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面向5G-Advanced的天地一体化网络 移动性管理研究 徐珉 （1.北京联想软件有限公司，北京 100094; 2.联想研究院，北京 100094） 【摘要】在3GPP近期宣布冻结的Release-17版本标准中，面向天地一体化网络的组网需求，4G和5G空口协议均进行了针对NTN的演进增强。以3GPP Release-17 NTN（包括NR NTN和IoT NTN）移动性管理方案的总结分析为基础，结合天地一体化网络业务连续性需求和3GPP Release-18 NTN研究目标，提出了面向5G-Advanced的天地一体化网络移动性管理增强方案。该方案可以在4G/5G RAN层面进一步实现天基与地基基站之间的无损切换，从而减少天地基站切换造成的业务中断，提升用户的无感体验。 【关键词】天地一体化；非地面网络；移动性管理 doi:10.3969/j.issn.1006-1010.20220904-0002 中图分类号：TN92 文献标志码：A 文章编号：1006-1010(2022)10-0026-09 引用格式：徐珉. 面向5G-Advanced的天地一体化网络移动性管理研究[J]. 移动通信, 2022,46(10): 26-34. XU Min. Mobility Management for 5G-Advanced Space-Ground Integrated Network[J]. Mobile Communications, 2022,46(10): 26-34.
0 引言 随着移动通信服务需求的不断增长和通信技术的不断发展，泛在覆盖、万物互联已经逐渐成为5G演进网络（5G-Advanced）乃至未来6G网络所需具备的基本能力。当前的4G、5G地面移动通信网络（TN, Terrestrial Network），可以有效满足陆地移动通信的大部分需求。但是，由于部署环境、成本以及鲁棒性等多方面因素限制，地面网络较难为偏远地区、隔离地区、海洋及高空空域提供广泛连续的网络覆盖[1]。以卫星为代表的天基通信网络具有天然的部署高度和覆盖范围优势，能够有效弥补地面网络的不足[2]。过去几十年间，由于卫星通信网络和地面移动通信网络分别独立发展，在通信制式和设备等方面形成了天然的隔离。打破网络之间彼此隔离的状态，构成天地一体化网络以实现优势互补，已经成为5G网络演进乃至未来6G网络的愿景目标和重要研究方向之一[3-4]。为此，各国政府部门、业界公司和标准化组织等先后提出技术路线并付诸实践[5]，其中移动通信行业标准组织3GPP的推进具有相当的前瞻性和适用性，并有望率先实现无线接入网（RAN, Radio Access Network）层面的天地一体化网络。
作为移动通信标准的实际制定者，如图1所示，3GPP在5G标准制定初期（即Release-15，5G第一个版本）就启动了针对天基（卫星）/空基（高空平台）与地面网络融合的预研——NR非地面网络（NTN, Non-Terrestrial Network），输出了包含信道特性分析、信道建模和潜在标准影响的技术报告3GPP TR38.811[6]，并在Release-16继续深入研究潜在技术问题和解决方案，进一步输出技术报告3GPP TR38.821[7]。在4G物联网（包括NB-IoT和eMTC）接入方面，同步进行了IoT NTN研究并输出了技术报告TR36.763[8]。在经过多年预研和技术储备之后，3GPP于2022年6月冻结的Release-17版本中正式实现了对NTN基本特性的支持，解决了NTN带来的大传播时延和小区动态变化等新问题，使用户设备（UE, User Equipment）可以通过卫星或高空平台，以5G NR或4G NB-IoT/eMTC协议接入5G或4G网络。此外，3GPP将继续在Release-18（即5G-Advanced第一个版本）开展针对NR NTN[9]和IoT NTN[10]的研究工作，以期实现NTN与TN之间的无缝融合和业务连续性保障等。 由上述可知，3GPP以NTN研究为起点，为天地一体化网络提供了一个自下而上（从接入网到核心网）的、不断演进的解决方案。