CHINA Shenzhen Olax Technology CO.,Ltd Unternehmensnachrichten

In 5G (NR) ist eine PDU-Sitzung eine logische Verbindung zwischen dem Endgerät (UE) und dem Datennetzwerk (z. B. Internet oder Unternehmensnetzwerk), die für die Datenverkehrsübertragung zuständig ist und Dienste wie Browsen oder Sprache (VoNR) unterstützt. Die PDU-Sitzung des UE wird von der SMF (Session Management Function Unit) verwaltet und transportiert Datenverkehr, der bestimmten Quality of Service (QoS)-Streams zugeordnet ist, wodurch differenzierte Service-Levels erreicht werden. Die von 5G (NR)-Endgeräten unterstützten PDU-Sitzungstypen sind von 3GPP in TS23.501 wie folgt definiert:   I. Beziehung zwischen UE und SMF   1.1Während des Lebenszyklus der PDU-Sitzung kann das Endgerät (UE) Konfigurationsinformationen von der SMF abrufen, einschließlich: Die Adresse des P-CSCF; Die Adresse des DNS-Servers. Wenn das UE dem Netzwerk anzeigt, dass es (D)TLS-basiertes DNS unterstützt, und das Netzwerk die Verwendung von (D)TLS-basiertem DNS erzwingen möchte, können die von der SMF über die PCO gesendeten Konfigurationsinformationen auch die entsprechenden DNS-Server-Sicherheitsinformationen enthalten, die in TS 24.501[47] und TS 33.501[29] angegeben sind. GPSI des UE. Das Endgerät (UE) kann die MTU, die das UE berücksichtigen sollte, von der SMF abrufen, wenn die PDU-Sitzung eingerichtet wird, wie in Klausel 5.6.10.4 detailliert beschrieben.   1.2Während des Lebenszyklus der PDU-Sitzung umfassen die Informationen, die das UE bereitstellen kann, die SMF: Anzeige, ob P-CSCF-Reselection unterstützt wird, basierend auf den in TS 24.229[62] (Klausel B.2.2.1C und L.2.2.1C) angegebenen Verfahren. PS-Daten-Aus-Status des UE.   ----Der Betreiber kann NAT-Funktionalität im Netzwerk bereitstellen; die Unterstützung für NAT ist in Release 18 nicht spezifiziert.   II. Ethernet und PDU-Sitzungen   2.1Für PDU-Sitzungen, die mit dem Ethernet-Typ eingerichtet wurden, können die SMF und die UPF, die als PDUSitzungsanker (PSA) fungieren, spezifisches Verhalten in Bezug auf die von der PDU-Sitzung transportierten Ethernet-Frames unterstützen. Abhängig von der DNN-Konfiguration des Betreibers kann sich die Behandlung des Ethernet-Datenverkehrs auf N6 unterscheiden, z. B.:   Eine Eins-zu-Eins-Konfiguration zwischen der PDU-Sitzung und der N6-Schnittstelle kann einem dedizierten Tunnel entsprechen, der auf N6 eingerichtet wurde. In diesem Fall leitet die UPF, die als PSA fungiert, Ethernet-Frames transparent zwischen der PDU-Sitzung und ihrer entsprechenden N6-Schnittstelle weiter und kann Downlink-Datenverkehr weiterleiten, ohne die vom UE verwendete MAC-Adresse zu kennen. Mehrere PDU-Sitzungen (z. B. mehrere UEs), die auf dieselbe DNN zeigen, können derselben N6-Schnittstelle entsprechen. In diesem Fall muss die UPF, die als PSA fungiert, die vom UE in der PDU-Sitzung verwendete MAC-Adresse kennen, um Downlink-Ethernet-Frames, die über N6 empfangen werden, der entsprechenden PDU-Sitzung zuzuordnen. Das Weiterleitungsverhalten der UPF, die als PSA fungiert, wird von der SMF verwaltet, wie in Klausel 5.8.2.5 detailliert beschrieben. ----Die vom UE verwendete MAC-Adresse bezieht sich auf jede MAC-Adresse, die vom UE oder einem Gerät verwendet wird, das lokal mit dem UE verbunden ist und über eine PDU-Sitzung mit dem DN kommuniziert.   III. SMF und PSA:Abhängig von der Betreiberkonfiguration kann die SMF die UPF, die als Ankerpunkt für die PDU-Sitzung fungiert, auffordern, auf eine ARP/IPv6-Nachbarzelleninformationsanforderung basierend auf lokal zwischengespeicherten Informationen (d. h. der Zuordnung zwischen der MAC-Adresse und der IP-Adresse des UE und dem DN, mit dem die PDU-Sitzung verbunden ist) zu antworten oder ARP-Datenverkehr von der UPF zur SMF umzuleiten. ARP/IPv6-ND-Antworten basierend auf lokal zwischengespeicherten Informationen gelten sowohl für ARP/IPv6-NDs, die in Uplink- als auch in Downlink- (UL- und DL-) Richtungen empfangen werden.   ---Die Voraussetzung für die Beantwortung von ARP/NDs aus dem lokalen Cache ist, dass das UE oder Geräte hinter dem UE ihre IP-Adresse über einen In-Band-Mechanismus beziehen, der von der SMF/UPF erkannt werden kann, und die IP-Adresse über diesen Mechanismus mit der MAC-Adresse verknüpfen. ---Dieser Mechanismus zielt darauf ab, das Broadcasting oder Multicasting von ARP/IPv6-NDs an jedes UE zu vermeiden.

