【NTN 卫星通信】卫星和无人机配合的应用场景

1 场景概述

  卫星接入网是一种有潜力的技术，可以为地面覆盖差地区的用户提供无处不在的网络服务。然而，卫星覆盖范围对于位于考古或采矿地点内部/被茂密森林覆盖的村庄/山谷/靠近山丘或大型建筑物的用户可能很稀疏。因此，涉及卫星接入和无人驾驶飞行器(UAV)(安装gNodeB/relay node)的双连接将是可行的，可以为这些服务不足的地区提供更好的连接。
  无人机可以安装gndeb或集成接入和回程(IAB)节点连接到IAB供体站。对于配备iab节点的无人机，多跳回程也可用于扩展与IAB供体的连接。无人机可以通过无线地面回程或卫星连接连接到5G核心(5GC)网络。因此，一个用户可以并发地通过[参考文献:TR 38.821]链接和服务:
  -基于非地球静止轨道(NGEO)的5G卫星接入网和安装gNB /IAB -节点的无人机。
  -基于地球静止轨道(GEO)的5G卫星接入网和安装gNB/IAB 节点的无人机。
  卫星接入点可以实现透明载荷或再生载荷[参考文献:TR 38.821]。用户通过同一运营商同时提供的卫星接入和无人机连接到5GC。无人机的操作可以考虑以下几种情况:
  -无人机已具备gNB功能，如图1所示。
  -无人机也可以作为IAB节点，进一步与5GC连接，如图2所示。

图1 涉及两个3GPP网络，每个网络使用卫星接入或无人机

注意:流量转向和分割发生在HPLMN 5GC中。卫星接入点可以配备透明或再生有效载荷。

图2 涉及两个3GPP网络，每个网络使用卫星接入或无人机

注意:流量转向和分割发生在HPLMN 5GC中。卫星接入点可以配备透明或再生有效载荷。

2 场景的一些预置条件

  该地区有卫星连接，但由于非视线条件，上述情况下的部分用户可能无法获得连接。
  --无人机应配备gndeb功能或ab -node功能。
  --卫星接入网和无人机(安装了gndeb /中继节点)之间有覆盖重叠。
  --作为gndeb或ab节点的无人机应该能够通过卫星或地面回程连接连接到5GC。
  – 5GC通过无人机和卫星接入支持双转向功能。
  --无人机应由5G系统和无人机服务供应商授权和控制。

3 场景服务流程

  爱丽丝现在位于一个考古遗址附近。最初，她获得双重接入，即通过5G卫星接入网和通过无人机(安装gndeb或IAB节点)，而5GC则在两个3GPP网络之间分配流量。根据目标服务质量(QoS)，用户平面流量可以在上行和下行两个3GPP网络之间进行智能导入、分割和切换。考虑拆分的QoS属性包括吞吐量、错误率、延迟和抖动。传输转向和分割也可能取决于无线电链路的特性以及用户的速度。例如，具有低延迟要求的流量应该被分割，引导到具有最低延迟特征的接入链路上。
  过了一会儿，爱丽丝进入网站，开始与她的同事进行视频通话，让他们熟悉网站的情况。她可能会在与卫星网络之间失去连接一段时间，当她在现场时，然后所有的流量都通过无人机处理。当她外出时，基于卫星的连接恢复，5GC继续在两个3GPP网络之间分配流量。因此，如果其中一条可用访问链路上的拥塞增加，或者在临时链路故障的情况下，则用户平面流量将切换到另一条活动接入链路。一旦两条链路都处于活动状态，那么根据QoS要求，用户平面流量将再次在两个3GPP网络之间进行分割和引导。

4 场景使用结果

  由于使用两个接入链路提供的自主流量路径转向、交换和分割，因此在没有任何中断的情况下提供了预期的连接。

5 现有技术对场景的支持情况

  此场景可以利用和扩展当前的服务需求，例如链接到:
  – TS 23.501第5.3.2条中提到的访问流量转向、交换、分割(ATSSS)功能支持本场景中列出的类似功能，但双接入连接仅限于一个3GPP访问和一个非3GPP访问。
  – 5G系统应支持UAS连接及其与UAS正常运行相关的相关程序，如命令和控制(C2)连接、跟踪等。[参考:TS 23.256]
  – 5G系统应支持卫星接入。[参考资料:TS 22.261]
  – 5G系统应支持两个接入网络(卫星和无人机)之间的业务连续性。[参考:TS 23.501]

6 对于标准或者技术的潜在需求

（1）5G系统应能够在考虑这两个3GPP网络之间的QoS要求的同时，使用卫星接入和地面接入(例如，通过安装在无人机上的gndeb或IAB节点)，为相同的数据会话支持两个3GPP网络之间的同时数据传输。
（2）5G系统应能够为跨两个3GPP网络的同一用户的数据会话、数据传输收集收费信息。

7 参考文献

3GPP 22.841