在Release-17，通过5G/4G协议的针对性增强，搭载天线单元的卫星网络已经可以使用与地面网络相同的NR/E-UTRA空口协议；而在Release-18，如何实现天地网路之间的无损移动性管理，减少业务中断乃至为用户提供无差别的服务体验，已经成为亟待解决的问题之一。这是因为移动性管理对于网络连接和服务的连续性尤为重要，需要充分考虑各类网络的特性和无线资源限制，特别是卫星的高度和移动速度，以及由此造成的高传播时延和小区动态变化等挑战。 1 3GPP Release-17 NTN中的移动性管理方案 为应对NTN固有的大传播时延、小区动态变化等特性，3GPP在Release-17中进行了定位和同步、传输（包括物理层PHY）、用户面（包括MAC/RLC/PDCP层）和控制面（RRC层）协议等方面的一系列增强，基本实现了5G NR和4G NB-IoT/eMTC UE通过卫星或高空平台接入网络。其中，在移动性管理方面主要针对下述问题设计了解决方案。 1.1 模糊的小区边缘效应与基于距离的移动性管理 在地面网络中，由于基站天线高度一般不超过百米，距离基站越远的UE，接收到的信号强度越弱，并越容易受到相邻小区的干扰，因此小区中心和边缘的UE接收信号强度（RSRP, Reference Signal Receiving Power）或质量（RSRQ, Reference Signal Receiving Quality）存在明显差异，即小区边缘效应。基于这一特性，传统的移动性管理设计以RSRP或RSRQ作为基本参照，例如定义了基于服务小区和/或相邻小区RSRP/RSRQ的测量报告触发事件A1～A6用于连接态（RRC_CONNECTED）的小区切换（HO, Handover），其中A3（相邻小区RSRP或RSRQ优于服务小区）和/或A5（服务小区RSRP或RSRQ低于门限且相邻小区RSRP或RSRQ高于门限）还可由基站预先配置为条件切换（CHO, Conditional Handover）执行条件以便UE自主切换；空闲态（RRC_IDLE）或去激活态（RRC_INACTIVE）的邻区测量和小区排序（cell ranking）也是基于服务小区和/或邻区的RSRP/RSRQ进行。 与TN的天线高度不同，NTN的基站天线由卫星（高度600～35 786 km）或高空平台（高度8～20 km）搭载，因此在NTN小区中，小区中心和边缘的RSRP或RSRQ差异并不明显。加之天地信号传播受天气影响（雨衰、雾衰等），NTN小区中的的边缘效应更为模糊。在此场景下，网络难以配置合适的RSRP或RSRQ事件或门限，例如过高的的门限易导致测量报告、条件切换、邻区测量等过迟触发，反之则会过早或频繁触发。因此Release-17 NTN引入了新的衡量准则，特别是基于UE到小区参考点（例如小区中心）的距离进行判断，并与传统基于RSRP或RSRQ的衡量准则相结合，包括： （1）对于连接态切换，定义事件D1用于测量报告触发，当UE距离服务小区参考点（referenceLocation1）的距离大于门限1（distanceThreshFromReference1），且距离相邻小区参考点（referenceLocation2）的距离小于门限2（distanceThreshFromReference2）时，UE触发测量结果上报[11]。 （2）对于连接态条件切换，事件D1同样可以作为执行条件配置，即当UE距离服务小区参考点的距离大于门限1，且距离指定相邻小区参考点的距离小于门限2时，UE切换至指定相邻小区[11]；在传统的A3和/或A5执行条件之外，事件A4（相邻小区RSRP或RSRQ高于门限）也被允许作为执行条件之一进行配置。 （3）对于空闲态或去激活态，当UE距离服务小区参考点（referenceLocation1）的距离大于门限3（distanceThresh）时，UE触发邻区测量[12]。 此外，对于空闲态或去激活态小区排序，基于距离的排序或排除（即仅考虑距离较近的相邻小区）曾作为备选方案，但最终未能获得支持，其原因在于空闲态或去激活态对UE节能要求较高，而该类方案需要UE获取多个相邻小区的参考点并计算距离，实现相对复杂且增益有限。 1.2 卫星运动导致小区变动与基于时间的移动性管理 与TN相比，NTN的另一个重要特性是卫星或高空平台的高速运动，例如低轨道（LEO, Low Earth Orbital）卫星相对地面的运动速度可达7.9 km/s。