3GPP definiert drei Modi für das UE-Mobilitäts- und Service-Continuity-Management (SSC) in 5G (NR)-Systemen, jeder mit den folgenden Eigenschaften:   I. SSC-Modus 1: Für PDU-Sessions in diesem Modus bleibt der UPF, der bei der Session-Einrichtung als PDU-Session-Anker verwendet wird, gültig, unabhängig von der Zugriffstechnologie (z. B. Zugriffstyp und Zelle), die das UE anschließend für den Zugriff auf das Netzwerk verwendet. Im Einzelnen:   Für PDU-Sessions vom Typ IPv4, IPv6 oder IPv4v6 wird die IP-Kontinuität unabhängig von Änderungen in der UE-Mobilität unterstützt. In Release 18, wenn IPv6-Multihoming oder UL CL auf eine PDU-Session im SSC-Modus 1 angewendet wird und das Netzwerk (basierend auf lokalen Richtlinien) zusätzliche Session-Anker für diese PDU-Session zuweist, können diese zusätzlichen PDU-Session-Anker freigegeben oder zugewiesen werden, und das UE erwartet nicht, zusätzliche IPv6-Präfixe für die Lebensdauer der PDU-Session beizubehalten. SSC-Modus 1 kann auf jeden PDU-Session-Typ und jeden Zugriffstyp angewendet werden. UEs, die PDU-Konnektivität unterstützen, sollten SSC-Modus 1 unterstützen.   II. SSC-Modus 2Wenn eine PDU-Session in diesem Modus nur einen Session-Anker hat, kann das Netzwerk die Freigabe dieser PDU-Session auslösen und das UE anweisen, sofort eine neue PDU-Session mit demselben Datennetzwerk einzurichten. Die Auslösebedingung hängt von den Betreiberrichtlinien ab, wie z. B. Anwendungsfunktionsanforderungen, Laststatus usw. Beim Einrichten einer neuen PDU-Session kann ein neuer UPF als PDU-Session-Anker ausgewählt werden. Andernfalls, wenn die SSC-Modus-2-PDU-Session mehrere PDU-Session-Anker hat (z. B. Multi-Homed-PDU-Sessions oder UL CL, die auf SSC-Modus-2-PDU-Sessions angewendet werden), können zusätzliche PD-Session-Anker freigegeben oder zugewiesen werden; außerdem:   Der SSC2-Modus kann auf jeden PDU-Session-Typ und jeden Zugriffstyp angewendet werden. SSC-Modus 2 ist im UE optional.   ---UEs, die sich auf die SSC-Modus-2-Funktionalität verlassen, funktionieren nicht, wenn SSC-Modus 2 nicht unterstützt wird.   ---Im UL-CL-Modus nimmt das UE nicht an der Neuzuweisung von PDU-Session-Ankern teil, daher ist das UE sich der Existenz mehrerer PDU-Session-Anker nicht bewusst.   III. SSC-Modus 3Für PDU-Sessions in diesem Modus erlaubt das Netzwerk dem UE, eine Verbindung zu demselben Datennetzwerk über einen neuen PDU-Session-Ankerpunkt herzustellen, bevor die Verbindung zwischen dem UE und dem vorherigen PDU-Session-Ankerpunkt freigegeben wird.   Wenn die Auslösebedingungen erfüllt sind, entscheidet das Netzwerk, ob ein PDU-Session-Ankerpunkt-UPF ausgewählt werden soll, der für die neuen Bedingungen des UE geeignet ist (z. B. Netzwerkzugangspunkt). In Release 18 gilt SSC-Modus 3 nur für IP-PDU-Session-Typen und jeden Zugriffstyp. Für PDU-Sessions vom Typ IPv4, IPv6 oder IPv4v6 gelten während der Änderungen des PDU-Session-Ankerpunkts folgende Regeln:   a. Für PDU-Sessions vom Typ IPv6 kann ein neues IP-Präfix, das an den neuen PDU-Session-Ankerpunkt gebunden ist, innerhalb derselben PDU-Session zugewiesen werden (vorbehaltlich IPv6-Multihoming gemäß TS23.501 5.6.4.3), oder​ b. Eine neue IP-Adresse und/oder ein IP-Präfix können innerhalb der neuen PDU-Session zugewiesen werden, die eingerichtet wird, wenn das UE ausgelöst wird. Nachdem eine neue IP-Adresse/Präfix zugewiesen wurde, wird die alte IP-Adresse/Präfix für einen bestimmten Zeitraum beibehalten, währenddessen das UE über NAS-Signalisierung (wie in Abschnitt 4.3.5.2 von TS 23.502[3] beschrieben) oder Router-Ankündigung (wie in Abschnitt 4.3.5.3 von TS 23.502[3] beschrieben) informiert wird, wonach es freigegeben wird.   Wenn die SSC-Modus-3-PDU-Session mehrere PDU-Session-Anker hat (z. B. Multi-Homed-PDU-Sessions oder UL CL, die auf SSC-Modus-3-PDU-Sessions angewendet werden), können zusätzliche PDU-Session-Anker freigegeben oder zugewiesen werden. Ob das UE SSC-Modus 3 unterstützt, ist optional.   ----Wenn das UE SSC-Modus 3 nicht unterstützt, funktionieren Funktionen, die sich auf SSC-Modus 3 verlassen, nicht;

