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NTN(非地上ネットワーク):追跡のための衛星通信

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NTN(非地上ネットワーク):追跡のための衛星通信
NTN(非地上ネットワーク):追跡のための衛星通信

NTNの概要

NTN(Non-Terrestrial Networks)は、衛星やその他の地上以外のプラットフォームを用いて、地上の携帯電話基地局を超えてモバイル接続を拡張するための3GPP標準化手法です。簡単に言えば、資産が利用可能な地上ネットワークから遠く離れている場合でも、追跡デバイスが報告し続ける仕組みです。. (1)

NTNが活躍する場面:

  • 遠隔地やインフラが限られた地域(牧草地、山岳地、海路)で追跡する
  • 小さなメッセージも届けられる「最後の手段」の担い手が必要だ
  • ベアラが変わっても(今日は携帯電話、明日は衛星)1つのバックエンドエクスペリエンスが必要です (2)

NTNは追跡に関するどのような問題を解決しますか?

追跡が途切れる部分で失敗することがあります。デバイスが「オフライン」になっているからではなく、カバレッジが不均一なためです。ルートの最後の5%が最も重要な部分となることがよくあります。.

トラッカーは小さなメッセージを送信するだけで済みますが、LTE-MやNB-IoTが利用できない場合でも、また ロラワン ゲートウェイ 数マイル離れています。ハイブリッド地上回線とNTNの組み合わせは有利なアプローチであり、GSMAはNTNを地上回線の代替ではなく補完するものと明確に位置付けています。. (2)

実際の展開では、このパターンがよく見られます。動物が最後のタワーを通過したり、資産が境界を越えて移動が乱雑になったり、サイトが一時的なものになったりします (イベント、季節限定の農場、ポップアップヤード)。.

NTNは、インフラ構築(設置など)を正当化できない場合の実用的な答えです。 ゲートウェイ) ですが、定期的な生存証明と位置情報の報告は依然として必要です。.

NTN (非地上ネットワーク) はどのように機能しますか?

NTN は依然として「セルラー思考」を貫いていますが、リンクに衛星が使われているだけです。.

追跡デバイス: 位置を収集 (通常は GNSS) > 小さなペイロード (場所、状態、アラーム) を構築 > それを NTN リンク経由で衛星アクセス ノードに送信 > オペレータと IoT バックエンドにルートバック (セルラー方式と同様) (1)

衛星バンド(FR1 NTN): 3GPPは新しいNTNバンドn255(Lバンド)とn256(Sバンド)を導入し、 ETSI TS 38.108 アップリンクとダウンリンクの範囲をリストします。.

重要な現実確認: 衛星リンクは、特にLEO衛星群では地上リンクよりも伝播遅延が長く、ドップラー効果が高くなります。これは当然のことです。そのため、NTNの追跡設計では、通常、短いペイロード、調整されたレポート間隔によるスマートなスケジューリング、そしてイベントベースのアラートによる慎重な電力計画が優先されます。. (3)

追跡におけるLEO(低軌道)とGEO(静止軌道)

NTN は、無人航空機システム (UAS) またはさまざまな衛星群の衛星を使用して、リレー ノードや基地局などの伝送機器を伝送するネットワークまたはネットワークのセグメントです。.

NTNのトラッキングの世界には4つの 「衛星はどこを飛んでいるか」のオプションがあり、それらの選択肢は、遅延、ドップラー、デバイスが衛星を観測できる頻度として表示されます。. 

  • 低地球軌道(LEO): 高度500~2,000kmの円軌道(遅延が少なくリンクバジェットは向上するが、カバーに必要な衛星数は増加)
  • 中軌道(MEO): 高度8,000~20,000kmの円軌道
  • 静止軌道(GEO): 地球の赤道上空 35.786 km の円軌道 (注: 重力の影響により、静止軌道衛星は公称軌道位置の周囲数 km の範囲内で移動し続けます)。.
  • 高度楕円軌道(HEO): 地球の周りを回る楕円軌道。. (1)

通常、追跡においては、LEOとGEOがその特性から最も人気のある選択肢です。すべての計算は必要ありませんが、トレードオフは必要です。.

