卫星接入第三阶段的研究-带卫星回程的 5G 系统研究(第 18 版)

1、 关键问题

1.1 关键问题 #1: 考虑动态卫星回传的 PCC/QoS 控制增强

1.1.1 描述

卫星回传在无法构建地面回传连接的偏远地区或关键任务场景中非常重要。

在第 17 版本中，定义了卫星回传类别指示来指示卫星回传信息。然而，如果卫星回传涉及多跳 ISL 或回传连接跨越不同的卫星和地面网络，此指示可能不够。在这种情况下，卫星回传提供的功能可能会动态变化/调整。例如，如果回传路径上使用星间链路，由于链路上的流量工程，回传的延迟和带宽可能会受到影响。卫星回传类别不足以描述这种动态卫星回传特性。

为了更好地服务通过具有卫星回传的基站连接到 5GC 的用户终端 (UE)，需要研究以下主题：

• 确定上行路径卫星回传的包传送延迟或带宽或两者。

• 基于上行路径卫星回传确定的包传送延迟或带宽或两者，进行策略/QoS 控制增强。

• 可以向 AF 开放哪些回传信息，以及如何进行开放？

• 是否以及如何解决动态卫星回传引入的包乱序问题？

1.2 关键问题 #2: 通过板载 UPF 支持卫星边缘计算

1.2.1 描述

本节探讨是否以及如何通过板载 UPF 启用卫星边缘计算服务，例如减少数据传输延迟并最小化回传资源消耗。

注意: 可能需要与 CT4 在板载 UPF 和地面 5GC NFs 之间的 N4 关联方面进行协调。

1.3 关键问题 #3: 通过板载 UPF 支持本地数据交换

1.3.1 描述

如何支持板载 UPF 为通信中的用户终端 (UE) 提供本地数据交换，例如，与地面 PSA 上的现有 5G LAN 本地交换相比，减少端到端延迟？

2、解决方案

2.0 关键问题解决方案图

关键问题解决方案图

2.1 动态延迟解决方案

2.1.1 描述

在 Rel-17 参考架构中，AMF 被配置为识别 TS 23.501第 5.8.2.15 节规定的卫星回传类别。当建立 PDU 会话以及导致使用不同回传连接的变更或切换时，AMF 会通知 SMF 正在使用的卫星回传类别。在漫游情况下，V-SMF 将卫星回传类别中继到 H-SMF。

SMF 将卫星回传类别纳入其策略关联建立过程中，从而通知 PCF。基于此信息，PCF 可以相应地设置 QoS 策略。

注意 1： 对于仅有一种卫星回传类型的 gNB，AMF 检测卫星回传基于本地配置，例如，基于 AMF 识别全局 RAN 节点 ID。

gNB 可能在 N2 和 N3 接口上有多个候选卫星回传，例如 GEO 卫星回传、LEO 卫星回传、带有 ISL 的 LEO 卫星回传。gNB 从可用候选卫星回传集中为其服务的任何用户端 (UE) 使用单个卫星回传连接。下图给出了一个示例场景：

图 2.1.1-1: gNB 有多个候选卫星回程的示例场景

针对上述场景，gNB 在 N2 接口上可能会为不同的卫星回传使用不同的 CP 传输层信息。AMF 基于本地配置的 gNB ID 和 gNB 在 N2 接口上使用的 CP 传输层信息来确定卫星回传类别（即 GEO、MEO、LEO 或 OTHERSAT）。

注意 2：假设 gNB 的 N2 和 N3 接口在某一时刻使用相同的卫星回传。

注意 3：对于 gNB 使用相同 CP 传输层信息的不同卫星回传的部署，假设当 gNB 切换到不同的卫星回传时，OAM 会向 AMF 更新 gNB 的最新卫星回传类型。

为了将此 Rel-17 解决方案适应 Rel-18 中的动态延迟要求，需要了解 QoS 变化。这种可变延迟的意识可以通过重用 SMF 向 UPF 请求 QoS 监控的功能来获得，该功能在 TS 23.501的第 5.33.3.3 款中规定。SMF 可以根据 AMF 发信号的卫星回传类型类别进行配置来请求 QoS 监控，例如，针对 GEO 但不针对 LEO，还可以根据特定触发器（例如与时间相关或与用户终端位置相关）进行配置来请求（再次）QoS 监控。

除了 SMF 已经指定的通知 PCF 卫星类别的情况之外，还需要增强 SMF 以使用回波程序测量 N3 接口，并不仅通知 PCF 卫星类别，还要通知观察到的延迟。

2.1.2 高层架构原则

图 2.1.2-1：动态延迟监控和服务质量调整

1. 当 PDU 会话建立、PDU 会话修改或切换导致到具有不同回传类别的 NG-RAN 时，AMF 基于配置确定卫星回传类别。

2. AMF 通过在 Nsmf_PDUSession_CreateSMContext 或 Nsmf_PDUSession_UpdateSMContext 消息中包含卫星回传类别（如下所述）来通知 SMF 卫星回传类别，如 TS 23.502第 4.3.2.2 款所述。

3. SMF 通过 Nsmf_PDUSession_CreateSMContext Responsed 消息或 Nsmf_PDUSession_UpdateSMContext Response 消息进行响应。

4. SMF 在 SM 策略关联建立期间的 Npcf_SMPolicyControl_Create Request 消息中或 SM 策略关联修改期间的 Npcf_SMPolicyControl_Update Request 消息中包含卫星回传类别，从而通知 PCF 卫星回传类别，如 TS 23.502 第 4.16.4 款和第 4.16.5 款所述。PCF 基于其迄今为止接收到的信息做出策略决策，但此时 PCF 尚未意识到观察到的回传延迟有任何动态变化。基于卫星回传类别，PCF 可能指示 SMF 在 PCC 规则中激活 QoS 监控。

5. 由于 SMF 基于第 2 步中从 AMF 接收到的指示知道使用了卫星回传，并且/或者基于接收到的 PCC 规则，SMF 启动 GTP-U 路径监控，如 TS 23.501 [2] 第 5.33.3.3 款所述，无论 GTP-U 路径是否位于具有动态延迟的卫星回传上。

注意 1：SMF 不必为每个由同一 gNB 服务的每个 UE 的每个 PDU 会话请求回波程序。

6. SMF 接收指示观察到的延迟的 GTP-U 路径监控结果。

7. 收到来自 UPF 的观察到的延迟（步骤 6）后，SMF 启动 SM 策略关联修改，以告知 PCF 卫星回传类别和（可选）观察到的延迟。SMF 可以配置观察到的延迟的裕量，以确定向 PCF 报告的实际使用的卫星回传类别。

8. [条件性] SMF 可以通知 CHF 卫星回传类别和观察到的延迟。此信息可用于计费、网络统计和解决客户投诉。此步骤是异步的，SMF 可以随时在步骤 6 收到延迟信息后启动它。

   注意 2：步骤 8 可以使用充电数据请求/充电数据响应消息在第 3 阶段支持。

9. PCF 根据观察到的 N3 延迟调整 QoS 策略。PCF 可能出于应用特定原因而需要向 AF 报告延迟、卫星回传类别或两者。