Im 5G-System (NR) ist QoS die feinste Granularitätseinheit für die Differenzierung von QoS (Quality of Service) in der PDU-Session eines Terminals (UE).Jeder QoS-Fluss wird durch eine eindeutige Kennung namens QFI (QoS Flow ID) identifiziertQoS umfasst typischerweise folgende Parameter:   1.GFBR (garantierte Durchflussbitrate) Anwendung:Wird nur für GBR- und verzögerungskritische GBR-QoS-Flüsse angewendet. Funktion:Definiert die minimale Bitrate, die der QoS-Fluss erreichen kann, wenn er über ein Durchschnittsfenster gemessen wird. Uplink und Downlink:Die GFBR für die Auf- und Abverbindung wird separat angegeben.   2. MFBR (maximale Durchflussbitrate) Anwendung:Wird nur für GBR- und verzögerungskritische GBR-QoS-Flüsse angewendet. Funktion:Definiert die maximale Bitrate, die der QoS-Fluss erreichen kann, wenn er über ein Durchschnittsfenster gemessen wird. Uplink und Downlink:Geben Sie die MFBR für die Auf- und Abverbindung separat an.   3. Maximale erlaubte Bitrate der Sitzung (Session-AMBR) Funktion:Definiert die Summe der maximal zulässigen Bitraten aller Non-GBR QoS-Flüsse in einer bestimmten PDU-Session. Ausführung:Verwaltet von der Benutzerebenefunktion (UPF) der betreffenden PDU-Sitzung.   4. Terminal (UE) Höchstzulässige Bitrate (UE-AMBR) Funktion:Definiert die Summe der maximal zulässigen Bitraten aller QoS-Flüsse, die nicht GBR-QoS sind, einer bestimmten UE. Ausführung:Von der Basisstation verwaltet.   5. Maximale Paketverlustrate Anwendung:Nur für GBR- und verzögerungskritische GBR-QoS-Flüsse und nur für Sprachmedien in der 3GPP-Spezifikation Release 15. Funktion:Definiert die maximal zulässige Paketverlustrate im Uplink und Downlink.   6. Notifizierungskontrolle Funktion:Gibt an, ob die Basisstation die SMF benachrichtigen sollte, wenn der QoS-Fluss nicht die GFBR erfüllt. Verhalten:Wenn die GFBR nicht erfüllt ist, wird die Basisstation weiterhin versuchen, während sie die SMF benachrichtigt, die den QoS-Fluss neu konfigurieren oder freigeben kann.   7. Reflektiver QoS-Attribut (RQA) Funktion:Gibt an, ob Pakete im QoS-Flow die UE-Anwendung dazu verpflichten, reflektierende QoS zu verwenden, was das Erlernen von Uplink-Regeln aus dem Downlink-Muster beinhaltet. Anwendungsbereich:Wird für PDU-Sitzungen von IP- oder Ethernet-Datenpaketen verwendet (gilt nicht für unstrukturierte Datenpakete).

  Um sicherzustellen, dass die PDU-Sitzung des Terminals (UE) während Mobilität oder Netzwerkänderungen (Handover) unverändert bleibt und so ein nahtloses Benutzererlebnis gewährleistet wird, hat 3GPP SSC (Session and Service Continuity) für 5G (NR) definiert! Durch das SSC-Management können Sitzungen einen reibungslosen Handover ohne Dienstunterbrechung erreichen, was für verschiedene Anwendungen wie VoIP, Gaming und das Internet der Dinge entscheidend ist.   I. PDU SSC: Die von 3GPP definierte 5G (NR)-Systemarchitektur unterstützt PDU-Sitzungen und Service Continuity und erfüllt die verschiedenen Continuity-Anforderungen verschiedener Anwendungen/Dienste für das Terminal (UE). Das 5G-System unterstützt verschiedene SSC (Session and Service Continuity)-Modi. Der SSC-Modus, der einer PDU-Sitzung zugeordnet ist, bleibt während der gesamten Lebensdauer unverändert.   II. SSC-Modi:Derzeit (R18-Version) gibt es drei Modi, die für SSC (Session and Service Continuity) definiert sind: In SSC-Modus 1 behält das Netzwerk den dem UE bereitgestellten Verbindungsdienst bei. Für IPv4-, IPv6- oder IPv4v6-PDU-Sitzungen wird die IP-Adresse beibehalten. In SSC-Modus 2 kann das Netzwerk den dem UE bereitgestellten Verbindungsdienst freigeben und die entsprechende PDU-Sitzung freigeben. Für IPv4-, IPv6- oder IPv4v6-Typen führt die Freigabe der PDU-Sitzung zur Freigabe der dem UE zugewiesenen IP-Adresse. In SSC-Modus 3 sind Änderungen in der User Plane für das UE sichtbar, während das Netzwerk sicherstellt, dass die Verbindung des UE nicht unterbrochen wird. Vor dem Beenden der vorherigen Verbindung wird eine Verbindung über einen neuen PDU-Sitzungsanker hergestellt, um eine bessere Service Continuity zu gewährleisten. Für IPv4-, IPv6- oder IPv4v6-Typen wird in diesem Modus die IP-Adresse nicht beibehalten, wenn sich der PDU-Sitzungsanker ändert. In der R18-Spezifikationsversion ist der Prozess des Hinzufügens/Entfernens zusätzlicher PDU-Sitzungsanker in PDU-Sitzungen, die für den lokalen Zugriff DN verwendet werden, unabhängig vom SSC-Modus der PDU-Sitzung.   III. Modusauswahl: In 5G wird der vom Terminal verwendete SSC-Modus vom SMF basierend auf den in der Benutzerabonnement (einschließlich des Standard-SSC-Modus) zulässigen SSC-Modi und dem PDU-Sitzungstyp bestimmt und berücksichtigt auch den vom UE angeforderten SSC-Modus, falls vorhanden. Der Betreiber kann dem UE eine SSC-Modusauswahlrichtlinie (SSCMSP) als Teil der URSP-Regeln bereitstellen (siehe Abschnitt 6.6.2 von TS 23.503 [45]). Das UE sollte die SSCMSP verwenden, um den Sitzungstyp und den Service Continuity-Modus zu bestimmen, die der Anwendung oder der Anwendungsgruppe des UE zugeordnet sind, wie in Abschnitt 6.6.2.3 von TS 23.503 [45] beschrieben.   Wenn das UE keine SSCMSP hat, kann der SSC-Modus basierend auf der lokalen Konfiguration des UE ausgewählt werden, wie in TS 23.503 [45] beschrieben (falls zutreffend). Wenn das UE keinen SSC-Modus auswählen kann, fordert das UE eine PDU-Sitzung an, ohne einen SSC-Modus anzugeben.

