大口径アンテナへの傾向が予想され、これは機械的に指向するアンテナを意味する可能性もある。

いずれにせよ、大型アンテナアレイはULリンク予算の観点からも有利となる。

ビームフォーミングは、地上に個別のビームを形成して地理的に固定されたセルを展開し、ビーム内で高いリンク予算を達成するために使用される。UE側ではビームフォーミングはほとんど行われないと予想される。NB-IoT向けのNB-IoTデバイスでは、ほぼ等方性のアンテナが想定されている。

5GコアはeNBスタックの後段に位置するため、透過型アーキテクチャでは地上セグメントに配置される。再生型アーキテクチャでは、5GコアはeNBと共に衛星に部分的に搭載するか、地上セグメントに配置することが可能である。

eNBを衛星内に配置するだけで、ASメッセージ交換の伝搬遅延が半減し、RAN のコピーをRAN 伝送するオーバーヘッドが解消される(RAN はセルラー端末の無線アクセス向けに設計RAN 一方、フィーダーリンクは地上セグメントの巨大な衛星アンテナを伴うため、RAN をフィーダーRAN 複製することは極めて非効率な利用となる)。

衛星にeNBとともにMMEやS-GWといったコアネットワーク機能を実装することで、例えば地上セグメントのコアネットワークを介さずに一部のUEの接続および認証を可能にできる…これによりNASプロセスの全体的な遅延が低減される。

5Gのサポート状況によって異なります。 高速ブロードバンドについて言えば、おそらく数年待つ必要があるでしょう。5Gバックホール(NR )GEO を使用する場合、サービス提供のために新たなGEO 打ち上げが必要となる可能性が高いです。これは拡張性のある取り組みであり、わずか数基(3GEO )GEO Nブロードバンドサービスの全球カバレッジを実現でき、採用が進みトラフィック負荷が増加するにつれて追加導入が可能です。

新規GEO においては、再生利用ケースやGEO 終了時のサービス再構成可能性を事前に計画することが賢明である。例えば、衛星搭載のSDR(ソフトウェア定義無線)やFPGA(プログラマブル集積回路)を活用する方法が挙げられる。これにより、最初の対象サービスケースが廃止された後も、打ち上げ後の衛星の長期的な収益性が確保される。 また、衛星打ち上げ後、当初のサービス市場が予想通りに成熟しない場合に、サービスの切り替えを可能にします。

従来のGEO の場合、IoTデバイスに対し、世界規模で狭帯域NB-IoT アクセスを提供するのに有用である可能性がある。 ここでも同様のスケーラビリティが適用されるが、さらに衛星は既に軌道上に存在し、所有者にとってほとんど経済的利益のない廃止予定のサービスを稼働させている可能性がある。GSMAインテリジェンスによれば、D2D(デバイス間通信)だけで未開拓の収益機会は30億ドル、つまり既存通信事業者の収益基盤の3%に相当する。狭帯域ユースケースとは、IoT、メッセージング、プッシュ・トゥ・トークなどを指す。

はい、リンク予算の増加により、受信機における伝送変調の復調をノイズから保護するために必要な符号化および変調方式選択の冗長性が減少するため、1秒あたりの情報伝送量が増加します。

TR36.763 第6.2.2節(ケース1、4及び7)を参照のこと。

UE NFが7 dBの場合:

  • スポットEIRP → DL CNR
  • 81.6 dBm → -3.3 dB
  • 76.1 dBm → -8.5 dB
  • 84.4 dBm → -2.2 dB

これはリンク予算、すなわち衛星ペイロード構成(アンテナ、フロントエンド雑音指数)とUEアンテナ利得に依存します。ただし、セルラー端末の能力の上限値、すなわち20 dBmから23 dBmの範囲内と予想されます。

NB-IoT に必要な最小スペクトル帯域幅は、1つのダウンリンクアンカーキャリアと1つのアップリンクキャリアを割り当てるために2×200 kHzである。

NB-IoT LTEの数値体系に適合するよう設計NB-IoT 、単一キャリアは200kHz、すなわち単一のLTE-PRBに相当するのみである。

海上でのユースケースは、セルラーNTNにとって特に興味深い。NTNのカバーエリアはTNインフラの補完に活用できるが、真価を発揮するのはTNインフラが存在しない海域である。例えば海上物流追跡のためのセルラー接続や、船員向けブロードバンドアクセスなどが該当する。

海運分野は魅力的なユースケースとなる可能性が高いが、NSRとGSMAの両機関によれば、農業、物流、エネルギーなどの分野も興味深いユースケースとなり得る。

ASおよびNASにおけるデータ伝送時のメッセージ交換数を制限する機能は、遅延とエンドツーエンドスループットを最適化する。さらに、衛星の広範なカバレッジを考慮すると、RAおよびページングの最適化は有利である。

主な機能は以下の通りです:

  • R14: 非アンカーRACHおよびページング
  • R15: 初期データ伝送
  • R15: ウェイクアップ信号
  • R15: SR HARQ無効化
  • R16: グループWUS
  • R17: 16QAM

PHYスループットの限界値は、ダウンリンク(DL)で約250kbps、アップリンク(UL)で約22kbpsである。これはトランスポートブロック単位のスループットであり、アプリケーションレベルのエンドツーエンドスループットではない。GEO 伝搬時間が大きく影響するため、エンドツーエンド測定値は大幅に低下する。交換される手続きメッセージに応じて、伝搬時間は800ミリ秒から13秒に及ぶ。

従来のGEO 、一般的に透過型アーキテクチャ向けに構築されており、これは3GPP セルラー仕様でサポートされているアーキテクチャである。

上記の回答に記載された要件が満たされていることをご確認いただくか、当社までご連絡いただければ、お客様のコンステレーションに特化した協議、予備評価、または実現可能性調査を開始いたします。

  • サービスリンクとフィーダーリンクの両方に200kHzのチャネル帯域幅が必要である。ただし、衛星に再生能力がある場合、フィーダーリンクのスペクトル要件は低減できる。

 

  • 注:複数のレガシーシステムチャンネルが連続しており、フィルタのノッチが性能に悪影響を及ぼさない場合、それらを組み合わせて200kHzチャンネルを形成することが可能です。

 

