Stratosphere-First Telecoms #3 — Alineación con NTN: Haciendo que HAPS sea nativo para 5G/6G

Informe ejecutivo

• Objetivo: Hacer que HAPS sea “solo otra RAT” que el núcleo pueda dirigir ( tierra ↔ estratosfera ↔ satélite) en función del rendimiento, el costo, la prioridad o el estado de emergencia.

• Cómo: Interfaces estándar para EPC/5GC; motores de políticas (PCF) para dirección; análisis (NWDAF) para garantía de circuito cerrado; sectores para seguridad pública, salud, servicios públicos y usuarios generales.

• Resultado: una red multicapa que extiende la cobertura, agrega capacidad estacional y mantiene servicios de misión crítica en línea cuando fallan los enlaces terrestres.

1) El plan multicapa

Capas:

• Terrestre (células macro/pequeñas): capa primaria de alta capacidad

• Stratosphere (HAPS) : cobertura de área amplia y dirigible, y capacidad emergente

• Satélite (LEO/MEO/GEO) : alcance global, backhaul y directo al dispositivo (emergente)

Principio: Política > Física. Los dispositivos y flujos se conectan a la capa que mejor se ajusta al SLA, el costo y el riesgo actuales , no simplemente a la que tiene la señal más potente.

2) Plano de control: hacer de HAPS un ciudadano de primera clase

• Identidad y registro: Publicite células HAPS con atributos TAC/TAI y PLMN distintos para una política granular.

• Control de Políticas (PCF):

  • Modo normal: preferir lo terrestre; dirigir selectivamente los UE prioritarios (seguridad pública, salud, servicios públicos) a HAPS.

  • Modo degradado: activar la preempción ; elevar los sectores de seguridad pública; limitar las clases de consumidores.

• Análisis (NWDAF): proporciona radio + telemetría de plataforma (RSRP/SINR, tiempo de conexión, utilización del haz, estado del backhaul) para predecir la congestión y cambiar automáticamente el tráfico.

• Orquestación: trate los haces HAPS como objetos de capacidad direccionables: escale porciones, mueva haces o cambie el backhaul según la intención.

3) Plano de usuario y segmentación entre capas

Defina las S-NSSAI que siguen al usuario/carga de trabajo a través de tierra, HAPS y satélite:

1. MCX de seguridad pública : PTT/video/datos, objetivo de baja latencia, preemisión habilitada

2. Operaciones de salud y emergencias : enlaces hospitalarios, centros de operaciones de emergencia (COE), telemetría médica

3. Servicios públicos/SCADA e IoT : perfiles NB-IoT/RedCap, sensibles a la batería

4. Público en general : tráfico de consumidores de máximo esfuerzo

Continuidad de QoS: mantenga las asignaciones QCI→5QI consistentes de extremo a extremo; preserve la clase a través de HAPS y cualquier red de retorno satelital.

4) Lógica de dirección: quién va a dónde y cuándo

Entradas: KPI de radio, prioridad de segmento, costo/estado del backhaul, estado de energía y banderas de incidentes.

Ejemplos:

• Cobertura diaria: los teléfonos se adhieren a la red terrestre, mientras que los corredores rurales, remotos o en construcción se conectan a las HAPS.

• Aumento repentino de eventos: HAPS agrega haces emergentes; la política limita el rendimiento de los consumidores para proteger las operaciones y la seguridad del lugar.

• Desastre: Prever clases de consumidores; fijar sectores de seguridad pública , salud y servicios públicos a HAPS; habilitar transmisión celular .

• Error en el backhaul: cambiar HAPS al backhaul satelital; limitar la velocidad del video; priorizar la voz/datos MCX y SOS/mensajería.

5) Preparación de dispositivos y ecosistemas

• Teléfonos: Los dispositivos LTE/5G estándar funcionan con HAPS cuando las bandas/PHY están alineadas. Para servicios satelitales directos al dispositivo, se espera capacidad por etapas (mensajería → voz → datos).

• IoT: NB-IoT/RedCap sobre HAPS admite sensores remotos (energía, transporte, agricultura) con batería de larga duración.

• Terminales de seguridad pública: teléfonos inteligentes compatibles con MCX + radios LMR/TETRA conectados a través de una puerta de enlace de interfuncionamiento.

• Aplicaciones: SOS/mensajería, pulsar para hablar, mapas en vivo y telemetría deben degradarse de forma elegante (tasas de bits más bajas, almacenamiento y reenvío) en enlaces restringidos.