5G-Endgeräte unterstützen die gleichzeitige Einrichtung mehrerer PDU-Sitzungen; bezüglich des Uplinks in diesen Sitzungen definiert 3GPP Folgendes in TS23.501:   I. Uplink-Klassifikator:Für PDU-Sitzungen vom Typ IPv4, IPv6, IPv4v6 oder Ethernet kann das SMF entscheiden, einenUL CL (Uplink Classifier)in den Datenpfad der PDU-Sitzung einzufügen; DerDieist eine vom UPF unterstützte Funktion, die darauf ausgelegt ist, einen Teil des Datenverkehrs lokal basierend auf vom SMF bereitgestellten Datenverkehrsfiltern auszulagern. DieUL CL   Einfügung und -Entfernung werden vom SMF entschieden und vom SMF unter Verwendung generischer N4- und UPF-Funktionen gesteuert. II. Das SMF kann entscheiden, ein UPF, das die UL CL-Funktionalität unterstützt, während oder nach der Einrichtung der PDU-Sitzung in den Datenpfad der PDU-Sitzung einzufügen und kann auch entscheiden, ein UPF, das die UL CL-Funktionalität unterstützt, nach der Einrichtung der PDU-Sitzung aus dem Datenpfad der PDU-Sitzung zu entfernen. Das SMF kann mehrere UPFs, die die UL CL-Funktionalität unterstützen, in den Datenpfad der PDU-Sitzung einbeziehen.   Das UE ist sich der durch den UL CL verursachten Datenverkehrsauslagerung nicht bewusst und nimmt nicht an der Einfügung und Entfernung des UL CL teil. III. UE-Handhabung Für PDU-Sitzungen vom Typ IPv4, IPv6 oder IPv4v6 ordnet das UE die PDU-Sitzung einer einzelnen IPv4-Adresse, einem einzelnen IPv6-Präfix oder beidem zu, die vom Netzwerk zugewiesen werden. Wenn die UL CL-Funktion in den Datenpfad der PDU-Sitzung eingefügt wird, hat die PDU-Sitzung mehrere PDU-Sitzungsanker. Diese PDU-Sitzungsanker bieten verschiedene Zugriffsmethoden auf dasselbe DN.   Für PDU-Sitzungen vom Typ IPv4, IPv6 oder IPv4v6 erhält das UE nur eine IPv4-Adresse und/oder ein IPv6-Präfix. Das SMF kann lokale Richtlinien für bestimmte (DNN, S-NSSAI)-Kombinationen konfigurieren, so dass die PDU-Sitzung freigegeben wird, wenn die dem UE zugewiesene IPv4-Adresse mit einem PSA verknüpft ist und dieser PSA entfernt wurde. IV. UL CL-Anwendung: Die aktuelle Version unterstützt nur Endgeräte (UEs), die eine IPv4-Adresse und/oder ein IPv6-Präfix verwenden und mehrere PDU-Sitzungsanker konfigurieren, vorausgesetzt, dass geeignete Mechanismen bereitgestellt werden, um Pakete am N6-Referenzpunkt bei Bedarf korrekt weiterzuleiten. Die R18-Spezifikation deckt den Mechanismus zur Paketweiterleitung zwischen dem lokalen Zugriffs-PDU-Sitzungsanker und dem DN über den N6-Referenzpunkt nicht ab; wobei: Der UL CL die Weiterleitung des UL-Datenverkehrs an verschiedene PDU-Sitzungsanker und das Zusammenführen des DL-Datenverkehrs zum UE bereitstellt, d. h. das Zusammenführen von Datenverkehr von verschiedenen PDU-Sitzungsankern auf der Verbindung zum UE. Dies basiert auf Datenverkehrserkennungs- und Weiterleitungsregeln, die vom SMF bereitgestellt werden.

I. PDU-Sitzungsanker:Im 5G (NR)-System muss jede PDU-Sitzung für ein Endgerät (UE) zuerst den PSA (PDU Session Anchor) abschließen; diese Aufgabe wird von der UPF (User Plane Function) über die N6-Schnittstelle der PDU-Sitzung durchgeführt (als Gateway, das eine Verbindung zum externen DN (Data Network) herstellt). Der PSA fungiert als Ankerpunkt für jede Datensitzung des Endgeräts (UE) und verwaltet den Datenfluss und stellt Verbindungen zu Diensten wie dem Internet her. Wenn das UE mehrere Dienste ausführt, wird der Ankerpunkt für jede Sitzung in mehreren PDU-Sitzungen von 3GPP in TS23.501 wie folgt definiert:   II. Mehrere PDU-Sitzungsanker:Um selektives Traffic-Routing zum DN zu unterstützen oder um zu unterstützen   Im SSC-Modus 3, wie in TS23.501 Abschnitt 5.6.9.2.3 definiert, kann das SMF den Datenpfad der PDU-Sitzung so steuern, dass die PDU-Sitzung gleichzeitig mehreren N6-Schnittstellen entsprechen kann. Die UPF, die jede Schnittstelle terminiert, wird als PDU-Sitzungsanker bezeichnet. Jeder PDU-Sitzungsanker, der die PDU-Sitzung unterstützt, bietet Zugriff auf verschiedene DNs.   Darüber hinaus ist der während der PDU-Sitzungsherstellung zugewiesene PDU-Sitzungsanker mit seinem SSC-Modus verknüpft, während andere PDU-Sitzungsanker, die in derselben PDU-Sitzung zugewiesen werden (z. B. für selektives Traffic-Routing zum DN), unabhängig vom SSC-Modus der PDU-Sitzung sind. Wenn PCC-Regeln, die von der AF beeinflusste Informationen zur Durchsetzung der Traffic-Steuerung enthalten, wie in TS 23.503[45] Klausel 6.3.1 definiert, dem SMF bereitgestellt werden, kann das SMF entscheiden, ob das Traffic-Routing basierend auf dem in den PCC-Regeln enthaltenen DNAI angewendet werden soll (unter Verwendung der UL-Classifier-Funktion oder IPv6-Multi-Homing).   ----Die von der AF beeinflussten Informationen zur Durchsetzung der Traffic-Steuerung können vom PCF bestimmt werden, wenn dies von der AF über das NEF angefordert wird (wie in Klausel 5.6.7.1 beschrieben), oder sie können statisch im PCF vorkonfiguriert werden. ----Selektives Traffic-Routing zum DN unterstützt Bereitstellungen, bei denen beispielsweise bestimmter ausgewählter Traffic über die N6-Schnittstelle an einen DN weitergeleitet wird, der sich "näher" am AN befindet, der das UE bedient. Dies kann Folgendes umfassen: die UL-Classifier-Funktion für PDU-Sitzungen, wie in Klausel 5.6.4.2 definiert; die Verwendung von IPv6-Multi-Homing in PDU-Sitzungen, wie in Klausel 5.6.4.3 definiert.