  • GEO 指標リンク予算結果については、TR36.763セクション6.2.2(ケース1、4、7)を参照のこと。NTNNB-IoT 指標性能はスライドに含めた。衛星は適切なスポットEIRPを提供できる必要がある。

 

  • 注:準固定地上セルトポロジーを利用することで、GEO 電力予算を節約できる。ここではセルが計画的にON/OFFされ、UEがオーバーヘッド期間の間にAS機能を停止できるようにするとともに、GEO の省電力化を可能とする。

はい、3GPP 「IST winner II」モデルに基づき、NTN向けのCDLおよびTDLフェージングモデルを3GPP 。

NTN IoTでは、地上セルラーのハードウェアプラットフォームを再利用することが目標である。したがって、UEは本質的に全方向性アンテナを備えた携帯端末に類似している。衛星サイトからビームフォーミングを適用し、「地球固定セル」シナリオにおいて特定の地理的位置に向けてビームを指向させることが可能である。

 

 

NB-IoT LPWAN(低電力広域ネットワーク)NB-IoT 、この種のプロトコルは小容量データパケットの長距離伝送に最適化されている。NB-IoT 他のプロトコルと比較してNB-IoT シグナリングオーバーヘッドが比較的少ない(これが機能セットも最小化されている理由である)。さらにGHは波形にDoNASを実装しており、分析では既に実装済みである。

3GPP 、チャネルラスターに関する機能を3GPP 、これによりUEは常に利用可能なチャネルを検索、発見、適切に識別できるようになる。その秘訣は、サービス提供衛星のカバー範囲内で特定のチャネルを検索することにより、利用可能なセルを見つけることにある。これは、Rel-17に組み込まれた機能である衛星支援情報によって支援される。

TNとNTN間の干渉については検討していない。ネットワークは周波数で分離され、NGSOの場合にはドップラーシフトに対応する適切なガードバンドを設ける必要がある。NTNとTNに割り当てられる帯域およびチャネルは、ITU、3GPP ETSIなどの標準化団体によって決定されている。一般的なルールとして、干渉が許容されないことは確実であると考えてよい。

当社は、GMR-1からDAMAプロトコル、インマルサットBGAN、5GNB-IoT に至るまでNB-IoT 軍事用途および商用サービス向けに様々な波形を開発してきましたNB-IoT 特定の波形に関する詳細情報が必要な場合は、お気軽にお知らせください。

5Gはネットワークに対する一連の要件であり、4Gも同様であった。5Gでは、対象とするユースケースの一つが大量の機械タイプ通信(mMTC)である。5G mMTC技術に対する要件は、1km²あたり100万台のデバイスが2時間ごとに32バイトのL2データを送信するサービスを提供できることである。要件が設定された後、5G向け新技術の開発が始まった。 十分なチャネルが確保されれば、NB-IoT 要件(地上波通信において)を満たすことがすぐに判明した。したがって、これらの無線アクセスネットワークは5G準拠であり、現在5Gと呼ばれている。ネットワークのバックボーンにはコアネットワークが存在し、5Gのバリエーションは5GC(5Gコア)、4GのバリエーションはEPC(進化したパケットコア)と呼ばれる。RAN 概ね従来と同様(3GPP ごとに進化)RAN 、基地局が5GCと接続するかEPCと接続するかによって、若干の違いが生じる。

実現可能性調査により、システムレベルの主要業績評価指標(システム容量、UEのQoS(スループット、遅延)、およびUEのエネルギー消費量)を特定することが可能となる。これはシナリオ定義に基づいて実施されるため、特定の地理的領域(例えばヒマラヤ地域)を定義し、その場所におけるセルまたはUEの性能を評価することが実際に可能である。

NGSOシステムにおける透過モードの使用には、以下の2つの問題点が認められる。1) 衛星が地上局とユーザー端末の両方から視認可能な時間は比較的短いため、サービスを利用できる時間帯は限られる。2) 地上局はユーザー端末と同じ衛星のカバーエリア内に設置する必要があるため、海洋など地球表面の広範な領域ではサービスが利用できない。

 

GateHouse SatCom 、衛星ネットワークに統合されるNodeBを以下の3つの異なるシナリオで構築GateHouse SatCom :

1) 透明モードをサポートする地上において、

2) 軌道上処理および再生モードをサポートする衛星において、

3) 遠隔側において、遠隔セルを確立する5Gサービスのバックホールを支持する。

当社はLTEおよび5Gコアネットワークのサプライヤーと協業していますが、残念ながら、セルラーコアを衛星コアに統合する複雑性については見通しが立っていません。

既に3Gおよび4Gセルコアネットワーク上に構築された衛星コアネットワークが存在し、モバイルデータサービスを提供している。

3GPPメンバーであるにもかかわらず、Gatehouse Satcom 5Gの将来の進化について完全な見通しGatehouse Satcom 、それを注視し、それに応じて影響力を行使しています。規格への変更や追加は、貢献する参加者間で合意されます。また、DVB-Sについても十分に認識しており、一部のバックホールソリューションでは、遠隔地のNodeBをコアネットワークに接続するために、衛星リンク上でDVB-Sが使用されています。

標準的な市販チップセットが使用される見込みであり、地上ネットワークで現在知られているNB-IoT デバイスと併用される。NB-IoT 5GNB-IoT はこれら上で動作可能である必要があり、対応チップセットによって実現される。 

GEO NB-IoT サポートできるかどうかは、様々な要因に依存します。これらはすべて、お客様のシステムインフラストラクチャと設定(例:運用している周波数帯域、保有する容量、ユーザーデバイス、必要なアンテナなど)に帰着します。 当社では、これらのシステム向けソフトウェア開発時に活用3GPP の専門知識を基に、中立的な第三者としての回答生成を支援します。具体的には、個別事前評価または 実現可能性調査 を設計することで、この疑問への回答を支援します。目的は、5GNB-IoTサポート可能性を検証し、システム容量やビジネスケースなどを算出することです。

このため、当社はリンクバジェットのシミュレーションおよびシステム能力の評価に関する専門知識を提供します。パイロットプロジェクト(実験室試験、概念実証、軌道上実証)も実施予定であり、商用5GNB-IoT システムへの道筋を確立することを目的としています。

当社の 実現可能性調査 および当社の5G NTN エミュレータについて 

 

