一、背景描述

对于基于不连续卫星覆盖，该解决方案旨在解决以下场景：当用户设备 (UE) 在恢复覆盖之前一直没有服务，以及当 UE 检测到新的无线电接入技术 (RAT) 类型时，如何减少对目标系统的影响。所考虑的 NTN RAN 是准地球静止卫星，它通过在 TS 38.300中定义的转向波束在同一地理区域内提供有限时段的覆盖。对于新检测的 RAT 类型，如果 RAT 类型是中地球轨道 (MEO)/低地球轨道 (LEO) 卫星，则只考虑准地球静止卫星，因为地理上的 UE 分布无法提供足够的随机化。假设地面 RAT 类型和提供 RAT类型的地球静止轨道卫星与提供不足够随机化的准地球静止卫星类似，即仅在地球上扫频的 MEO/LEO 卫星被假定为提供足够的随机化。

该解决方案建议引入一个新计时器，名为不连续覆盖等待 (DCW) 计时器，以解决以下情况下的信令过载和节电问题：UE 使用提供不连续覆盖的接入方式和/或 RAT 类型时，尤其是：

• 当使用在同一地理区域提供不连续覆盖的NTN RAN的UE（处于 CM-IDLE 状态）失去覆盖，并且不连续覆盖周期大于CN 分配的周期性注册更新计时器时，由于周期性注册更新计时器到期，UE可能在恢复到覆盖范围（即同一个卫星被转向服务同一个区域）时同时启动周期性注册更新流程。这将导致信令过载。

• 当使用在同一地理区域提供不连续覆盖的 NTN RAN 的 UE（处于 CM-IDLE 状态）失去覆盖，并且不连续覆盖周期大于 CN 分配的周期性注册更新计时器时，UE 在恢复到覆盖范围（即同一个卫星开始服务同一个区域）时可能有一些需要发送的缓冲上行数据，并同时启动服务请求流程和周期性注册更新流程。这将导致信令过载。

• 当使用在同一地理区域提供不连续覆盖的 NTN RAN 的 UE（处于 CM-CONNECTED 状态）失去覆盖并且有上行流量正在进行时，UE 在恢复到覆盖范围（即同一个卫星即将服务同一个区域）时可能会立即启动服务请求流程。这将导致信令过载。

• 不连续期间（T2-T1）：用于确保UE在此期间不向5GCN发起任何5G NAS信令。该时间段由UE基于RAN广播的卫星星历数据计算得出，例如当前卫星结束服务区域的时间（T1）和新卫星开始服务区域的时间（T2）。

• DCW值：用于确定不连续期间结束后，UE在触发5G NAS信令之前需要等待的时间。DCW值在5G CN通过注册过程或UE配置更新过程提供的DCW范围内生成。

• 偏移量（可选）：由AMF提供，用于区分用户的接入优先级。例如，对于高优先级用户，偏移量可以为0；对于低优先级用户，偏移量可以是固定值，例如1秒，以给予高优先级用户更多的接入机会。

在DCW计时器运行期间，UE不得发起任何5G NAS信令。当DCW计时器到期时，UE将发起5G NAS信令。通过这种方式，从5G CN的角度来看，周期性注册更新过程、服务请求过程和移动性注册过程将以随机方式到达。

带有 DCW 定时器的随机 5G NAS 信号

三、流程

使用 DCW 定时器的高级流程

1. UE 根据接收到的 DCW 范围生成 DCW 值，并根据生成的 DCW 值和卫星轨道数据计算 DCW 计时器。

1. DCW 计时器到期。
2. UE 启动向 AMF 发送 5G NAS 信令。5G NAS 信令可用于建立周期性注册更新流程和/或服务请求流程。

3.2 解决方案的高层次过程

1. 卫星星历数据广播：NTN RAN广播其卫星星历数据，UE可以根据这些数据确定何时失去覆盖（T1）以及何时恢复覆盖（T2）。
2. DCW范围的确定：AMF根据运营商政策确定DCW范围，并通过注册过程或UE配置更新过程将其提供给UE。
3. 生成DCW值：UE基于接收到的DCW范围生成DCW值，并根据生成的DCW值和卫星星历数据确定DCW计时器。
4. 释放AN资源：不连续覆盖期间开始时，UE和/或RAN可能会释放AN资源。
5. 触发DCW计时器：当UE检测到不连续覆盖开始时，触发DCW计时器。
6. DCW计时器到期：DCW计时器到期后，UE发起5G NAS信令，如周期性注册更新过程或服务请求过程。

四、对服务、实体和接口的影响

NTN RAN:

• 广播卫星轨道数据，包括例如正在进行的卫星何时结束为该区域提供服务的时间信息（例如 T1）和即将到来的卫星何时开始为该区域提供服务的时间信息（例如 T2）。

UE:

• 接收 DCW 范围。

• 接收卫星轨道数据。

• 在 DCW 范围范围内生成 DCW 值。

• 基于生成的 DCW 值和卫星轨道数据计算 DCW 计时器。

• 检测不连续覆盖期开始。

• 运行 DCW 计时器。

AMF:

• 通过初始注册程序或 UE 配置更新程序向 UE 发送 DCW 范围。

• 根据运营商策略确定 DCW 范围。

五、解决方案评估

该方案为经历 MEO/LEO 卫星不连续覆盖的 UE 引入了“等待范围”。关于波束可控性，有两种 MEO/LEO 卫星。根据 UE 的地理分布，提供非可控波束的 MEO/LEO 卫星（其波束在地球表面扫射）被认为提供了足够的随机化（速度约为 7.5 km/s）。但是，提供固定波束足迹的可控波束 MEO/LEO 可能无法为 UE 产生随机化，这需要“等待范围”来降低对 RAN 和 AMF 的过载影响。

支持现有的随机化访问解决方案，例如，当 IDLE UE 启动 AS 级随机访问程序时，会导致在发送 NAS 消息之前对 UE 访问尝试进行节流。

NAS 级“等待范围”将在 UE 访问相同的 MEO/LEO 卫星覆盖范围并访问新检测的 RAT 类型以启动 NAS 程序时随机化 UE。

与其他情况相比，UE 保持无服务的情况更为常见，因为卫星通常在农村地区或难以到达地区提供服务，而不是在存在地面覆盖的地面地区。在这种情况下，DCW 计时器还可以减少 UE 在不连续覆盖期间的功耗。但是，如果 UE 在不连续期间离开此卫星覆盖区域并且 DCW 计时器正在运行，则 UE 应禁用 DCW 计时器以访问新的目标系统。

还有一个优势是为卫星用户提供差异化优先级访问机制。附加偏移量为低优先级用户提供固定值的延迟访问。