Das von 3GPP in seiner Standardisierungs-Roadmap eingeführte NTN (Non-Terrestrial Network) zielt darauf ab, eine vollständige 5G-Abdeckung und Konnektivität durch Satelliten und Luftfahrtplattformen zu erreichen. Wichtige Terminologie umfasst:   1. NTN-Definition: Dies ist eine von 3GPP genehmigte drahtlose Netzwerktechnologie, bei der Zugangsknoten auf weltraumgestützten oder luftgestützten Plattformen wie Satelliten oder High Altitude Platform Stations (HAPS) eingesetzt werden, anstatt an der Bodeninfrastruktur befestigt zu sein. NTN-Netzwerke werden typischerweise verwendet, um die Abdeckung auf Gebiete auszudehnen, in denen der Einsatz von Bodennetzen unpraktisch oder wirtschaftlich nicht realisierbar ist. Aus 3GPP-Sicht ist NTN keine unabhängige Technologie, sondern eine Erweiterung von 5G (NR). NTN verwendet NR-Protokolle, -Parameter und -Verfahren so weit wie möglich wieder und passt sie an, um lange Ausbreitungsverzögerungen, hohe Doppler-Verschiebungen, große Zellgrößen und die Mobilität der Plattform zu unterstützen.   2. NTN-Plattformen: Dies ist die grundlegendste Klassifizierung von Satellitenbahnen, die sich direkt auf Latenz, Abdeckung und Mobilität auswirkt; insbesondere einschließlich:   GEO (Geostationary Orbit): GEO-Satelliten befinden sich in einer Höhe von etwa 35.786 Kilometern und sind relativ zur Erde stationär. GEO (Geosynchronous Orbit)-Satelliten haben eine große Reichweite, aber eine hohe Round-Trip-Verzögerung, was sie für latenzempfindliche Dienste ungeeignet macht. MEO (Medium Earth Orbit): MEO-Satelliten arbeiten in Höhen zwischen 2.000 und 20.000 Kilometern und erreichen ein Gleichgewicht zwischen Abdeckung und Latenz; dies wird in den aktuellen 3GPP NTN-Spezifikationen besonders hervorgehoben. LEO (Low Earth Orbit): LEO-Satelliten arbeiten in Höhen zwischen 300 und 2.000 Kilometern. Sie bieten geringe Latenz und hohen Durchsatz, bewegen sich aber sehr schnell relativ zur Erde, was zu häufigen Übergaben zwischen Satelliten und erheblichen Doppler-Effekten führt. VLEO (Very Low Earth Orbit): VLEO bezieht sich auf experimentelle Satelliten, die für den Betrieb in Höhen unter 300 Kilometern ausgelegt sind. Es wird erwartet, dass sie eine extrem niedrige Latenz erreichen, aber vor erheblichen atmosphärischen Herausforderungen stehen. HAPS (High Altitude Platform Station): HAPS arbeiten typischerweise in Höhen zwischen 20 und 50 Kilometern. HAPS-Plattformen umfassen: solarbetriebene Drohnen, Ballons und Luftschiffe. High Altitude Platform Systems (HAPS) können als NR-Basisstationen, Relais oder Abdeckungsverstärker fungieren und haben im Vergleich zu Satelliten quasi-statische Eigenschaften und eine deutlich geringere Latenz.   3. Drahtloser Zugang (Terminologie) NTN gNB: Dies ist eine 5G (NR)-Basisstation, die speziell für den nicht-terrestrischen Einsatz modifiziert wurde. Abhängig von der Architektur kann die NTN gNB vollständig auf einem Satelliten oder HAPS gehostet werden, teilweise im Weltraum und teilweise am Boden eingesetzt werden oder vollständig bodenbasiert sein, wobei der Satellit als Relais fungiert. Die funktionale Aufteilung zwischen Weltraum und Boden ist eine wichtige Designentscheidung. Transparente Nutzlast- oder Bent-Pipe-Architektur: In einer transparenten Nutzlast- oder Bent-Pipe-Architektur führt der Satellit keine Basisbandverarbeitung durch. Diese Architektur zielt darauf ab, das Satellitendesign zu vereinfachen, aber ihr Betrieb ist stark abhängig von der Verfügbarkeit der Bodeninfrastruktur und der Zubringerverbindungen; die Übertragungsnutzlast führt die folgenden Funktionen aus: Empfangen von Hochfrequenzsignalen von Benutzergeräten (UE) Durchführen von Frequenzverschiebung und -verstärkung Weiterleiten an die Bodenbasisstation (gNB) über die Zubringerverbindung Regenerative Nutzlast: Führt einen Teil oder die gesamte Verarbeitung von Layer 1 und Layer 2 auf dem Satelliten durch. In diesem Modell trägt der Satellit selbst die gNB-Funktionalität. Diese Architektur reduziert die Latenz der Zubringerverbindung, verbessert die Skalierbarkeit und ermöglicht eine lokalisierte Entscheidungsfindung. Regenerative Nutzlasten erhöhen jedoch die Komplexität und die Kosten des Satelliten.   