3GPP 17は、例えば衛星を用いた透過モードによる非地上接続をサポートする。透過モードで接続中は、サービスとフィーダーリンクの両方が同時にアクティブである必要がある。信号はユーザー端末と地上局の間で衛星によってミラーリングされる。LEO の場合、ユーザー端末にサービスを提供するには、まず地上局との接続を確立しなければならない。したがって、衛星が可視範囲内にある間のみ接続が提供される。

eNBとgNBは、それぞれ4Gおよび5Gにおける基地局の用語です。NB-IoT 4Gベースの技術NB-IoT 、4(½)Gで開発されました。しかし、5GのmMTC(massive machine type communications)シナリオの要件を満たしているため、3GPP NB-IoT およびeMTC)を5Gの技術として採用することを3GPP 。 したがってNB-IoT 4Gと5GNB-IoT 双方のNB-IoT 、NTN IoTの文脈ではeNBとgNBの両方が頻繁に使用されます。NB-IoT 4Gバックホール(進化したパケットコア)と相互運用NB-IoT 、この観点からはeNBが正しい用語となります。

遅延許容型アプリケーションでは伝搬遅延は問題にならないが、制御や警報などの準リアルタイムアプリケーションでは問題となり得る。LEO 40~100ミリ秒程度の交換LEO 、地球静止軌道衛星(GSO)では数秒単位となる。衛星距離に関する遅延許容型アプリケーションの主な差異は、当然ながら経路損失と、許容可能な最大遅延時間(MCL)を確保するための衛星構成における全ての要素にある。

NB-IoT LoRaWANとよく比較されるLPWANNB-IoT 。一般的に、LoRaWANはNB-IoTと比較して実現可能なQoSやサポート可能なデバイス数に制限があるが、LoRaWANは免許不要帯域で動作するためコスト削減が可能である。 非地上波(NTN)環境においては:(1) 長距離通信ではLoRa変調方式は劣化し、非常に高いスプレッド係数(過大な送信電力要求なし)のみが有効となるため、低ビットレートに陥る。(2) NTNセルの広大なカバレッジ領域では、多数のUEがセル内に存在し得る。この点において、LoRaWANの「アロハ」アクセス方式はスケーラビリティの重大な制約要因となる——特に大規模展開時には顕著である。 (2) NTNセルの広大なカバレッジ領域では、多数のUEがセル内に存在し得る。この環境下では、LoRaWANの「アロハ」アクセス方式がスケーラビリティの深刻な制約要因となる。特に、衝突発生率の高い低スループット(時間的に非常に長い)伝送と相まって問題となる。 利点としては、LoRa変調方式が直接ドップラー補償を可能にする点である。SIB31が不要となる。

NB-IoT NTNにとってシンプルな解決策NB-IoT 低SNR環境でもカバレッジを確保でき、信号オーバーヘッドが極めて少ないためだ。またNTNが展開される際、不連続カバレッジシナリオ(つまり、衛星が少数しか存在しないNTN環境でも動作するよう設計されている点)により、NB-IoT 優位性を発揮する。 機能とデータレート面では、eMTCがNTN向けMTCの最初の次段階となる可能性が高いが、RedCapNR NTN上のIoT向け有力候補である。ただしNR 、連続カバレッジを実現する大規模な衛星コンステレーションが必要となる。 一方、NR 将来の携帯電話端末がNTN機能を低コストで統合するという大きな追い風がある。GNSSを既に搭載しているため、必要な変更の大半はファームウェア更新とアンテナ調整で実現可能だ。NR 衛星/コンステレーションの展開は非常に迅速に進む可能性がある。

LEO UEに接近する際、UEはまずダウンリンク(DL)の同期信号を検出し、セルに同期してから初めて手続き交換を開始し、セル内のリソースを確保できる。 衛星がUEに向かって移動しているため、UEがセルに同期すると数ミリ秒以内に良好なリンク状態となる。したがって、同期直後に手続き交換を開始するUEは、交換の大部分において良好な状態を維持できる。 衛星がUEから離れる場合、UEは同期状態を維持できると仮定する(SIB31による補正を利用する場合もある)。しかしこの時点で手続き的交換を開始すると、交換中にリンク状態がさらに悪化する。この後者のケースが、LEO における容量の遅延を引き起こしている。

当フレームワークではデバイスに優先順位は付与せず、代わりに手続き的交換に必要なリソース量を算出し、特定のRAN 1秒あたりに割り当て可能なリソース量を算出する。その後、スケジューラの非効率性による「オーバーヘッド」を想定する。

手続き的交換では、MOシナリオでは6つの片方向メッセージを往復送信し、MTケースでは追加で1つのメッセージ(ページング)を送信すると仮定する。LEO 遅延LEO 2~30ミリ秒、GOSの場合は120ミリ秒LEO 。LEO 総伝搬遅延は12~180ミリ秒LEO GEO720ミリ秒となる。さらに、伝送に必要な時間(空中時間:TOA)は、メッセージのサイズと通信中のSNR条件に依存する。 簡易見積もりでは、理想的なシナリオで6ミリ秒のTOA、最悪ケースでは6メッセージ×4RU×16リピート×32RU持続時間(3.75kHz)= 12288ミリ秒となる。ランダムアクセスプリアンブル(RAP)およびページングの送信に伴う追加オーバーヘッドが生じる。

衛星間の切り替えは地上ネットワーク並みの高速化が可能である。UEは無線リンク障害(RLF)をトリガーし、セルを再選択する可能性がある。UEがより良好なリンク状態の別のセルを「検知」しeNBに報告した場合、eNBは従来型セルラーネットワークと同様にハンドオーバーを開始する。例えばLEO数百ミリ秒を要する。 ただし、拡張カバレッジ(EC)対応UEがセル内で許可されている場合、UEが64リピート程度のハンドオーバーを試みると、狭い通信/可視性ウィンドウ内で完了までに数秒を要する可能性があるため、問題となる可能性がある。

LEO 遅延は、軌道高度と仰角に応じて2~20ミリ秒のLEO 。LEO における再訪時間は、軌道高度と軌道傾斜角に加え、RAN LEO 。これはパラメータに応じて約90分から12時間の範囲で変動し、通信可能時間(可視時間)は20~200秒となる。

