5G+Advanced卫星网络增强技术专题报告

背景

• ITU、3GPP和CCSA等组织推动5G与卫星通信融合标准制定，3GPP Release 19引入面向IoT终端的存储与转发服务，Release 20聚焦低通量高轨卫星接入场景的语音通信及非IMS通信增强。
• ITU通过《5G卫星无线电接口技术详细规范》，确认3GPP非地面网络（NTN）技术为5G卫星通信唯一技术方案，标志着全球5G进入"天地一体化"新阶段。
• 全球卫星互联网发展迅猛，SpaceX Starlink用户数约达700万，亚马逊Kuiper和OneWeb项目也在推进中。国内GW星座、千帆星座和天通一号系统等计划部署大量卫星，提供多样化服务。

典型的业务场景需求

• 5G-Advanced NTN网络需支持多种业务场景，包括高轨卫星IMS语音通信、多轨道卫星网络接入、应急通信保障、广播组播服务等。
• 高轨卫星IMS语音通信场景面临时延挑战，需优化承载建立、信令、流程和紧急呼叫支持。
• UE间直连通信场景在偏远地区等地面网络无法覆盖的环境中具有重要价值，需支持语音、消息、数据等多种业务类型。
• 多轨道卫星网络场景需解决不同轨道间的负载均衡、资源调度和干扰协调等问题。
• 应急通信场景需支持MPS和MCS等优先级通信机制，确保应急响应等关键通信的优先传输。
• 广播组播服务场景利用卫星通信的大覆盖优势，支持高质量流媒体的卫星广播传输。

面向卫星接入网络通信增强技术

• 针对高轨卫星IMS语音通信，提出基于CP的IMS语音通话、基于UP的IMS语音通话和预建立专用承载增强方案，以及SIP呼叫建立流程精简、消息压缩、消息简化、基于接入类型感知的SIP定时器动态调整方案。
• 针对GEO卫星大覆盖特点可能导致的紧急服务接入问题，提出基于位置的GEO卫星紧急号码动态提供方案，并复用现有位置服务框架，结合NAS安全模式命令程序获取粗略位置信息，并在需要时通过GNSS模块获取精确位置。
• 针对NGSO卫星高动态性带来的5GLAN服务连续性挑战，将GEO卫星UE-to-UE本地通信机制扩展至NGSO卫星星座场景，通过SMF基于AMF报告的卫星ID进行实时判断和动态重新配置ULCL/BP和L-PSA，实现了卫星上UPF的本地流量切换而无需经过地面段。

总结

• 针对高轨卫星IMS语音通信，设计了多层次的技术优化方案，包括承载建立、信令优化、定时器调整和紧急呼叫支持等方面。
• 针对UE间直连通信增强，设计了动态UPF重配置机制，保障了服务连续性。
• 主要技术贡献包括承载管理、信令优化和移动性管理等方面的技术增强方案，为NTN网络在5G-Advanced系统中的实际部署和应用提供了技术参考。