4. NTN-Verbindungen Dienstverbindung: Bezieht sich speziell auf die drahtlose Verbindung zwischen dem Benutzergerät (UE) und der NTN-Plattform (Satellit oder Hochplattform). Sie verwendet die NR-Luftschnittstellenwellenform, die für große Zellradien und erweiterte Timing-Advance geeignet ist. Diagramm der 5G NTN-Dienstverbindung, der Inter-Satelliten-Verbindung, der Zubringerverbindung und der Integration des Bodennetzwerks. Zubringerverbindung: Diese verbindet den Satelliten mit der Gateway-Bodenstation, die mit dem 5G-Kernnetzwerk verbunden ist. Zubringerverbindungen arbeiten typischerweise mit höheren Frequenzen und erfordern Backhaul-Verbindungen mit hoher Kapazität. Inter-Satelliten-Verbindung (ISL): Unterstützt die direkte Kommunikation zwischen Satelliten, wodurch Daten im Weltraum geroutet werden können, ohne dass Bodenstationen direkt beteiligt sind. ISL erhöht die Netzwerkstabilität und reduziert die End-to-End-Latenz.   5. Netzwerkarchitektur Gateway-Erdstation: Die Gateway-Erdstation fungiert als Schnittstelle zwischen dem Satellitensystem und dem 5G-Kernnetzwerk. Sie verbindet die Zubringerverbindung und spielt eine entscheidende Rolle bei der Mobilität und der Sitzungskontinuität. 5GC unterstützt NTN: Aus Protokollsicht bleibt das 5G-Kernnetzwerk (5GC) weitgehend unverändert. Verbesserungen konzentrieren sich hauptsächlich auf: Unterstützung langer Latenz, Handhabung großer Zellen und Optimierung der Verarbeitungsprozeduren für den Leerlauf- und den Verbindungsmodus. D2D NTN (Direct-to-Device): Benutzergeräte (UE) kommunizieren direkt mit Satelliten/Hochplattformen (HAPS) ohne Zwischenzugang zum Boden. Hybride NTN-TN-Architektur: NTN ergänzt das terrestrische Netzwerk und wird für Fallback, Offloading oder die Erweiterung der Abdeckung verwendet. Relaisbasiertes NTN: Satelliten oder Hochplattformen (HAPS) fungieren als Relaisknoten zwischen Benutzergeräten (UE) und dem terrestrischen Netzwerk.

Im kompetitiven Random Access ist es nach dem Empfang einer RAR-Nachricht durch ein Endgerät (UE) und dem Senden einer Anfrage zur Herstellung einer RRC-Verbindung entscheidend für den Erfolg des Wettbewerbs, ob es die Erlaubnis zur Herstellung der Verbindung erhält. Im NTN-Szenario stellt die Dauer des Contention Resolution Timers eine weitere Herausforderung für das Endgerät (UE) dar.   I. Timer-Herausforderungen: Während des RACH-Prozesses wartet das Endgerät (UE) nach dem Senden der RRC-Verbindungsanfrage MSG3 auf die Contention Resolution Message MSG4, um festzustellen, ob sein Random-Access-Versuch erfolgreich war. Die Dauer, für die das UE auf MSG4 wartet, wird durch den ra-ContentionResolutionTimer gesteuert – dieser Timer startet unmittelbar nach dem Senden von MSG3. In NTN-Systemen ist die Entfernung zwischen dem UE und der Satellitenbasisstation viel größer, was zu deutlich höheren Round-Trip-Verzögerungen im Vergleich zu terrestrischen Systemen führt. Während der maximal konfigurierbare Wert des ra-ContentionResolutionTimer theoretisch diese längeren Verzögerungen abdecken kann, ist dieser Ansatz ineffizient und kann unnötig Strom am UE verbrauchen. NTN erfordert typischerweise einen energieeffizienten Betrieb, insbesondere in abgelegenen oder batteriebegrenzten Anwendungen. Daher müssen die Standardeinstellungen des ra-ContentionResolutionTimer angepasst werden, um die NTN-Ausbreitungsverzögerungen besser zu berücksichtigen und gleichzeitig die UE-Leistung zu schonen.   II. Potenzielle Lösung: Eine Lösung ist die Einführung eines Offsets für den Start des ra-ContentionResolutionTimer im NTN-Szenario. Der Timer würde nicht unmittelbar nach der MSG3-Übertragung starten, sondern erst nach einer Offset-Periode, die die erwartete Round-Trip-Verzögerung in NTN berücksichtigt. Diese Anpassung stellt sicher, dass der Timer nur während des Zeitraums aktiv ist, in dem der Empfang von MSG4 erwartet wird; durch die Ausrichtung des Timers auf die NTN-spezifische Verzögerung kann das UE unnötiges Monitoring in Zeiträumen vermeiden, in denen MSG4 wahrscheinlich nicht ankommt. Dies spart Strom und gewährleistet die Kompatibilität mit der längeren Latenz von NTN. Die Vorteile der Offset-basierten Timer-Anpassung umfassen:   Energieeffizienz: Das UE überwacht nur, wenn eine Nachricht tatsächlich wahrscheinlich ankommt, wodurch unnötiger Stromverbrauch reduziert wird. Anpassungsfähigkeit an verschiedene Orbits: Der Offset kann entsprechend der Art von NTN (GEO oder LEO) konfiguriert werden, da sich die Ausbreitungsverzögerung zwischen diesen Systemen erheblich unterscheidet. Skalierbarkeit: Diese Methode kann sich an NTNs unterschiedlicher Größenordnungen und Ausbreitungsverzögerungsmerkmale anpassen, ohne dass wesentliche Änderungen am Standard-Konfliktlösungsprozess erforderlich sind. Robustheit: Die Ausrichtung des Timers auf die tatsächliche Verzögerung verhindert, dass der Konfliktlösungstimer vorzeitig abläuft, was andernfalls zu unnötigen Neuübertragungen oder Fehlern in der NTN-Kommunikation führen könnte.