高速运动带来的直接影响之一便是其生成的小区会频繁变动，由于卫星因能力限制（例如最小波束水平角）或运营规划等多重因素影响，一方面，当卫星无法为当前覆盖区域提供服务时，NTN小区会随之消失（亦称服务链路切换，Service Link Switch）；另一方面，当卫星更换地面基站连接时，NTN小区也会随之变更（亦称回馈链路切换，Feeder Link Switch）。对于前者，Release-17 NTN进一步根据NTN低轨卫星小区的运动状态划分为半静态（Quasi-Earth-Fixed）小区和动态（Earth-Moving）小区，如图2所示，两者的区别在于小区覆盖范围是否会随着卫星运动而不断移动。
观察NTN小区的特性可知，由于小区覆盖存在与时间强相关，在小区消失或发生变动时，UE仍有可能测得较强的RSRP或RSRQ，基于两者的传统移动性管理设计不再完全适用。因此，Release-17 NTN引入了基于卫星服务的时间或时序的衡量准则，并与传统基于RSRP或RSRQ的衡量准则相结合，包括： （1）对于连接态条件切换，引入事件T1作为执行条件配置，即当前时刻为t1-Threshold时，UE开始评估基于RSRP或RSRQ的执行条件，若在限定时长（duration）内该条件满足，则UE切换至指定相邻小区[11]。 （2）对于空闲态或去激活态，quasi-Earth-fixed小区可以由网络广播服务小区的服务停止时间（t-Service），UE需要在t-Service到来之前触发邻区测量，而具体的提前时间标准不作具体规定，取决于UE实现[12]。 需要注意的是，对于连接态，与D1不同，T1目前仅可以作为CHO执行条件配置，而无法作为测量结果上报的触发事件，这是由于连接态下网络可以根据服务停止时间配置UE的测量结果上报；对于空闲态或去激活态，由于Release-17 NTN的研究时长和负荷限制，仅针对quasi-Earth-fixed小区进行了增强，而更加复杂的Earth-moving小区需要在后续的Release-18版本中继续研究。 2 面向5G-Advanced的NTN-TN移动性管理研究 作为实现NTN特性的第一个3GPP标准版本，Release-17针对NTN的场景特性进行最基础的协议增强和标准支持，而出于研究时间和负荷的考虑，一些非紧要的或优化性的研究方向、技术问题和增强方案被降低优先级或搁置，包括基站上星的regenerative模式（目前的transparent模式仅支持天线单元上星）、无GNSS定位能力的UE（目前假设UE具备GNSS定位能力）、NTN-TN互通与双连接（DC, Dual Connection）等。具体到移动性管理方面，尽管UE可以通过SIB1中是否包含NTN专用小区禁止指示（即cellBarredNTN）来区分NTN和TN小区，Release-17 NTN不要求UE具备同时连接NTN和TN的能力，即使在NTN内部，对于不同轨道（例如同步轨道GEO和LEO之间）卫星或高空平台之间的移动性支持也只是可选项（即允许UE仅具备接入GEO、LEO或高空平台之一的能力）[13]，因此相应的技术问题和解决方案并未得到讨论和研究。具体地，天地一体化的业务连续性保障，要求移动性管理能够在保持用户业务不因信令切换导致中断[14]的同时，适应TN和NTN网络、以及NTN网络内从LEO平台到GEO平台的巨大传播时延差异[15-16]；而天地一体化的UE节能，要求移动性管理能够尽量减少TN和NTN多连接[17-18]下（特别是卫星运动导致的）链路失败的影响以及恢复所需的信令交互，在保障UE受益于天地一体化连接[19]的同时，降低UE连接NTN所致的额外信令开销和能耗[20]。 如前文所述，只有在标准协议中支持NTN与TN的互联互通，特别是不同类型网络间移动性管理方案的完备，才能真正打破通信制式和设备等方面的隔离状态，实现一体化优势互补，并为用户提供无感（即用户体验不会感知到天地网络之间的服务差异与能耗差异）的平滑服务。因此在Release-18 NR NTN的研究中，NTN与TN间的移动性管理增强与业务连续性保障已经成为最重要的研究目标之一[9]，包括连接态移动性管理增强和节省切换信令、支持回馈链路切换和CHO的基站间接口信息交互，以及空闲态/去激活态小区重选增强与UE节能，并将NTN与TN之间的移动性定为高优先级。