6) Soberanía, seguridad y cumplimiento (integrados)

• Residencia de datos e intercepción legal: puertas de enlace orientadas al núcleo en suelo soberano; puntos de LI auditados; registro inmutable.

• Segmento terrestre de confianza cero: mTLS, raíces de confianza de hardware, firmware firmado (SBOM), canales de actualización seguros.

• Custodia de claves: KMS/HSM local para claves SIM/eSIM/de red; flujos de trabajo de credenciales de emergencia.

• Privacidad por diseño: acceso basado en roles a datos de incidentes; políticas de retención explícitas para el tráfico de seguridad pública.

7) Continuidad ante desastres: “Política al rescate”

Cuando la Tierra colapsa, la política cambia la red :

• Tiempo de emisión (TTA): se lanza el HAPS, se fija el haz de paraguas y el segmento de seguridad pública se eleva automáticamente.

• Advertencia pública: Cell Broadcast envía alertas multilingües; los perfiles del dispositivo están sesgados hacia voz/PTT + mensajería.

• Operaciones críticas: hospitales, servicios públicos, bancos y centros de comando mantienen carriles prioritarios; el backhaul satelital se activa si es necesario.

• Devolución del suministro a tierra: a medida que se restauran las torres, la política devuelve el tráfico de consumidores; HAPS permanece como barrera de protección hasta el cierre de MTTR.

8) KPI que demuestran que NTN funciona

Disponibilidad y velocidad

• Tiempo de emisión (TTA) : lanzamiento → primer acoplamiento

• Tiempo de alerta (T2A) : activación de la alerta → recepción del teléfono

Misión crítica

• Latencia de PTT (95.º) , éxito en la configuración de llamada MCX , éxito en el video de la cámara corporal a velocidades de bits limitadas

Eficiencia multicapa

• Tasa de acierto de la política (capa correcta elegida)

• Utilización del haz y PRB por corte

• Tiempo de conmutación por error de backhaul y rendimiento bajo conmutación por error

Impacto empresarial

• Sitios restaurados con soporte HAPS

• Créditos de servicio evitados

• Población bajo cobertura (estimación dinámica)

9) Hoja de ruta del operador de 12 meses

Trimestre 1–2

• Arquitectura de referencia: integración EPC/5GC, políticas PCF, ganchos NWDAF, catálogo de sectores.

• Validación de laboratorio: interoperabilidad con LMR/TETRA, ruta de difusión celular, conmutación por error de backhaul dual.

• Seleccione dos áreas piloto: una de cobertura/capacidad y otra de simulacro de desastre .

Trimestre 3–4

• Vuelo piloto de 60 a 90 días: primero cobertura, luego simulación de desastre (corte de fibra + pérdida de energía).

• Medir KPI; ajustar la dirección y los segmentos; publicar manuales de ejecución para NOC/SOC/EOC.

• Contractualizar: modelo comercial similar al roaming para complementos de consumo; SLA para seguridad pública/servicios públicos; paquetes de resiliencia empresarial.

10) Riesgos y mitigaciones prácticas

Riesgo	Impacto	Mitigación
Ventanas de espacio aéreo/clima	Activación retardada	Planificación estacional; sitios de lanzamiento duales; corredores previamente despejados
Espectro / interferencia	Fallas de conexión; brechas de cobertura	Coordinación temprana; estudios de interferencia; potencia dinámica/inclinación
Fragilidad del backhaul	Incumplimiento del SLA	Ruta dual (microondas + satélite/LEO); marcado de QoS; conmutación por error automática
Incidente de seguridad	Daños regulatorios y reputacionales	Confianza cero; HSM; SBOM; monitoreo continuo; simulacros de equipo rojo
Bloqueo del proveedor	Pérdida de apalancamiento	Interfaces abiertas; backhaul multiórbita; rampas de salida contractuales
complejidad de interoperabilidad	Respuesta lenta a incidentes	Laboratorio prepiloto para MCX + LMR; manuales de ejecución E2E probados; ejercicios regulares

Conclusión: hacer que la capa de red sea agnóstica

La alineación de NTN no es un proyecto científico, sino una buena red . Cuando HAPS se trata como una RAT nativa, las secciones siguen a los usuarios a través de las capas, las políticas dirigen el tráfico según la intención y la resiliencia se vuelve rutinaria. Los ganadores diseñarán una vez para la cobertura, la capacidad y la continuidad , y luego dejarán que el núcleo decida ( tierra, estratosfera o espacio ) en tiempo real.