  Im 5G-System ist das AMF nicht nur für den Terminalzugriff (UE) und das Mobilitätsmanagement zuständig, sondern auch für die Verarbeitung und Benachrichtigung anderer Einheiten über Dienstanforderungen und Datenübertragungen des Terminals (UE). Die wichtigsten Punkte der Interaktion mit verwandten Netzwerken während dieses Prozesses sind wie folgt:   I. Das AMF ist für die SMF-Auswahl gemäß den in Klausel 6.3.2 beschriebenen Verfahren zuständig; zu diesem Zweck erhält es Abonnementdaten vom UDM, wie in dieser Klausel definiert. Darüber hinaus erhält es das abonnierte UE-AMBR vom UDM und, basierend auf der lokalen Richtlinie des Betreibers, das dynamische Dienstnetzwerk UE-AMBR (optional) vom PCF; dann sendet es es an das (R)AN, wie in Klausel 5.7.2 definiert; Die AMF-SMF-Interaktion zur Unterstützung von LADN ist in Klausel 5.6.5 definiert.   Um die Abrechnung zu unterstützen und die regulatorischen Anforderungen (NPLI (Network Provided Location Information) gemäß TS 23.228 [15]) in Bezug auf die Einrichtung, Änderung und Freigabe von IMS-Sprachanrufen oder SMS-Übertragungen zu erfüllen, gelten folgende Bestimmungen:   Wenn das AMF die PEI des UE während der PDU-Sitzungseinrichtung besitzt, stellt das AMF die PEI dem SMF zur Verfügung. Wenn das AMF UL NAS- oder N2-Signalisierung an ein Peer-NF (z. B. SMF oder SMSF) weiterleitet oder während der PDU-Sitzung UP-Verbindungsaktivierung, stellt es alle vom 5G-AN empfangenen Benutzerstandortinformationen sowie den AN-Zugriffstyp (3GPP-non 3GPP) der empfangenen UL NAS- oder N2-Signalisierung bereit. Das AMF stellt auch die entsprechende UE-Zeitzone bereit. Um außerdem die regulatorischen Anforderungen zu erfüllen (d. h. Bereitstellung von Network Provided Location Information (NPLI) gemäß TS 23.228 [15]); wenn die Zugriffsmethode Non-3GPP ist, kann das AMF, falls das UE weiterhin mit demselben AMF für den 3GPP-Zugriff verbunden ist (d. h. Benutzerstandortinformationen sind gültig), auch die zuletzt bekannten 3GPP-Zugriffsbenutzerstandortinformationen und deren Gültigkeitsdauer bereitstellen.   II. Das SMF kann dem PCF weitere Benutzerstandortinformationen, den Zugriffstyp und die UE-Zeitzone zur Verfügung stellen. Das PCF kann diese Informationen vom SMF abrufen, um NPLI für Anwendungen bereitzustellen, die NPLI angefordert haben (z. B. IMS). Benutzerstandortinformationen können Folgendes umfassen:   Für 3GPP-Zugriff: Zell-ID, auch wenn das AMF die primäre Zell-ID vom Hilfs-RAN-Knoten in NG-RAN empfängt, enthält das AMF nur die primäre Zell-ID. Für nicht vertrauenswürdigen Non-3GPP-Zugriff: Die lokale IP-Adresse, die vom UE für die Verbindung zum N3IWF verwendet wird, und (falls NAT erkannt wird) die UDP-Quellportnummer (optional).   III. Vertrauenswürdiges Non-3GPP   Für vertrauenswürdigen Non-3GPP-Zugriff: TNAP/TWAP Kennung, die lokale IP-Adresse, die vom UE/N5CW Gerät verwendet wird, um sich mit dem TNGF/TWIF zu verbinden, und (falls NAT erkannt wird) die UDP-Quellportnummer (optional). Wenn das UE eine Verbindung zum TNGF unter Verwendung von WLAN basierend auf der IEEE 802.11 Technologie herstellt, sollte die TNAP-Kennung die SSID des Zugriffspunkts enthalten, mit dem das UE verbunden ist. Die TNAP-Kennung sollte mindestens eines der folgenden Elemente enthalten, sofern von der TWANBetreiberrichtlinie nichts anderes festgelegt ist: BSSID (siehe IEEE Std 802.11-2012 [106]); Adressinformationen des TNAP, mit dem das UE verbunden ist.   IV. Die TWAP-Kennung sollte die SSID des Zugriffspunkts enthalten, mit dem das NC5W verbunden ist; sofern von der TWAN-Betreiberrichtlinie nichts anderes festgelegt ist, sollte die TWAP-Kennung auch mindestens Folgendes enthalten: BSSID (siehe IEEE Std 802.11-2012 [106]); Adressinformationen des TWAP, mit dem das UE verbunden ist.   Zusätzlich: Mehrere TNAPs/TWAPs können dieselbe SSID verwenden, und die SSID allein liefert möglicherweise keine Standortinformationen, kann aber für Abrechnungszwecke ausreichen. Es wird davon ausgegangen, dass die dem TNAP/TWAP zugeordnete BSSID statisch ist.   V. Benutzerstandortinformationen für den W-5GAN-Zugriff sind in TS 23.316 [84] definiert. Wenn das SMF eine Anforderung zum Bereitstellen eines Zugangsnetzwerkinformationsberichts empfängt und keine Operationen am 5G-AN oder UE durchgeführt werden müssen (z. B. müssen keine QoS-Flüsse erstellt/aktualisiert/modifiziert werden), kann das SMF Benutzerstandortinformationen vom AMF anfordern. Die Interaktion zwischen dem AMF und dem SMF für das Einfügen, die Verlagerung oder das Entfernen des I-SMF in einer PDU-Sitzung wird in Abschnitt 5.34 beschrieben.