而对于Release-18 IoT NTN，除了预期eMTC会尽量重用NR NTN的方案以外，针对NB-IoT的增强也被纳入研究范畴，包括用于快速连接重建的连接态邻区测量等[10]。 基于上述5G-Advanced的NTN演进方向和天地一体化的业务连续性及UE节能等需求，本文提出多个具有应用前景的移动性管理增强方案，包括支持TN/NTN-NTN的双激活协议栈（DAPS, Dual Active Protocol Stack）切换用户面（UP, User Plane）和控制面（CP, Control Plane）增强方案，以及支持TN/NTN-NTN双连接（DC, Dual Connectivity）的主/辅接入点快速链路重建增强方案等。所提方案的与传统地面网络方案的比较归纳至表1所示：
2.1 TN/NTN-NTN DAPS增强 在Release-15版本中，连接态的切换采用的是硬切换的方式，即UE在接收切换命令之后，首先释放与源小区的连接，然后与目标小区建立连接，因此在切换执行过程中不可避免地存在用户数据中断的情况。在Release-16中，为了满足5G用户业务连续性的需求，引入了DAPS切换，即UE在接收到切换命令之后，在保持源小区的连接的同时向目标小区建立连接，只有UE成功接入目标小区之后，才将源小区的连接释放。DAPS切换通过短时间维持UE与源小区和目标小区的双重连接以及相同的用户面配置，保障了用户数据传输在切换过程中的连续性。在天地一体化网络，特别是TN与NTN融合的网络架构下，为保障TN-NTN或NTN-NTN之间的切换时的业务连续性，Release-16为TN引入的DAPS可以作为基础方案之一。但是，为了适应NTN的特性，特别是NTN与TN的特性差异，传统的DAPS机制面临用户面和控制面的双重挑战。 （1）NTN中的DAPS用户面问题与解决方案 为实现DAPS切换，源小区为UE指示DAPS专用的承载配置，包括在切换过程中用于源小区和目标小区MAC/RLC/PDCP协议层配置等。对于每个所配置的DAPS承载，UE的PDCP层会被重配置为面向源小区和目标小区的统一设置，用于维持切换过程中的PDCP层序列号连续性，进而保证用户数据的按序递交。相应地，面向源小区和目标小区的重排序和复制功能也会被统一配置，只有加密、解密和报头压缩、解压缩等不影响数据顺序的功能会被分开配置。类似地，为了保障切换过程中的用户数据连续性的用户体验，3GPP标准进一步规定，对于所配置的DAPS承载，UE将复制源小区的MAC、RLC层以及逻辑信道（LCH, Logic Channel）配置，面向目标小区建立相同的协议层实体。这种简化设计在TN内部应用是较为合理的，但是在NTN中会遇到新的挑战。 如前文所述，NTN极高的天线高度在带来广泛覆盖的同时，也不可避免地导致UE到网络的传播时延增加，例如相比TN约0.033 ms（以5 km覆盖半径计算）的往返传播时间（RTT, Round Trip Time），NTN的RTT可以达到数十乃至数百毫秒，即使在NTN内，LEO的26 ms和GEO的541 ms之间也有较大差异。综合考虑传统TN的DAPS的统一用户面配置规定和NTN的特殊用户面配置增强，可以发现若在TN与NTN之间，或者使用不同轨道高度卫星（如LEO和GEO）的NTN之间配置使用DAPS时，不可避免地会出现矛盾，具体包括： 1）对于需要涵盖整个RTT时间范围的计时器，如MAC层的sr-ProhibitTimer、RLC层的t-Reassembly、PDCP层的DiscardTimer和t-Reordering等，Release-17 NTN将其取值范围扩展至大于甚至数倍于NTN最大RTT（即541 ms）的范围。若面向目标TN（或LEO-NTN）小区适用源NTN（或GEO-NTN）小区的用户面配置，会出现参数设置过大等问题，反之则会导致参数设置过小。 2）对于在RTT时间范围内无需启动的计时器（没有数据或信令接收），如MAC层的ra-ContentionResolutionTimer、drx-HARQ-RTT-TimerDL和drx-HARQ-RTT-TimerUL等，Release-17 NTN将其启动时间向后偏置RTT时间。若面向目标TN（或LEO-NTN）小区适用源NTN（或GEO-NTN）小区的用户面配置，会出现计时器过晚启动等问题，反之则会导致计时器过早启动。 