はい、MCLはリンク予算の線形関数として定義されます。衛星までの距離が増加するにつれて、衛星の寿命と衛星を軌道に打ち上げるコストも増加します。したがって、より遠方に打ち上げられる衛星は、RAN アンテナディッシュに対してより高価な装備が施され、指向性が強く開口サイズが大きいものとなるのは当然の仮定です。これによりノイズが抑制されます。

これは我々の分析フレームワークにおける仮定ではないが、一般的にGSOはスペクトル効率と電力効率を高めるため、各ビーム内で個別のセルラーサービスを提供したいと考えるだろう。ベントパイプアーキテクチャでは、これを実現するには広いフィーダリンクを各ビームごとに周波数シフトして分割するか、あるいはRAN を効率的にカプセル化する他の手法が必要となる。

OFDM伝送方式は電力増幅器の効率が低いため、太陽電池パネルの設置面積と電力予算が既に制約されている衛星では、増幅プロセスでかなりのエネルギーを消費せざるを得ない。 これはGEO ではより大きな電力予算を確保できるため問題が少なく、例えばキューブサットではより深刻な課題となる。ただし、GSO衛星と比較して軌道が近いため、キューブサットは経路損失が少ないという利点がある。一方で、LEO での寿命はわずか数年LEO 。 キューブサットはRAN NB-IoT RAN を提供可能だが、当然ながら容量とカバレッジは限定的である。ただし、これは衛星構成とサービスシナリオに完全に依存する。

衛星コンステレーションの観点では、地球規模のカバーにはGSO衛星がわずか数基で済むのに対し、LEO 多数の衛星群LEO 。LEO 、極軌道に単一の衛星を配置するだけで不連続な地球規模カバーLEO 。LEO およびシステムLEO ドップラー効果と遅延変動が課題となる。また、追跡エリア(TA)内におけるUEの追跡が課題であり、従来のセルラー通信では特定の基地局に紐付けられていた。GSOでは、地球までの距離による経路損失に加え、遅延が課題となる。

システムの容量は、当フレームワークにおける個々の段階(ページング、ランダムアクセス、手続き的シグナリング+データ交換)の容量によって決定される。特定の衛星構成、付随するRAN 、およびフェージング環境における容量は、GateHouseが実現可能性調査により正確に近似できるものである。 

キャパシティモデリングには、調査対象となるシナリオの範囲やモデリングが必要な機能に応じて、数週間から数ヶ月を要する場合があります。

解析モデリングとシミュレーションの精度は、それぞれに使用される「モデル」に依存する。シミュレータがプロトコルの全要素を考慮する場合、NTNプロトコルと環境のモンテカルロシミュレーションは、実験的検証に次ぐ現実性を備えた最良の選択肢となるだろう。しかし、そのようなシミュレータの開発には長時間を要し、シミュレーションの実行にも長時間(計算負荷が高い)を要する。 一方、我々の実現可能性調査のような解析的枠組みとモデルは、開発時間が短く、非常に高速に実行できる。現時点で我々の知る限り、比較対象として我々の解析と同等のKPIを提供できるNTNNB-IoT 存在せず、我々の結果は性能の良い指標または近似値と見なしている。

到着間隔は、サポート可能なUE数とのトレードオフが可能である。 本フレームワークでは、特定のトラフィック種別において毎秒処理可能な手続き交換数に基づき容量を算出する。例えばシステムレベルで毎秒50回のDoNAS伝送交換をサポートできる場合、これは6秒ごとに300台のUEがDoNAS交換を完了するか、30分ごとに30,000台のUEがDoNAS交換を完了するかのいずれかの形態となる。

マルチキャストにNB-IoT 容量は、以下の要素に依存する:(1) ブロードキャストチャネルのMCS(最小伝送符号化方式)。これはブロードキャストのビットレート/伝送時間と、ブロードキャストの復号を可能にするSNR要件を規定する。(2) サテライト構成とそれに伴うリンク予算。これはブロードキャストに必要なSNRを達成可能なカバレッジエリアを固定し、ひいてはブロードキャストを受信可能なUEの数を決定する。

はい、将来の機能として検討中です。当社の5GNB-IoT ロードマップは、お客様のニーズに基づいて優先順位が付けられています。

水中に沈むことによる最初の問題は、水中での追加的な伝搬損失である。導電性を持つ水は電波を著しく減衰させる。したがって、浅い深度に留まることが重要となる。より良いリンク予算、すなわち指向性アンテナと高出力伝送は、この問題をある程度克服するのに役立つ。

第二の問題は、空気と水という異なる媒質間における屈折である。波が密度の異なる媒質間を移動する際、屈折が生じる。これにより波の進路が曲がり、波の速度も低下する。その結果、波長が短くなるため、水中受信機もこの点を考慮しなければならない。

要するに、水中での状況は非常に困難であり、水面で連絡を取り合うことが有利である。

軌道、構成、アンテナシステムによって大きく異なる。ただし、LEO にある1つのキューブサットを追跡する場合、1~2分間の追跡は可能である。

NGSOでは、地球固定セルにはより高度なアンテナが必要となり、コスト増につながります。一方でシステム全体の管理は容易です。業界ではどちらが優れているか意見が分かれており、現時点で総合的に最も低コストとなる方式を判断するのは困難です。GEO では、伝搬遅延と損失が増加する点を除けば、地上セルラーと非常に類似したシナリオで地球固定セルを実現GEO 容易GEO 。

ハードウェアは再利用可能であるべきであり、ソフトウェアパッチのみで実現可能である。アップリンク伝送セグメンテーションや時間周波数補償といった一部のアルゴリズムは、一部のチップではソフトウェアでの処理が計算負荷が高すぎる可能性があるが、将来的にハードウェアに確実に組み込まれるだろう。ハードウェアプラットフォームには、補償アルゴリズムをサポートするためGNSS受信機も必須である。

状況により異なります。まず、どの衛星からでも地上への接続を確保するため、フィーダーリンクの切り替えが実施されている必要があります。 次に、デバイスが別のセルのカバー範囲に移動する場合、セル再選択を行う必要があるかもしれません。追跡エリアから移動する場合は、追跡エリア更新手順(TAU)を実行しなければなりません。ある衛星を介して接続が確立されている場合、デバイスが追跡エリア間を移動してもこの接続を維持できます。これにはデバイスの追跡エリア更新が含まれる可能性があります。

