I. NTN Akses:Random Access Channel (RACH) adalah proses dasar untukkoneksi awal, sinkronisasi uplink, dan otorisasi penjadwalanSementara ini adalah proses yang matang dan dipahami dengan baik dalam jaringan akses radio terestrial tradisional (RAN),Implementasinya di Non-Terrestrial Networks (NTNs) menghadirkan serangkaian tantangan teknis yang unik dan lebih kompleks.
Dalam RAN terestrial, sinyal frekuensi radio biasanya menyebar pada jarak pendek dan dapat diprediksi, dan lingkungan penyebaran relatif stabil; namun,dalam jaringan NTN yang melibatkan Low Earth Orbit (LEO), Medium Earth Orbit (MEO), dan Geostationary Orbit (GEO), sinyal frekuensi radio dipengaruhi olehjarak penyebaran yang sangat panjang, pergerakan satelit yang cepat, area cakupan dinamis, dan kondisi saluran yang bervariasi dalam waktuSemua faktor ini secara signifikan mempengaruhi waktu, frekuensi, dan keandalan saluran yang mengandalkan proses RACH tradisional.
II. NTN Karakteristik: Karena jarak transmisi yang sangat panjang, pergerakan satelit yang cepat, dan kondisi cakupan dan saluran yang bervariasi dalam waktu, NTN memiliki kelemahan kritis yang unik (misalnya, penundaan penyebaran yang besar,Waktu perjalanan panjang, pergeseran Doppler, mobilitas balok, dan domain perdebatan besar) yang sangat menantang dan mempengaruhi perilaku dan kinerja saluran akses acak (RACH) terminal.satelit tunduk pada batasan ketat dalam hal ketersediaan spektrum dan anggaran daya, membuat mekanisme akses acak yang efisien dan kuat sangat penting.
III. Dampak dan Solusi:Untuk mengatasi kesulitan yang ditimbulkan NTN untuk akses terminal, 3GPP telah membahas beberapa masalah dalam spesifikasi, tetapi aspek berikut memerlukan perhatian:
Dampak:Dalam jaringan NTN, karena luas sel yang besar, pergerakan satelit, dan jarak yang bervariasi antara UE dan satelit, perkiraan waktu lebih kompleks daripada pada sistem terestrial.Perkiraan TA yang salah dapat menyebabkan transmisi uplink jatuh di luar jendela penerimaan satelit, yang mengakibatkan tabrakan atau kegagalan penerimaan total.
Solusi:Teknik perkiraan TA yang canggih diperlukan, seperti menggunakan data satelit ephemeris, bantuan GNSS, atau algoritma prediktif,untuk secara dinamis menyesuaikan keselarasan waktu UE dan mempertahankan sinkronisasi uplink.
Dampak:Gerakan relatif antara satelit dan UE memperkenalkan pergeseran Doppler yang signifikan, terutama dalam sistem Low Earth Orbit (LEO).Gangguan sinkronisasi frekuensi, dan meningkatkan kemungkinan kegagalan upaya RACH.
Solusi:Mekanisme pra-kompensasi dan pelacakan frekuensi Doppler yang kuat diperlukan di kedua sisi UE dan jaringan untuk mempertahankan kinerja RACH yang dapat diandalkan dalam kondisi mobilitas tinggi.
Dampak: NTN link tunduk pada atmosfer attenuation, bayangan, scintillation, dan jarak jauh kehilangan jalur.Faktor-faktor ini meningkatkan tingkat kesalahan blok dan dapat mempengaruhi kemampuan UE untuk menerima pesan RAR dengan benar setelah berhasil mengirimkan preambule.
Solusi:Modulasi dan pengkodean adaptif, kontrol daya, dan desain lapisan fisik yang kuat diperlukan untuk mempertahankan deteksi dan pemrosesan RACH yang dapat diandalkan di bawah berbagai kondisi saluran.
Dampak: Sinar satelit biasanya mencakup area geografis yang sangat luas, berpotensi melayani ribuan UE secara bersamaan.Hal ini secara signifikan meningkatkan tingkat perselisihan RACH dan kemungkinan tabrakan, terutama dalam skenario akses skala besar.
Solusi:Pembagian sumber daya RACH yang efisien, kontrol akses yang sadar beban, dan mekanisme manajemen perselisihan cerdas diperlukan untuk meningkatkan kinerja akses acak.
Dampak:Jarak fisik yang besar antara UE dan satelit membawa keterlambatan propagasi satu arah yang signifikan dan RTT yang lebih lama.waktu perjalanan pulang (RTT) untuk tautan satelit orbit geo (GEO) dapat mencapai ratusan milidetikPenundaan ini secara langsung mempengaruhi waktu pertukaran pesan Random Access Response (RAR), yang berpotensi menyebabkan timeout timer prematur, peningkatan tingkat kegagalan akses,dan keterlambatan akses yang berkepanjangan.
Solusi:Timer yang terkait dengan RACH, seperti Jendela Tanggapan Akses Acak (RAR) dan timer resolusi tabrakan, harus dirancang berdasarkan nilai RTT khusus NTN.Konfigurasi timer NTN-aware sangat penting untuk mencegah retransmisi yang tidak perlu dan kegagalan akses.
Dampak: Sejumlah besar peralatan pengguna (UE) yang bersaing untuk sejumlah kecil preambule RACH meningkatkan kemungkinan tabrakan preambule, sehingga mengurangi efisiensi akses dan meningkatkan latensi.
Solusi:Skema resolusi tabrakan yang canggih, alokasi preambel dinamis, dan teknik penghalang akses yang dioptimalkan NTN adalah kunci untuk mengurangi kemungkinan tabrakan.
Dampak:Sinkronisasi awal dalam NTN rumit oleh ketidakpastian waktu yang besar dan pergeseran frekuensi.Kegagalan untuk mencapai sinkronisasi yang akurat dapat mencegah peralatan pengguna (UE) dari memulai proses Random Access Channel (RACH) sama sekali.
Solusi:Teknik sinkronisasi yang ditingkatkan, yang menggabungkan akuisisi waktu yang tepat, kompensasi Doppler, dan kesadaran posisi satelit, diperlukan untuk akses acak yang sukses.
Dampak:UE dalam NTN mengalami variasi yang signifikan dalam kehilangan jalur tergantung pada posisi mereka relatif terhadap sinar satelit.sementara daya yang berlebihan dapat menyebabkan gangguan antar-UE.
Solusi:Mekanisme kontrol daya yang adaptif dan sadar lokasi sangat penting untuk menyeimbangkan keandalan deteksi dan manajemen interferensi.
Dampak:Sistem NTN sangat bergantung pada arsitektur multi-beam. UE mungkin perlu melakukan akuisisi beam atau switching selama proses RACH, yang meningkatkan kompleksitas dan latensi.Solusi:Penemuan sinar yang efisien, pelacakan sinar, dan mekanisme switching sinar yang mulus sangat penting untuk memastikan pelaksanaan RACH yang dapat diandalkan dalam sistem NTN berbasis sinar.