3）为了避免高传播时延导致的混合自动重复请求（HARQ，Hybrid Automatic Repeat Request）停滞问题，即过多的HARQ反馈或重传导致信道资源占用、可用HARQ进程不足以及缓存器溢出等，Release-17 NTN允许配置UE关闭针对下行数据的HARQ反馈以及针对上行数据的HARQ重传机制。是否允许关闭的配置在MAC层配置实现，并且对于上行传输资源可以额外配置逻辑信道优先级（LCP, Logic Channel Prioritization）策略以限制其可承载的HARQ重传模式。若面向目标TN（或LEO-NTN）小区适用源NTN（或GEO-NTN）小区的用户面配置，会出现HARQ反馈或重传不必要禁止等问题，反之则会导致HARQ停滞等。
为解决上述问题，本文提出DAPS用户面配置增强方案，如图3所示，其创新点在于，有别于传统TN DAPS中简单的用户面配置复制而无基站间交互，通过源小区和目标小区所属基站间的信息交互，确定需要针对TN和NTN各自网络特性所需差异化用户面配置的用户面参数，然后通过以下三种选项之一发送至UE： 1）选项#1a：由目标小区所属基站通过Xn透传信令将差异化用户面配置额外发送至UE，UE针对目标小区应用差异化用户面配置。 2）选项#1b：由源小区所属基站通过空口信令将差异化用户面配置额外发送至UE，UE针对目标小区应用差异化用户面配置。 3）选项#2：直接由源小区所属基站在配置DAPS之初通过空口信令将两套不同的用户面配置发送至UE，UE针对源小区和目标小区分别应用两套不同的用户面配置。 其中选项#1a和#1b的区别在于负责生成差异化用户面配置并送达UE的网络实体及相应的信令流程，该差异化配置在逻辑上位于DAPS配置之后，属于不同的信令消息；选项2不同于选项#1a和#1b，在DAPS配置之初便将两条不同的配置分别送达UE，与DAPS配置使用同一条信令消息。该方案使得UE在执行DAPS切换过程中，既能保证用户数据的顺序，又能够以不同的参数配置契合TN与NTN各自的网络特性。 （2）NTN中的DAPS控制面问题与解决方案 在上文中，用户面方案用于在UE与TN和NTN的无线链路存续前提下，通过差异化配置保障用户数据经不同时延链路到达的无损且按序递交；而与无线链路状态变化导致的普通切换失败类似，源小区或目标小区链路的RLF可能导致DAPS切换失败，这就需要控制面通过信令交互流程来实现上报、处理和恢复的过程。 在面向TN的Release-16中，RLF和切换失败处理和恢复流程未考虑小区或基站的运动，因此无法适用于NTN存在的场景，具体包括： 1）在TN DAPS切换进行中，UE持续监测源小区链路RLF，直至目标小区的随机接入成功完成，在此期间，若源小区链路发生RLF，UE停止该链路上的数据收发但保留其配置；若目标小区链路发生RLF或切换失败，UE试图寻找合适小区发起重建，若无合适小区则进入空闲态。当TN/NTN-NTN DAPS切换过程中源LEO-NTN小区发生RLF时，如果源LEO-NTN小区接近其（t-Service），UE可能无法重建或者恢复源小区链路。若UE需要选择合适小区发起重建，而没有排除可能接近服务停止时间的源小区或目标小区（按照信号最强原则仍有可能被选中），重建可能会进一步失败。 2）在TN DAPS切换失败发生后，若源小区链路仍可用，UE回退至源小区配置并恢复源小区链路，并可以上报DAPS切换失败指示。当TN/NTN-NTN DAPS切换失败发生时，如果源LEO-NTN小区接近其停止服务时间（t-Service），UE可能无法重建或者恢复源小区链路，进而也无法上报DAPS切换失败指示，且当前协议不支持UE在后续连接成功后上报失败原因，以协助网络纠正不合理的DAPS切换配置。 为解决上述问题，本文提出DAPS失败处理增强方案，如图4所示，其创新点在于，在传统TN DAPS失败处理流程基础上，引入针对NTN相关特性的条件配置，即UE参考源NTN小区或目标NTN小区的服务停止时间以及相应的网络配置，以决定是否可以略过不必要的失败处理逻辑，包括在源小区接近或到达服务停止时间时释放源小区链路及其配置，略过在源小区发起重建或恢复，并在后续的小区选择中排除源小区；以及在目标小区接近或到达服务停止时间时终止随机接入，释放目标小区配置，触发切换失败，并在后续的小区选择中排除目标小区。此外，UE可以将接近或到达服务停止时间作为失败原因存储，并在下一次接入网络时上报。