はい、いくつかの手順ではデバイスとネットワークコア間の同期接続が必要です。R19の議題には、ストア・アンド・フォワード機能に関する検討項目が掲載されています。これは、遅延許容アプリケーション向けの地上接続である不連続なフィーダーリンクの問題を軽減するためのものです。

これまでのリンク予算と実験により、通常の携帯端末を用いたセルラーNTNの実現可能性が示されている。考慮すべき点として、伝搬距離は大幅に増加するものの、衛星基地局は指向性アンテナを活用することで大きな利得を得られることが挙げられる。

UEはRel17においてGNSSによる位置と速度の測定が必要となる。NodeBからは衛星軌道を含む情報が頻繁に送信され、UEがパスロス、タイミングアドバンス、ドップラー効果を算出できるようにする。これにより端末はアップリンク信号を補正するため、NodeBが経験する遅延は地上システムと比較して追加分のみとなる。

はい、通信業界からも採用しています。現在、いくつかの 求人情報を を掲載しております。Gatehouseのエンジニアリングおよびマネジメントチームは非常に多様性に富み、通信・衛星通信分野での豊富な経験を有するだけでなく、non-terrestrial network におけるeNodeB、gNodeB、波形、システムアーキテクチャなどの特定技術分野で業界をリードする存在です。チームメンバーの大半は修士号を保持しており、その他にも通信・衛星通信を専門とする博士号取得者が在籍しています。

いいえ。当社はソフトウェア開発会社であり、衛星事業者などの企業向けにソフトウェアプロトコルを開発しています。これらの企業は当該ソフトウェアを活用して接続サービスを提供しています。

はい。標準的なゲートハウスサポートおよび保守サービスは、通常の業務時間内に実施されます。ただし、お客様は基本サービスに追加オプションとして、365日24時間体制のサポートおよび保守サービスをご契約いただくことが可能です。

原則として、いいえ。当社は市場に対して水平的な製品を提供しているためです。GateHouseは、一部のお客様が専門的なソリューションを開発していることを認識しており、例外的に特定の市場または技術に対する限定的な独占権を認める場合があります。

5G NTN 主要顧客は、衛星事業者です。彼らは自社の5G NTN 追加することを望んでいます。3GPP 開発に加え、当社は独自の宇宙用ソフトウェア(例:防衛プロジェクト向け)の開発にも常に意欲的です。また、地上インフラプロバイダーが宇宙からの5G支援方法を理解できるよう支援も行っています。

当社のBGAN製品については、通常、端末メーカーや検証・妥当性確認テストを実施したい企業と取引を行います。これは、衛星通信にインマルサット/ビアサットを利用しているUAVメーカーなどが該当します。

Gatehouse Satcom 、世界的な衛星通信業界向けに市場をリードする通信ソフトウェアGatehouse Satcom 。

過去25年間にわたり、当社は宇宙からの接続を可能にする15種類以上のソフトウェアソリューションを開発してきました。現在、3GPP 準拠する双方向5GNB-IoT ソフトウェア(NodeB)を開発中です。これはGSOMEO LEO 、ユーザー端末、地上インフラ向けの衛星システムで使用可能で、アップリンクとダウンリンクをサポートします。 2023年には、5GNR New Radio)NTN NodeB向けの物理層(PHY layer)開発を開始しました。

当社の「実証と導入」アプローチにより、調査、実証、導入用ソフトウェアを通じてお客様を支援します。 

はい、オフエアテストとオンエアテストの両方に対応したテストツールを提供しています。当社のBGANテストツール、 BGANアプリケーションテスター および BGANネットワークエミュレーターはオフエアテスト用であり、5GNB-IoT ツールである 5G NTN エミュレーターは、オフエアとオンエアの両方で適用可能です。

要求割り当て多重アクセス(DAMA)および統合波形(IW)は、主に防衛・軍事分野における衛星通信で使用されるプロトコルである。

Gatehouse Satcom 、DAMA/IWネットワークコントローラおよびDAMA/IWプロトコルコンポーネントGatehouse Satcom 。

DAMA/IWは以下のサービスをサポートします:音声、メッセージング、データ、VoIP、ユニキャスト、マルチキャスト、ブロードキャスト。詳細はこちらをご覧ください。

ブロードバンド・グローバル・エリア・ネットワーク(BGAN)は、インマルサットが提供する地球規模の衛星通信ネットワークです。独立系サービスプロバイダーが音声およびブロードバンドサービスを提供するために利用されます。このサービスにより、小型軽量の衛星端末を介して、最大800kbpsの速度でインターネットコンテンツ、ビデオオンデマンド、ビデオ会議、ファックス、電子メール、音声、VPNアクセスが利用可能となります。

はい、レイトレーシングは異なる地形や地理的位置に対して実施可能です。特定のシナリオを作成したり、3GPP を使用することもできます。

はい、「ビーム」とは送信側(TX)からの無線周波数(RF)または「物理的」電力のことで、これは連続関数です。「セル」とは、セルラーネットワークにおける受信側(RX)の論理的実体であり、特定の条件(同期と閾値以上のSNR)が満たされる「ビーム」内の領域として定義されます。

はい、Rel-17ではUEが補償処理を行います。 ダウンリンクでは、UEは従来通りドップラーシフトされたNPSS/NSSS信号に同期します。その後、エフェメリス(サービス衛星の軌道に関する、例えば1秒間正確な記述)を復号し、これによりUEはアップリンク方向(RACH/PUSCH)で送信する際にドップラー効果を事前補正できるようになります。 これはNTN IoT(NB-IoT )およびNTNNRにおける手法となります。