  • LEO(低地球軌道): 衛星の移動、急速に変化する電波状況、多くの場合「応答性」の向上などですが、ドップラー効果も重要です。.
  • GEO(静止軌道): より静的なジオメトリで、通常は遅延が大きく、定期的なメッセージングや「とにかく通過させる」更新に最適です。.

NTN (Non-Terrestrial Networks) が他と異なる点は何ですか?

カバレッジが最優先です。.

NTN が存在するのは、地上ネットワークにエッジがあり、そのエッジがビジネス リスクとなっているためです。.

ハイブリッドが勝利のパターンです。.

ほとんどの追跡システムでは、衛星通信を24時間365日稼働させているわけではありません。利用可能な場合は地上回線を使用し、必要な場合にのみNTNに切り替えます。GSMAは、IoT向けのセルラー/NTNハイブリッドアプローチについて明確に議論しています。. (2)

バンドは標準化されています。.

3GPPはFR1 NTNで専用の衛星運用帯域を規定しており、例えば n255とn256, アップリンクとダウンリンクの範囲は ETSI TS 38.108 で定義されています。. (4)

追跡におけるNTNとLTE-M / NB-IoT / LoRaWANの比較

あなたが関心のある質問NTNLTE-M / NB-IoTロラワン
ローカルインフラなしでも動作はい(衛星)オペレータのカバーがある場合のみあなたが持っている場合のみ ゲートウェイ または公衆 ロラワン ネットワーク
最適な用途リモートフォールバック、カバレッジギャップセルラーが存在する場合の定期的な報告ゲートウェイの配置を制御できるプライベートまたは広域 LPWAN
典型的なペイロードの考え方小規模、スケジュール、例外駆動小規模から中規模、より頻繁に可能小型で通信時間を意識する


Lansitec NTNデバイス:NTN家畜追跡タグ

これは、NTN を追跡にどのように使用すべきかを示す明確な例です。つまり、衛星のみではなく、設計によるマルチネットワークです。.

接続スナップショット(カタログより)追跡機能(購入者が尋ねる実用的な機能)パワーと耐久性(現場の現実)
NTN: n255/n256、LEOおよびGEOのピークレートが記載されているLTE-M + NB-IoT + ロラワン ハイブリッド操作のための同じデバイス内シム: ナノSIMまたはeSIMジオフェンスサポートとアラームサポート設定可能なレポート間隔(ハートビート、GNSS、Bluetooth)FOTA over Bluetoothサポート500 mAh 充電式バッテリー + 内蔵ソーラーパネル IP66 侵入保護 GNSS 精度は <2.5 m (CEP50) と記載されています

よくある質問

追跡用NTN(非地上ネットワーク)について

  • NTN は「本物のセルラー」ですか、それとも独自の衛星リンクですか?

    この文脈では、, NTN 3GPP標準化を参照 非地上ネットワーク 衛星やその他の地上以外のプラットフォームをモバイル エコシステムに統合します。. (1) 

  • n255 と n256 とは何ですか?

    それらはFR1です NTN 指定されたアップリンクおよびダウンリンク周波数範囲を含む、ETSI TS 38.108 で定義された衛星運用帯域。. (4) 

  • トラッカーは常に NTN を使用する必要がありますか?

    通常はそうではありません。実用的な設計はハイブリッドです。LTE-M/NB-IoTを使用するか、 ロラワン 空いている場合は予約してください NTN カバレッジギャップまたは例外アラートの場合。. (2) 

  • NTN は報告頻度を変更するのでしょうか?

    はい。衛星通信は遅延や移動ダイナミクスが異なるため(特にLEO)、 NTN 追跡設計では、短いペイロードと調整されたレポート間隔が優先されます。. (3) 

  • NTNはLTE-M、NB-IoT、あるいは ロラワン?

    通常はそうではありません。実用的なモデルはハイブリッドです。日常的な交通には地上回線を使用し、, NTN 回復力と遠隔地からのカバー範囲を実現します。.

  • NTN は位置追跡のみに使用できますか?

    いいえ、しかし、ペイロードは小さく周期的なので、追跡は非常に適しています。3GPPは特に NTN 農業や物流などの分野への IoT。.

  • NTNは5Gの進化の一部ですか?

    はい。3GPPリリース17では、「NR over NTN」と「IoT over NTN」がリリース17の項目として明示的に記載されています。. (5) 

参考文献および参考文献:

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