2.2 TN/NTN-NTN DC增强 双连接是5G之初的Release-15版本就支持的网络架构，以满足UE同时接入多个网络节点保障业务吞吐量和连续性、负载均衡和可靠性等需求。与DAPS仅适用于切换过程不同，DC可以适用于任何存在多个可连接节点的场景，可以配置一个主节点（MN, Master Node）和多个辅节点（SN, Secondary Node）并激活其中一个，并且不必要求统一的用户面配置；DAPS的目标在于当切换不可避免地发生时，被动地同时建立TN和NTN两条暂时的无线连接（切换成功后即释放源小区连接），通过有效的控制面信令交互保障切换，以及通过差异化用户面配置（使用相同的用户面承载）保障用户数据的连续性，而DC可以在没有切换需求的情况下，通过主动建立TN和NTN两条连接，充分利用TN和NTN各自的网络优势，使用不同的用户面承载提升用户体验。因此DC无需面对DAPS的用户面和切换失败问题，而主要解决RLF处理和恢复问题，特别是针对TN设计的流程的适用性，具体包括： （1）在TN中，当主小区群（MCG, Master Cell Group，由MN控制）发生RLF时，若配置了快速MCG链路恢复（即T316），UE通过辅小区群（SCG, Secondary Cell Group，由SN控制）向主节点（MN, Master Node）发起恢复请求并启动T316等待答复。若T316超时，则UE发起连接重建。根据图5，对于两种用例（TN作为MN或者NTN作为MN），若SN中存在NTN-SN，当MCG发生RLF并触发快速MCG恢复流程时，UE首先面临是否以及如何选择SCG以发送恢复请求的问题，其中若某个SCG属于NTN-SN控制，则通过该SCG恢复时延较大，且可能由于接近或到达服务停止时间导致发送请求或接收回复失败；另一方面，UE使用统一的T316配置，而TN-SN和NTN-SN所需的信令往返时延存在差异，无法适用同样的T316时长配置。
（2）在TN中，当SCG发生RLF时，若MCG的无线承载没有被暂停，则UE向MN发送SCG失败信息并等待处理；若MCG的无线承载被暂停，则UE发起连接重建。对于用例B（NTN作为MN），在SCG失败恢复过程中，存在NTN-MN由于接近或到达服务停止时间导致恢复失败的可能性。 为解决上述问题，本文提出针对TN/NTN-NTN DC的连接恢复增强方案，如图6所示，包括： （1）在执行MCG快速恢复时，有别于传统TN中直接通过当前激活的SCG及其所属SN发送恢复请求，本方案通过综合考虑所配置SCG及其所属TN/NTN-SN的时延及可用时间等因素，选择时延最低、可靠性最高的SN来发送恢复请求，具体地，还包括为不同时延的TN/NTN-SN配置独立的T316以适配TN与NTN各自的网络特性。 （2）在执行SCG恢复时，有别于传统TN中必须等待回复失败然后才能发起重建，本方案通过考虑MCG及其所属NTN-MN的时延及可用时间等因素，允许UE选择暂停MCG承载或放弃恢复流程而直接进入连接重建尝试。 （3）此外，有别于传统TN中失败信息只能由RLF被动触发，考虑到NTN-MN及NTN-SN服务停止时间的可预测性，本方案还允许UE在服务停止时间到达之前提前触发失败信息上报，从而允许网络根据可预测的RLF信息提前进行连接的重配置。
该方案在TN DC机制的基础上，针对TN/NTN-NTN DC场景优化了信令内容和流程，实现了TN/NTN-NTN DC中RLF的高效处理和恢复。一方面，该方案充分利用了Release-17 NTN所引入的NTN相关信息交互和指示，即MN知晓其所属卫星MCG小区、其为UE配置的SN及所属卫星SCG小区的星历信息、服务停止时间以及MN-SN传播时延等，并可以通过UE上报的定时提前值（Timing Advance）和传播时延差（Propagation delay difference）获得UE-MN、UE-SN传播时延，从而能够有效生成基于MN/SN时间状态的MCG/SCG恢复配置；另一方面，得益于NTN UE的定位能力、卫星MCG/SCG小区星历信息和服务停止时间的获取，UE可以自行计算UE-MN、UE-SN传播时延并根据网络配置执行相应的恢复策略。上述Release-17 NTN所支持的基本信息交互功能使得本方案得以实现。 