要するに、GEO オーバーヘッドがほとんどGEO 一方、NGSO、LEO より多くのオーバーヘッドLEO 、アンカーチャネルにおけるオーバーヘッドは最大でも数パーセント程度と見込まれる。NTN IoT向けに2つのSIBが定義されており、1つ目はアップリンク同期用、2つ目(5月に定義予定)は不連続カバレッジ環境下でのカバレッジ予測を支援し、モバイル発信(MO)トラフィックの実現性を高めるためのものだ。 最初のSIBはユースケースに関わらず固定サイズだが、LEO 例えば1秒に1回の送信が必要LEO (ただしこれは軌道、衛星ペイロードのGNSS、対象帯域に依存する)。GEO 1回受信するだけでよい。 全体として、このSIBはアンカーチャネルの最大数%を占めるべきである。衛星補助情報(SAI)用SIBはまだ定義されていないが、可変サイズで多数のオプションパラメータを持つと予想される。このSIB-SAIはオプションであり、GEOオーバーヘッドとなるべきではない。SIB SAIは、不連続NGSOでのみオーバーヘッドとして想定されるべきである。 SIB SAIはUEが1回受信すれば十分であるが、衛星移動LEO オーバーヘッドが再び大きくなる。5~10秒に1回の受信頻度が実現可能である。

NB-IoT トランスポートブロックNB-IoT 差異はフェージングモデルとリンク予算にある。衛星ペイロードのリンク予算が衛星セルと同等であれば、TNとNTNの間で典型的なメッセージ長は同等となる。基本的に、衛星ペイロードが適切に設計されていれば、ほとんどのケースでTNと同等の性能を期待できる。

はい、衛星間リンク(ISL)は衛星間のネットワーク接続やルーティングに使用できます。 ただしRel-17では、ベントパイプ衛星ペイロード(地上局が実際の基地局となる中継衛星)に焦点が当てられてきました。したがって、将来のリリースではまず再生型ペイロード(衛星搭載の基地局)へ、その後ISLへと焦点を移す必要があります。現時点でISLを妨げる要素はありませんが、単に標準化されていない状態です。

NTNにおける遅延は、伝搬遅延が大きいため地上ネットワークよりも大きい。一部の衛星コンステレーションでは、地上でも継続的なカバレッジを提供できない場合がある。したがって、NTN向けのIoTデバイスは遅延耐性を持つ必要がある。

確かに、無線アクセスネットワーク(RAN)NB-IoT、LTE、LoRaWANなどは、単にUEと衛星間の通信リンクに過ぎない。このリンクを有用にするには、地上のコアネットワークへのリンクを確立する必要がある。後者のリンクは衛星通信用語でフィーダーリンクと呼ばれ、衛星と大規模な地上局との間に構築される。 サービスリンクは、累積的なRAN (およびその他のテレメトリデータ)を交換するのに十分な容量を提供しなければならない。これが、地上局が通常、大型の可動アンテナと高出力送信機を備えている理由である。

Rel-17はNB-IoT 向けにLバンドおよびSバンドを定義しNB-IoT Rel18およびRel19を通じて拡張NB-IoT 。

KaバンドやKuバンドのような高周波数帯でリンク予算を閉じるための代償は、低周波数帯の単一アンテナ素子と同等の表面積を持つアンテナアレイである。これはより高価で複雑なため、NB-IoTにおいては妥当なトレードオフとは見なされてこなかった。例を挙げると、2GHzから10GHzへ移行する場合、同等のリンク予算を達成するには、同じ表面積をカバーするために5×5のコヒーレントアンテナが必要となる。

GEO の場合、セルは静的なリンク予算を持ち、衛星への仰角はセル全体で変化しない。非静止軌道(NGSO)の地球固定セルの場合、セルは固定位置を持ち、その内部の静止UEも同様であるが、リンク予算と仰角は動的で時間とともに変化するため、衛星通過時にこれらを計算する。 地球移動セルNGSOの場合、セル内ではリンク予算と仰角が静的であるセルが移動し、セルがUEの上を移動する。これは、GEO 内を移動するUE(約7.3km/s程度)と同等である。

3GPP 、チャネルラスターを参照した機能を3GPP 、これによりUEは常に利用可能なチャネルを検索、発見、適切に識別できるようになる。その秘訣は、サービス提供衛星のカバー範囲内で特定のチャネルを検索することにより利用可能なセルを見つけることである。衛星支援情報によってこれを補助することが可能である。

はい、当社の軌道上エミュレーターを用いた実環境テストは可能です。Gatehouse Satcom 、オフエアおよび軌道上テストの両方Gatehouse Satcom 、様々な実環境シナリオをエミュレートするための制御可能かつ完全に設定可能な環境を構築できます。 

TNとNTN間の干渉については検討していない。ネットワークは周波数で分離され、NGSOの場合にはドップラーシフトに対応する適切なガードバンドを設ける必要がある。NTNとTNに割り当てられる周波数帯域とチャネルは、ITU、3GPP ETSIなどの標準化団体によって決定されている。一般的な原則として、干渉が許容されないことは確実である。

3GPP NGSO3GPP 定義するシナリオは2つある:1) 地球固定セル:NGSO衛星がビームを制御し、地上に投影されるセルが移動しないようにする2) 地球移動セル:NGSO衛星がビーム方向を固定し、セルが衛星と共に移動する

ピークスループットは、伝搬時間を考慮しないリンクレベルにおいて、PDSCH(DL)NB-IoT 27 kbits/NB-IoT やや低く、PUSCH(UL)でも同様である。実際には、セル全体でのリンクバジェットに大きく依存して得られるスループットが決まり、これは衛星ペイロードの関数となる。 実現可能性調査では、この評価をさらに一歩進め、静的シグナリングと動的メッセージ交換(アプリケーションペイロードはより大規模なメッセージ交換(例:RA+)に組み込まれる)におけるオーバーヘッドを考慮に入れることができる。

搬送周波数(動作帯域)は実現可能性調査の構成パラメータである。一般的に周波数はリンク予算とドップラー特性を変化させる。

本質的に、実現可能性調査の現実性はシナリオ構成(入力パラメータ)に依存し、結果は概ね近似値、最悪/最良ケースの結果であり、該当する場合は類似のSoTA結果と比較されている。 あらゆるモデリングは、現実をより扱いやすい形で分解または近似しようとする試みである。本実現可能性調査では、無線アクセスネットワークRAN )をフェージングチャネル、リンクレベル、システムレベルの3つの主要部分に分割した。フェージングチャネルは、非常に現実的なレイトレーシングに基づくモデル、より抽象化/一般化されたモデル、あるいは選択に応じて3GPP を用いて開発可能である。 リンクレベルでは、選択したフェージングモデルに基づくリンク性能を特定するため、広範なモンテカルロシミュレーションを実施する。システムレベルでは、多くのプロトコル特性やシグナリングオーバーヘッド(例:各種メッセージシーケンス)を考慮した厳密な解析モデルを採用しており、このレベルは下位2層の現実性に依存する。