  Im 5G (NR)-System sind AMF und SMF zwei unabhängige Kernnetzwerk-Funktionseinheiten. Sie sind direkt über die N11 Schnittstelle verbunden; das 5G-Endgerät (UE) verbindet sich direkt oder indirekt über N1-, N2-, N3-, N4- und N11-Schnittstellen mit ihnen, und der Informationsaustausch ist wie folgt:   I. Nachrichten, die über die N1-Schnittstelle mit dem SMF ausgetauscht werden umfassen: Ein einzelner N1-Endpunkt befindet sich im AMF; das AMF leitet SM-bezogene NAS-Informationen basierend auf der PDU-Sitzungs-ID in der NAS-Nachricht an das SMF weiter. Nachfolgende SM-NAS-Austausche (z. B. SM-NAS-Nachrichtenantworten), die vom AMF über den Zugriff (z. B. 3GPP- oder Nicht-3GPP-Zugriff) empfangen werden, werden über denselben Zugriff übertragen. Das bedienende PLMN stellt sicher, dass nachfolgende SM-NAS-Austausche (z. B. SM-NAS-Nachrichtenantworten), die vom AMF über den Zugriff (z. B. 3GPP- oder Nicht-3GPP-Zugriff) empfangen werden, über denselben Zugriff übertragen werden. Das SMF verarbeitet den Sitzungsmanagement-Teil der NAS-Signalisierung, die mit dem UE ausgetauscht wird. Das UE kann die PDU-Sitzungseinrichtung nur im RM-REGISTERED-Zustand initiieren. Wenn ein SMF ausgewählt wird, um eine bestimmte PDU-Sitzung zu bedienen, muss das AMF sicherstellen, dass die gesamte NAS-Signalisierung, die sich auf diese PDU-Sitzung bezieht, von derselben SMF-Instanz verarbeitet wird. Nach erfolgreicher PDU-Sitzungseinrichtung speichern das AMF und das SMF den Zugriffstyp, der dieser PDU-Sitzung zugeordnet ist.   II. Nachrichten, die über die N11-Schnittstelle mit dem SMF ausgetauscht werden umfassen: Das AMF meldet die Erreichbarkeit des UE an das SMF basierend auf dem Abonnement des SMF, einschließlich: Standortinformationen des UE in Bezug auf den vom SMF angegebenen Interessensbereich. Das SMF zeigt dem AMF an, wann die PDU-Sitzung freigegeben wird. Nach erfolgreicher PDU-Sitzungseinrichtung speichert das AMF die Kennung des SMF, das das UE bedient, und das SMF speichert die Kennung des AMF, das das UE bedient, einschließlich des AMF-Satzes. Beim Versuch, sich mit dem AMF zu verbinden, das das UE bedient, muss das SMF möglicherweise das in Abschnitt 5.21 für "andere CP-NFs" beschriebene Verhalten anwenden.   III​. Nachrichten, die mit dem SMF ausgetauscht werden über die N2-Schnittstelle umfassen: Bestimmte N2-Signalisierungen (z. B. Handover-bezogene Signalisierungen) erfordern möglicherweise die gemeinsame Aktion von AMF und SMF. In diesem Fall ist das AMF dafür verantwortlich, die Koordination zwischen AMF und SMF sicherzustellen. Das AMF kann SM-N2-Signalisierungen basierend auf der PDU-Sitzungs-ID in der N2-Signalisierung an das entsprechende SMF weiterleiten. Das SMF sollte den PDU-Sitzungstyp und die PDU-Sitzungs-ID dem NG-RAN zur Verfügung stellen, damit das NG-RAN den geeigneten Header-Komprimierungsmechanismus auf Pakete verschiedener PDU-Typen anwenden kann. Einzelheiten siehe TS 38.413 [34].   IV. N3-Schnittstellen-Interaktionsnachrichten mit dem SMF umfassen: Die selektive Aktivierung und Deaktivierung bestehender PDU-Sitzungs-UP-Verbindungen sind in Klausel 5.6.8 von TS 23.501 definiert.   V. N4-Schnittstellen-Interaktionsnachrichten mit dem SMF umfassen: Wenn das UPF erfährt, dass ein UE Downlink-Daten empfangen hat, aber keine Downlink-N3-Tunnelinformationen vorliegen, interagiert das SMF mit dem AMF, um eine netzwerkgesteuerte Dienstanforderungsprozedur einzuleiten. In diesem Fall, wenn das SMF erfährt, dass das UE nicht erreichbar ist oder dass das UE nur für regulierungsrechtliche vorrangige Dienste erreichbar ist und die PDU-Sitzung nicht für regulierungsrechtliche vorrangige Dienste bestimmt ist, sollte das SMF keine Downlink-Datenbenachrichtigung an das AMF senden;