3 结束语 面向5G-Advanced的演进方向和天地一体化网络的业务连续性需求，本文以3GPP NTN研究和标准进展为基础，归纳总结了Release-17针对NTN的移动性管理机制，结合Release-18 NTN的标准化目标，提出了支持DAPS和DC的天地一体化（即TN/NTN-NTN）移动性管理增强方案，在无线接入网层面以统一的空口协议实现天地网络间的无损切换与同时连接，减少了天地基站间切换造成的业务中断。所提方案可以作为提升天地一体化网络用户的无感业务体验的移动性管理起始方案，并结合5G演进乃至6G天地一体化网络的需求[21]进一步优化，包括但不限于针对NTN动态小区、非连续覆盖场景、NB-IoT/eMTC物联网终端移动性简化等方面的研究和标准化。 参考文献：（上下滑动浏览） [1] 徐珉,胡南,李男. 天地协同组网移动性管理技术研究[C]//5G网络创新研讨会(2019). TD产业联盟,移动通信编辑部, 2019: 48-53. [2] 王爱玲,潘成康. 星地融合的3GPP标准化进展与6G展望[J]. 卫星与网络, 2020(9): 58-61. [3] 刘光毅,王莹莹,王爱玲. 6G进展与未来展望[J]. 无线电通信技术, 2021,47(6): 668-678. [4] 孙韶辉,戴翠琴,徐晖,等. 面向6G的星地融合一体化组网研究[J]. 重庆邮电大学学报: 自然科学版, 2021,33(6): 11. [5] 中华人民共和国科学技术部. “宽带通信和新型网络”重点专项2019年度项目申报指南[EB/OL]. (2019-06-28)[2022-09-04]. http://www.most.gov.cn/mostinfo/xinxifenlei/fgzc/gfxwj/gfxwj2019/201906/W020190619561774531565.pdf. [6] 3GPP. 3GPP TR 38.811 V15.4.0: Study on New Radio (NR) to support non-terrestrial networks; (Release 15)[R]. 2020. [7] 3GPP. 3GPP Technical Report 38.821 V16.1.0: Solutions for NR to support non-terrestrial networks (NTN); (Release 16)[R]. 2021. [8] 3GPP. 3GPP TR 36.763 V17.0.0: Study on Narrow-Band Internet of Things (NB-IoT)/enhanced Machine Type Communication (eMTC) support for Non-Terrestrial Networks (NTN); (Release 17)[R]. 2021. [9] 3GPP. 3GPP RP-221819: NR NTN (Non-Terrestrial Networks) enhancements (Release 18)[R]. 2022. [10] 3GPP. 3GPP RP-221554: WID on IoT NTN enhancements (Release 18)[R]. 2022. [11] 3GPP. 3GPP TS 38.331 V17.1.0: NR; Radio Resource Control (RRC); Protocol specification (Release 17)[S]. 2022. [12] 3GPP. 3GPP TS 38.304 V17.1.0: NR; User Equipment (UE) procedures in idle mode and in RRC Inactive state (Release 17)[S]. 2022. [13] 3GPP. 3GPP Technical Specification 38.300 V17.1.0: NR; NR and NG-RAN Overall description; Stage-2 (Release 17)[S]. 