当社の 5G NTN Feasibility Study 

6G 5Gの進化6G 6G 、NTN機能をさらに多く組み込むことが期待されている。6G 組み込む3GPP 、2029年のリリース21で6G 。

NGSO衛星の移動に伴うトラフィック接続のハンドオーバーは、リリース17ではサポートされておらず、透過モードでは機上処理が行われません。現在標準準拠ユーザー端末に実装されているハンドオーバー手順およびアルゴリズムでは、トラフィックハンドオーバーのための第2リンクの確立をサポートできません。これは今後のリリースの一部として提供される予定です。

NGSOシステムにおける透過モードの使用に関して、我々は二つの問題点を認識している。

1) 衛星は地上局とユーザー端末の両方から比較的短い時間しか観測できないため、サービスはより短い時間間隔でしか利用できない。

2) 地上局はユーザー端末と同じ衛星のカバーエリア内に設置する必要があるため、海洋など地球表面の広範な領域ではサービスを利用できない。

3GPP において、非地上波ネットワーク向けのプロトコルやサービスに変更はない。地上波ネットワークと同様に、データ伝送のためのPDPコンテキストを確立・維持できる。したがって、接続が切断されない限り、ランダムアクセス手順を適用する必要はない。NGSO通信では伝送時間は数分程度となる見込みであり、GEO ではコンテキストをより長期間アクティブに維持できる。

NPSS、NSSS、NRSの助けを借りて信号を検出でき、その復号中に周波数オフセットを決定できる。この周波数オフセットは非常に大きくなる可能性があり、衛星がUEに近づくほど小さくなることを、処理アルゴリズムによって計算・解決できる。

3GPP 、地上ネットワークと非地上ネットワークの両方で改造なしにサービスを利用可能なマルチモードユーザー端末を規定している。これまでのリリースでは、サービス利用のためにソフトウェアのみを変更したハードウェアで試験を実施してきた。したがって、ハイブリッドモードで動作するユーザー端末の消費電力は、以前のリリースと同等と見込まれる。リンク予算を満たすため、衛星ベースのネットワークで使用される場合、ユーザー端末は衛星に対して見通し内視界を有することが求められる。

透明モード(Rel-17)と比較して、再生モードでは非静止衛星の移動を考慮したNGSO衛星システム向けの強化と最適化が含まれ、ユーザー端末の効率的なブラインドサーチなどを実現する。再生モードにより、フィーダリンクが非アクティブ時でもUEがNodeBと通信可能となり、地球上のあらゆる場所での通信を可能にする。 再生モードでは、NodeBは衛星自体に設置される。

5G NTN NB-IoT をサポートするため、複数のアクセス技術に対応可能であり、かつ複数周波数帯のキャリアを制御できる汎用チップセットが採用される見込みである。

LEO の場合、チップセットは衛星の運動による変動する時間遅延とドップラー効果に起因するタイミングと周波数ドリフトを制御できる必要がある。

地上IoT機器で使用される同種の全方向性アンテナの使用は望ましく、かつ可能である。機器アンテナの利得が低いことを補うため、衛星にはより高い利得を持つ指向性アンテナを装備すべきである。一部の機器では、より高い利得のアンテナを使用してより良いリンク予算を得ることも有益であり、かつ可能である。

NTNおよびTNネットワーク向けの5GNB-IoT 、世界標準となることが見込まれています。周波数割当の取得および申請については、お住まいの地域のITU(国際電気通信連合)にお問い合わせください。

5G標準化の最終的な構想では、接続サービスの提供はMNO(移動体通信事業者)が担うことが想定されている。これにより、IoT端末の接続を必要とするIoT顧客は、デュアルモードネットワーク(地上波と非地上波接続、すなわちTNとNTN)の接続サービスを提供する地域のMNOに直接アプローチすることになる。 この場合、衛星事業者はMNOと契約を結んでいることになる。標準化がこの段階まで進展するまでは、衛星事業者が顧客に直接5Gネットワークを提供し、MNOはケースバイケースで関与するものと予想される。

デバイスは同じGSO衛星に接続を維持できる。衛星が静止しているためである。LEO 地球に対して移動しているため、デバイスは異なる衛星を継続的に再選択する必要がある。そうしないと、接続の途切れが発生する。NB-IoT オーバー手順をサポートしていないため、メッセージ転送は単一の衛星の通過中に完了する必要がある。

NGSO衛星(例:LEO MEO )は地球を非常に高速で周回しているため(最大時速28,000km)、送信信号はドップラー効果の影響を受けます。 数学的アルゴリズムは、衛星とデバイスの(移動)位置を考慮することで送信信号の再構築を支援します。このため、衛星のGNSS位置情報はシステム情報ブロードキャストメッセージ内で送信されます。デバイスの位置は固定設定か、組み込みGNSSモジュール経由で取得されます。これにより、元の信号を復元し、デバイス側でアップリンク送信を事前補正することが可能となります。

地球から36,000kmの高度に静止するGSO衛星では、最大541ミリ秒の伝搬遅延が発生します。 これに対し、600kmのLEO を用いた再生システムでは、衛星と端末の位置関係により伝搬遅延は4~26msの範囲で変動します。3GPP で重点的に検討されている透過型システムでは、LEO 遅延は倍増(8~52ms)します。

衛星と端末の間には多くの場合、直接的な見通し距離が確保されるが、NTNNB-IoT 距離が長いため自由空間伝送損失(FSPL)NB-IoT 。リンク予算は上りリンクと下りリンクで別々に計算される。 アップリンクは単一トーン伝送の採用により理論上最大17 dBの利得増が得られる。GSO衛星のアンテナは通常高利得(約50 dBi)である一方、LEO では利得が低い。この結果、LEO GSOLEO リンク予算は同程度のdB範囲となる。 小型LEO の計算では、ダウンリンクのSNR範囲は-5~0 dB、アップリンクは-2~3 dB(仰角と端末・衛星間の距離に依存)となる。

3GPP に準拠し、LバンドおよびSバンドを基準とした5G NTN を開発中です。具体的な要件や潜在的なユースケースの理解・評価について、喜んでご支援いたします。

