【NTN 衛星通信】衛星和無人機配合的應用場景

1 場景概述

??衛星接入網是一種有潛力的技術,可以為地面覆蓋差地區的用戶提供無處不在的網絡服務。然而,衛星覆蓋范圍對于位于考古或采礦地點內部/被茂密森林覆蓋的村莊/山谷/靠近山丘或大型建筑物的用戶可能很稀疏。因此,涉及衛星接入和無人駕駛飛行器(UAV)(安裝gNodeB/relay node)的雙連接將是可行的,可以為這些服務不足的地區提供更好的連接。
??無人機可以安裝gndeb或集成接入和回程(IAB)節點連接到IAB供體站。對于配備iab節點的無人機,多跳回程也可用于擴展與IAB供體的連接。無人機可以通過無線地面回程或衛星連接連接到5G核心(5GC)網絡。因此,一個用戶可以并發地通過[參考文獻:TR 38.821]鏈接和服務:
??-基于非地球靜止軌道(NGEO)的5G衛星接入網和安裝gNB /IAB -節點的無人機。
??-基于地球靜止軌道(GEO)的5G衛星接入網和安裝gNB/IAB 節點的無人機。
??衛星接入點可以實現透明載荷或再生載荷[參考文獻:TR 38.821]。用戶通過同一運營商同時提供的衛星接入和無人機連接到5GC。無人機的操作可以考慮以下幾種情況:
??-無人機已具備gNB功能,如圖1所示。
??-無人機也可以作為IAB節點,進一步與5GC連接,如圖2所示。
在這里插入圖片描述

圖1 涉及兩個3GPP網絡,每個網絡使用衛星接入或無人機

注意:流量轉向和分割發生在HPLMN 5GC中。衛星接入點可以配備透明或再生有效載荷。
在這里插入圖片描述

圖2 涉及兩個3GPP網絡,每個網絡使用衛星接入或無人機

注意:流量轉向和分割發生在HPLMN 5GC中。衛星接入點可以配備透明或再生有效載荷。

2 場景的一些預置條件

??該地區有衛星連接,但由于非視線條件,上述情況下的部分用戶可能無法獲得連接。
??--無人機應配備gndeb功能或ab -node功能。
??--衛星接入網和無人機(安裝了gndeb /中繼節點)之間有覆蓋重疊。
??--作為gndeb或ab節點的無人機應該能夠通過衛星或地面回程連接連接到5GC。
??– 5GC通過無人機和衛星接入支持雙轉向功能。
??--無人機應由5G系統和無人機服務供應商授權和控制。

3 場景服務流程

??愛麗絲現在位于一個考古遺址附近。最初,她獲得雙重接入,即通過5G衛星接入網和通過無人機(安裝gndeb或IAB節點),而5GC則在兩個3GPP網絡之間分配流量。根據目標服務質量(QoS),用戶平面流量可以在上行和下行兩個3GPP網絡之間進行智能導入、分割和切換。考慮拆分的QoS屬性包括吞吐量、錯誤率、延遲和抖動。傳輸轉向和分割也可能取決于無線電鏈路的特性以及用戶的速度。例如,具有低延遲要求的流量應該被分割,引導到具有最低延遲特征的接入鏈路上。
??過了一會兒,愛麗絲進入網站,開始與她的同事進行視頻通話,讓他們熟悉網站的情況。她可能會在與衛星網絡之間失去連接一段時間,當她在現場時,然后所有的流量都通過無人機處理。當她外出時,基于衛星的連接恢復,5GC繼續在兩個3GPP網絡之間分配流量。因此,如果其中一條可用訪問鏈路上的擁塞增加,或者在臨時鏈路故障的情況下,則用戶平面流量將切換到另一條活動接入鏈路。一旦兩條鏈路都處于活動狀態,那么根據QoS要求,用戶平面流量將再次在兩個3GPP網絡之間進行分割和引導。

4 場景使用結果

??由于使用兩個接入鏈路提供的自主流量路徑轉向、交換和分割,因此在沒有任何中斷的情況下提供了預期的連接。

5 現有技術對場景的支持情況

??此場景可以利用和擴展當前的服務需求,例如鏈接到:
??– TS 23.501第5.3.2條中提到的訪問流量轉向、交換、分割(ATSSS)功能支持本場景中列出的類似功能,但雙接入連接僅限于一個3GPP訪問和一個非3GPP訪問。
??– 5G系統應支持UAS連接及其與UAS正常運行相關的相關程序,如命令和控制(C2)連接、跟蹤等。[參考:TS 23.256]
??– 5G系統應支持衛星接入。[參考資料:TS 22.261]
??– 5G系統應支持兩個接入網絡(衛星和無人機)之間的業務連續性。[參考:TS 23.501]

6 對于標準或者技術的潛在需求

(1)5G系統應能夠在考慮這兩個3GPP網絡之間的QoS要求的同時,使用衛星接入和地面接入(例如,通過安裝在無人機上的gndeb或IAB節點),為相同的數據會話支持兩個3GPP網絡之間的同時數據傳輸。
(2)5G系統應能夠為跨兩個3GPP網絡的同一用戶的數據會話、數據傳輸收集收費信息。

7 參考文獻

3GPP 22.841

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