5G-Systemarchitektur zur Unterstützung von ATSSS

I. ATSSS ist die Abkürzung für Access Traffic Steering, Switching, Splitting;Dies ist eine von 3GPP für 5G (NR) eingeführte Funktion, mit der mobile Geräte (UE) gleichzeitig3GPPundNicht-3GPPZugang, Verwaltung des Datenverkehrs der Nutzer,Kontrolleneue Datenströme, ausgewählte (neue) Zugangsnetze,Wechselnalle laufenden Daten an verschiedene Zugangsnetze zur Aufrechterhaltung der Datenkontinuität undaufgeteiltEinzelne Datenströme, die auf mehrere Zugangsnetze verteilt werden, um die Leistung zu verbessern oder Redundanz zu erreichen.

• Steuerung:Das Netzwerk bestimmt, welche Zugriffsmethode (z. B. 5G und Wi-Fi) ein neuer Datenfluss auf der Grundlage von vom Betreiber definierten Regeln und Echtzeitbedingungen verwenden soll.
• Umschalten:Das Netzwerk überträgt eine laufende Datensitzung von einem Zugangsnetzwerk auf ein anderes. Zum Beispiel kann ein Videoanruf ohne Unterbrechung von Wi-Fi auf 5G umgestellt werden.
• Aufspaltung:Das Netzwerk kann gleichzeitig einen einzelnen Datenfluss zwei oder mehr Zugangsnetzen zuweisen. Dies kann zur Erhöhung der Bandbreite (Linkaggregation) oder zur Gewährleistung der Zuverlässigkeit (Redundanz) verwendet werden.

II. ArbeitsprinzipATSSS kann amIP-Schicht(mit Protokolle wie MPTCP) oderunterhalb der IP-SchichtDie Steuerung erfolgt durch die PCF (Policy Control Function) des 5G-Kernnetzes.auf der Grundlage von vom Betreiber festgelegten Regeln und Leistungsmessdaten aus der Benutzergeräte (UE) und dem Netz selbst.

III. ATSSS-ModiDie wichtigsten ATSSS-Modi sind folgende:

• Primärmodus/Backup-Modus:Wenn der aktive Link ausfällt, wechselt er zum Backup-Link.
• Ladeausgleichsmodus:Der Verkehr wird zwischen verfügbaren Zugangsnetzen verteilt, typischerweise auf der Grundlage eines Prozentsatzes zur Ausgleichslast.
• Mindestlatenzmodus:Der Datenverkehr wird an das Zugangsnetz mit der geringsten Latenzzeit (Rundfahrtzeit) weitergeleitet.
• Prioritätsmodus:Der Verkehr wird zunächst über eine Verbindung mit hoher Priorität gesendet, wenn diese verstopft wird, wird der Verkehr aufgeteilt oder auf eine Verbindung mit niedrigerer Priorität umgeleitet.

IV. Erweiterung der Architektur und FunktionalitätDie 5G-Systemarchitektur wurde erweitert, umATSSSFunktionalität (siehe Abbildung 4).2.10-1, vier.2.10-2 und 4.2.10-3); das 5G-Terminal (UE) unterstützt eine oder mehrere Durchflusssteuerungsfunktionen, nämlichMPTCP, MPQUIC und ATSSS-LL.Jede Flusssteuerungsfunktion in der UE kann Flusssteuerung, Übergabe und Aufteilung zwischen3GPP und Nicht-3GPPZugriff auf Netzwerke gemäß den von dem Netzwerk bereitgestellten ATSSS-Regeln. Für MA-PDU-Sitzungen des Ethernet-Typs muss die UE über die Funktionalität ATSSS-LL verfügen, wobei die folgenden spezifischen Anforderungen an die UPF erfüllt sein müssen:

• - Die UPF kann die MPTCP-Proxy-Funktionalität unterstützen, die mit der MPTCP-Funktion in der UE mithilfe des MPTCP-Protokolls kommuniziert (IETF RFC 8684 [81]).
• - UPF kann die MPQUIC-Proxy-Funktionalität unterstützen, die mit der MPQUIC-Funktion in der UE mithilfe des QUIC-Protokolls kommuniziert (RFC9000 [166], RFC9001 [167],RFC9002 [168]) und seine Multipath-Erweiterung (Draft-ietf-quic-multipath [174]).
• - UPF kann die ATSSS-LL-Funktionalität unterstützen, die der für die UE definierten ATSSS-LL-Funktionalität ähnelt.

IV. ATSSS-Anwendungsmerkmale

4.1Ethernet-TypSitzungen der MA PDUdie ATSSS-LL-Funktionalität (Konvertierung) in 5GC erfordern.

• - UPF unterstützt die Performance Measurement Function (PMF), mit der die UE Zugriffsleistungsmessungen auf der 3GPP-Zugriffsbenutzerebene und/oder nicht-3GPP-Zugriffsbenutzerebene erhalten kann.
• - AMF, SMF und PCF erweitern neue Funktionalitäten, die in Abschnitt 5 näher behandelt werden.32.

4.2Die ATSSS-Steuerung kann eine Interaktion zwischen der UE und dem PCF erfordern (wie in TS 23.503 beschrieben[45]).

4.3Die in Abbildung 4 dargestellte UPF.2.10-1 kann über den N9-Referenzpunkt anstelle des N3-Referenzpunktes angeschlossen werden.

V. Roaming-Szenarien

5.1Abbildung 4.2.10-2 zeigt ATSSS-Unterstützung in einem Roaming-Szenario für die 5G-Systemarchitektur; dieses Szenario umfasst den Heimroaming-Verkehr und die UE ist über 3GPP- und Nicht-3GPP-Zugriff in demselben VPLMN registriert.In diesem Fall, die MPTCP-Proxy-Funktion, die MPQUIC-Proxy-Funktion, die ATSSS-LL-Funktion und die PMF befinden sich im H-UPF.

5.2Abbildung 4.2.10-3 zeigt ATSSS-Unterstützung in einem Roaming-Szenario für die 5G-Systemarchitektur; dieses Szenario umfasst den Home-Roaming-Verkehr,und die UE im VPLMN über 3GPP-Zugang und im HPLMN über Nicht-3GPP-Zugang registriert ist (iIn diesem Fall befinden sich die MPTCP-Proxy-Funktion, die MPQUIC-Proxy-Funktion, die ATSSS-LL-Funktion und die PMF alle in H-UPF.