2022. [14] Ye J, Dang S, Shihada B, et al. Space-Air-Ground Integrated Networks: Outage Performance Analysis[J]. IEEE Transactions on Wireless Communications, 2020,19(12): 7897-7912. [15] Aljeri N, Boukerche A. Mobility management in space-ground-integrated networks[J]. Computing, 2022,104(7): 1551-1564. [16] Cui J, Ng S X, Liu D, et al. Multi-objective Optimization for Integrated Ground-Air-Space Networks: Current Research and Future Challenges[J]. IEEE vehicular technology magazine, 2021,16(3): 88-98. [17] Li W, Liu Y, Li X, et al. Three-Dimensional Cooperative Localization via Space-Air-Ground Integrated Networks[J]. China Communications,2022,19(1): 253-263. [18] Zhang X, Dong P, Du X, et al. Space-Ground Integrated Information Network Enabled Internet of Vehicles: Architecture and Key Mechanisms[J]. IEEE Communications Standards Magazine, 2020,4(4): 11-17. [19] Wu Q, Liu J, Zhang N, et al. Guest editorial: Space-air-ground integrated Network with Native Intelligence (NI-SAGIN): Concept, architecture, access and networking[J]. China Communications, 2019. [20] Hong T, Zhao W, Liu R, et al. Space-Air-Ground IoT Network and Related Key Technologies[J]. IEEE Wireless Communications, 2020,27(2): 96-104. [21] Cui H, Zhang J, Geng Y, et al. Space-Air-Ground Integrated Network (SAGIN) for 6G: Requirements, Architecture and Challenges[J]. China Communications, 2022,19(2): 90-108. ★ ★扫描二维码，到知网阅读下载本篇论文 ★原文发表于《移动通信》2022年第10期★ doi:10.3969/j.issn.1006-1010.20220904-0002 中图分类号：TN92 文献标志码：A 文章编号：1006-1010(2022)10-0026-09 引用格式：徐珉. 面向5G-Advanced的天地一体化网络移动性管理研究[J]. 移动通信, 2022,46(10): 26-34. XU Min. Mobility Management for 5G-Advanced Space-Ground Integrated Network[J]. Mobile Communications, 2022,46(10): 26-34.  徐珉（orcid.org/0000-0001-7208-8337）：高级工程师，博士，现任北京联想软件有限公司及联想研究院5G顾问研究员、3GPP标准代表，从事4G和5G移动通信网络技术研究、高层空口协议设计和标准化工作。 《移动通信》投稿方式为在线投稿 请您登录网页投稿系统 链接地址：http://ydtx.cbpt.cnki.net |
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