Page 22 - 网络电信2023年1月刊
P. 22

3.4 卫星非连续覆盖等待定时器                                 期性注册更新或者业务请求。
                本方案建议引入非连续覆盖等待DCW计时器                                 和蜂窝通信相比，卫星通信的覆盖场景不断变化，终端  UE
            （Discontinuous Coverage Wait），以解决当UE使用提供断续           可能面临断续覆盖接入，本方案一方面可以有效避免终端的耗
            覆盖的接入类型和/或RAT类型时的信令过载情况和省电情况，                        电达30%，另外一方面避免了系统的信令过载和不必要的负荷，
            尤其是以下两种场景会引发大量信令超载，严重时甚至会引发                          消除信令风暴的影响。
            信令风暴：当使用同一地理区域中不连续覆盖的NTN RAN 的 UE                        3.5 自适应智能化运维和管理
            （CM-IDLE  状态）失去覆盖，并且不连续覆盖周期大于核心网                         空天地融合网络中存在多种RAT接入，网络节点多，组网更
            分配的周期性注册更新计时器时，一旦UE恢复到覆盖状态（即                         加复杂，对于人工的要求非常高，如果采用手动操作，效率非
            同一卫星被引导为同一区域服务），由于周期性注册更新计时                          常低，且运维在很大程度上依赖于人工的能力和经验，出错的
            器到期，UE  可能会同时发起周期性注册更新流程，引发大量                        概率也非常高，因此需要引入自动化、智能化的运维管理。
            信令超载；当使用同一地理区域中不连续覆盖的NTN  RAN的UE                         运维管理及资源管理面临诸多挑战：卫星的高速移动特性
            （CM-IDLE  状态）失去覆盖，并且不连续覆盖周期大于核心网                     可能会导致拓扑和信道质量的动态变化；卫星所具有的资源和
            分配的周期性注册更新计时器时，UE可能有一些缓冲的上行链                         传输能力也是动态变化。如果遇到突发事件，例如自然灾害导
            路数据要在其恢复为覆盖时传送，并同时发起业务请求过程和                          致对资源的需求动态变化，可能会引起会卫星网络节点拥塞，
            周期性注册更新过程，这也会引发大量信令超载。                               导致网络时延增大，进而引起整个卫星网络路由性能下降；异
                DCW定时器包括两个部分：DCW计时器=（T2-T1）+DCW值。                构高中低卫星节点能力和资源差异很大。传统静态的资源管理
            参数非连续时间段（T2-T1），用于确保UE在该时间段内没有向                      方法难以实现高效的资源动态管理；与传统  5G  核心网相比，
            5GCN发起5G  NAS信令。周期值由UE根据RAN广播卫星星历数据                  网络节点大大增加，组网更复杂。
            计算得出，例如，正在进行的卫星何时将结束为区域服务（例                              运维与管理系统需要对业务流量进行管理，包括预测流量
            如T1）和传入卫星何时将开始为区域服务（例如T2）的时间信                        趋势，并在拥塞控制协议的基础上，通过对流量的预测与优化
            息。参数  DCW值用于UE判断非连续周期后触发5G  NAS信令的等                  调度，智能感知并预防网络的拥塞；同时，作为一个系统的运
            待时长，在5G核心网通过注册流程或终端配置更新流程提供的                         行状态管理系统，融合网管需要保障网络稳定运行，及时检测
            DCW 范围内生成。                                           到网络攻击、网络故障，评估网络运行状态，优化组网。在未
                在定时器运行期间，UE不应向5G CN发起5G NAS信令。而在                 来卫星互联网中，大规模宽带卫星的星上处理能力有限，难以
            DCW定时器到期时，UE应发起5G  NAS信令。从5G核心网的角度来                  自主进行故障感知、入侵检测，因此需要网络运维系统检测故
            看，周期性注册更新过程和/或服务请求过程将随机到达，如图                         障和安全隐患以实现对网络的精准刻画，包括未知网络异常和
            7所示：                                                 故障。为了对运维进行进一步简化，可以引入意图网络，意图
                                                                 网络是一种基于业务意图配置基础设施的网络技术，结合机器
              图7 带DCW定时器的随机5G NAS信令
                                                                 学习能力，提供关键网络洞察，并不断调整硬件配置，以确保
                                                                 满足运维人员的意图，将网络从以设备为中心的模型转变为以
                                                                 融合业务为中心的运维模式。
                                                                     相对于传统陆地网络，空天地一体化网络的运维复杂度激
                                                                 增，以人工为主的运维方式难以为继，通过引入融合网管全方
                                                                 位监控网络运行状况，闭环保障网络高稳运行，预期能够提升
                                                                 50% 的运维效率。


                                                                     四、结束语
                                                                     与传统地面蜂窝通信相比，空天地一体化通信网络组网复
                                                                 杂化、动态化，而且多种异构网络可能长期并存，需要实现动
                                                                 态的网络协同，保障用户体验，提升网络效能，实现网络自智。
                                                                     本文针对未来空天地一体化业务，提出了空天地融合核
                                                                 心网方案，通过部署卫星板载的本地交换，降低了用户通信的
                NTN  RAN广播其卫星星历数据，UE可以从该数据确定何时覆                  时延，增强了可靠性，并在N4接口断链场景下继续保持会话延
            盖将丢失（即T1）以及何时覆盖将恢复（即 T2）。                            续，这极大增强了空天地融合通信的商用可靠性。此外，通过
                AMF  根据运营商策略确定DCW范围，并通过Registration              增强QoS控制、基于AI的用户面策略、智能算网协同调度等技
            流程或UE  Configuration  Update  流程将DCW范围提供给UE。         术，实现空天地一体的深度融合和一致性体验提升。
            UE根据接收到的  DCW范围生成DCW值，并根据生成的DCW值和卫                       在空天地一体化网络的部署过程中，仍然有大量的课题亟
            星星历数据确定DCW定时器。UE和NTN  RAN之间释放AN资源，不                  待解决，包括在非连续性覆盖场景下的终端节电、联合移动性
            连续覆盖周期开始。当UE检测到AN资源释放时，触发DCW  定时                     管理、系统间切换降低非连续性覆盖等问题需要进一步探索和
            器。待DCW计时器过期，UE发起向AMF发送5G  NAS信令，发起周                  研究。

                                                      网络电信 二零二三年一、二月                                           23
   17   18   19   20   21   22   23   24   25   26   27