5G NTN は、2つの異なる衛星構成で動作する。すなわち、1) 透過モードと2) 再生モードである。

3GPP 標準化グループは、Rel-17において透過モードの仕様策定を開始しており、再生モードは将来のリリースで計画されている。透過モードはGEO NGSO衛星の両方に適合する。

本規格では対応周波数についても検討しています。例えば、周波数が高くなるほど、アンテナサイズに影響するため、性能面での課題が増大すると予想されます。ご自身の衛星設備が5GNB-IoTに対応可能かどうかを評価したい場合は、当社までお問い合わせください。

主な違いは衛星のインフラストラクチャにある。一例として、NodeB機能の配置が異なる点が挙げられる。

衛星システムの構成が5GNB-IoT どの程度サポートできるか評価するお手伝いが必要な場合は、 お問い合わせください。

実現可能性調査により、システムレベルの主要業績評価指標(システム容量、UEのQoS(スループット、遅延)、およびUEのエネルギー消費量)を特定することが可能となる。これはシナリオ定義に基づいて実施されるため、特定の地理的領域(例えばヒマラヤ地域)を定義し、その場所におけるセルまたはUEの性能を評価することが実際に可能である。

使用例としてはGEO LEO GEO 遅延許容型アプリケーションが挙げられGEO GEO 地上波のようなセルを提供できる利点GEO GEO LEO 地球規模(不連続)カバレッジと低い伝搬遅延を提供する利点LEO 。LEO への衛星打ち上げはGEO安価であるため、GEO 高価であり、LEO ペイロードと比較して電力予算の増加を正当化できる。 キューブサットによる新たな宇宙開発競争は、特に低コストLEO 打ち上げを可能にしている。

デバイスが商用利用可能になるまでの期間を活用し、システム構成と要件の理解、ならびに自社インフラ内での概念検証とテストを実施することを推奨します。これにより、Rel-17が商用システムに実装可能となった時点で、準備が整っている状態を実現できます。

Gatehouse Satcom 、小型衛星NB-IoT 5GNB-IoT ESAプロジェクトを成功裏にGatehouse Satcom また、お客様が5G NTN 能力と可能性を理解できるよう、顧客プロジェクトへの継続的な支援を行っています。5G NTN モデルを構築し、3GPP 貢献や様々な顧客プロジェクトに活用しています。さらに、様々な実験室試験や軌道上試験eNodeB 5G NTN NB-IoT eNodeB 構築・試験しました。

当社は衛星通信業界向けのプロトコル開発において長い実績を有し、衛星接続を介した通信に伴う複雑性に関する豊富な経験を有しています。

当社は5G規格を開発3GPP グループの一員であり、衛星通信に関する知見を3GPP 提供しています。

さらに、衛星サービスプロバイダー向けに将来の5G衛星システムの評価を提供し、5G技術の市場投入を推進します。

当社の経験、専門知識、市場への理解が、製品をより成熟させ、俊敏性を高め、優れた最終製品をお届けします。

当社は3GPP の一環として5GNB-IoT を開発中です。これにより、NodeBは標準化のスケジュールに沿って商用化されます。再生モード(Rel.18)は2024年初頭、透過モード(Rel.17)は2022年半ばまでに商用化が予定されています。

5GNB-IoT 正式にNB-IoT 際に備え、システム設定と衛星フリートの見直しを本日よりNB-IoT お勧めします。そのプロセスを喜んでご案内いたします。

地上局インフラには5Gをサポートするためのエッジコンピューティング機能が必要です。詳細については、 お問い合わせください。

当社は、技術的実現可能性調査に基づき、衛星事業者が自社の衛星ネットワークにおける5G NTN 性能を検証・評価する支援を提供します。これには、システム容量の計算、性能トレードオフの分析、および選択されたリンク/フェージング条件とネットワーク構成下での性能最大化に向けた提案が含まれます。

当社は、衛星事業者が様々な実環境シナリオをエミュレートするための制御可能かつ完全に構成可能な環境を構築できる、地上試験および軌道上試験用ツールを提供します。5G NTN 証することで、衛星事業者は完全な商用システムへの投資および5G NTN 実際の打ち上げ前に、システム動作と最終的なビジネスケースに関する貴重な知見を得ることができます。

当社の技術実現可能性調査について詳しくはこちら 技術的実現可能性調査 および当社の 5Gネットワークエミュレータについて

すべては御社のビジネス戦略次第です。IoT市場、特に少量のデータのみを送信するデバイス(ナローバンドIoT)が御社のサービスポートフォリオにとって有益な資産となり得る場合、5GNB-IoT 検討されることをお勧めします。

その理由は、システム構成を分析し、5G戦略を実現するために必要な要件や変更点(例:新たな衛星群の設計、あるいは既存衛星群の調整方法など)を理解するまでに一定の時間を要するためです。

本日よりこの取り組みを開始されることをお勧めします。5G市場が本格化する際に備え、万全の態勢を整えておくためです。システム評価については、喜んでご支援いたします。

3GPPのスケジュールによれば、完全な5GNB-IoT 2024年初頭までに商用利用可能となる(Rel. 18 – リジェネラティブモード)。透過モード向けの5GNB-IoT Release 17で商用利用可能となった。

Release 17について詳しく知りたい場合は、3GPPのRelease 17の機能とサポートされるユースケースについて 議論する当社のウェビナーをご覧ください

5GNB-IoT 市場は、2035年までに直接デバイス向け衛星接続が可能なデバイスが約19億台に達すると予測されている(GSMA Intelligence

NTNサービスは、少量のデータを送信し、最も辺鄙な地域でも接続性を必要とするIoTデバイスを含む、あらゆる分野で期待されています。
5GNB-IoT 公共サービス分野(例:救助)から、物流、農業、石油・ガス、鉱業に至るまで多岐にわたります。

具体的な使用例としては、例えば(1)遠隔地へ進入する緊急車両が病院と通信可能な状態を維持すること、(2)物流・運輸業界におけるコネクテッド車両が貨物の到着情報を提供すること、(3)農場で使用されるIoTセンサーが肥料レベルなどを測定しサプライチェーンを最適化すること、(4)石油パイプラインを監視するIoTセンサーがダウンタイムを回避し安全性を向上させることなどが挙げられる。

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