CN114731503A - 非陆地网络的虚拟跟踪或注册区域 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种用于融合第五代(5G)通信系统或第六代(6G)通信系统以支持超过第四代(4G)系统的更高数据速率的通信方法和系统。提供了一种无线通信系统中的方法和装置。该方法和装置包括：识别虚拟跟踪区域(VTA)到跟踪区域(TA)(VTA‑TA)映射信息，该映射信息将(i)与非陆地网络(NTN)实体相关联的TA标识符(TAI)和(ii)与地理区域相关联的VTA之间的映射指示为时间的函数；基于VTA‑TA映射信息在瞬间或时间段期间识别一个或多个TAI；发送包括一个或多个TAI的无线电资源控制(RRC)请求消息；以及基于一个或多个TAI接收对应于RRC请求消息的RRC响应消息。RRC响应消息包括虚拟注册区域(VRA)。

Description

非陆地网络的虚拟跟踪或注册区域

技术领域

本公开一般涉及非陆地网络，更具体地，本公开涉及非陆地网络的虚拟跟踪区域或注册区域。

背景技术

考虑到移动通信一代又一代的发展，这些技术主要是针对以人为目标的服务(诸如语音呼叫、多媒体服务和数据服务)而开发的。随着5G(第5代)通信系统的商业化，预计连接设备的数量将呈指数级增长。这些将越来越多地连接到通信网络。连接事物的示例可以包括车辆、机器人、无人机、家用电器、显示器、连接到各种基础设施的智能传感器、建筑机械和工厂设备。移动设备预计会以各种形式(诸如增强现实眼镜、虚拟现实耳机和全息设备)发展。为了在6G(第6代)时代通过连接数千亿个设备和事物来提供各种服务，一直在努力开发改进的6G通信系统。由于这些原因，6G通信系统被称为超5G系统。

预计在2030年左右商业化的6G通信系统将具有tera(1，000千兆)级bps的峰值数据速率和小于100μsec的无线电延迟，因此将是5G通信系统的50倍快，并且具有其1/10的无线电延迟。

为了实现这样的高数据速率和超低延迟，已经考虑在太赫兹波段(例如，95GHz至3THz波段)中实施6G通信系统。预计，由于太赫兹波段中的路径损耗和大气吸收比5G中引入的毫米波波段中的路径损耗和大气吸收更严重，能够确保信号传输距离(即，覆盖范围)的技术将变得更加关键。作为确保覆盖范围的主要技术，有必要开发多天线传输技术，包括射频(RF)元件、天线、具有比OFDM更好覆盖范围的新型波形、波束成形和大规模MIMO、全维MIMO(FD-MIMO)、阵列天线和大规模天线。此外，一直在讨论改善太赫兹波段信号覆盖范围的新技术，诸如基于超材料的透镜和天线、轨道角动量(orbiTAl angular momentum，OAM)和可重配置智能表面(reconfigurable intelligent surface，RIS)。

此外，为了提高频谱效率和总体网络性能，已经为6G通信系统开发了以下技术：用于使上行链路(UE传输)和下行链路(节点B传输)能够同时使用相同频率资源的全双工技术；以综合方式利用卫星、高空平台站(high-altitude platform stations，HAPS)等的网络技术；改进的网络结构，用于支持移动节点B等并使得网络操作优化和自动化等能够实现；通过从开发6G技术的初始阶段考虑AI并内部化端到端AI支持功能在无线通信中使用AI以改善总体网络运行；以及下一代分布式计算技术，用于通过网络上可到达的超高性能通信和计算资源(MEC、云等)来克服UE计算能力的限制。

预计这种6G通信系统的研发将为生活的每个角落带来下一次超连接体验。特别地，预计通过6G通信系统提供诸如真正沉浸式XR、高保真移动全息图和数字复制品的服务。

发明内容

技术问题

第5代(5G)用户设备(UE)需要在5G UE检测到不在注册区域(RA)中的跟踪区域(TA)时执行注册更新。RA包括由TA标识(TAI)列表指定的TA集合。对于具有移动非陆地网络(NTN)小区和陆地移动TA的非地球同步(GEO)卫星，如果重用第三代合作伙伴计划版本15(3GPP R15)类机制，则会发生过多的注册更新。

问题解决方案

本公开一般涉及非陆地网络，更具体地，本公开涉及非陆地网络的虚拟跟踪区域或注册区域。

在一个实施例中，提供了无线通信系统中的用户设备(UE)。该UE包括处理器，该处理器被配置为识别虚拟跟踪区域(VTA)到跟踪区域(TA)(VTA-TA)映射信息，该映射信息将(i)与非陆地网络(NTN)实体相关联的TA标识符(TAI)和(ii)与地理区域相关联的VTA之间的映射指示为时间的函数；并基于VTA-TA映射信息在瞬间或在时间段期间识别一个或多个TAI。UE还包括可操作地连接到处理器的收发器，该收发器被配置为：发送包括一个或多个TAI的无线电资源控制(RRC)请求消息；以及基于一个或多个TAI接收对应于RRC请求消息的RRC响应消息，其中RRC响应消息包括虚拟注册区域(VRA)。

在另一个实施例中，提供了无线通信系统中的基站(BS)。BS包括处理器和可操作地连接到处理器的收发器。该收发器被配置为从UE接收RRC请求消息，该RRC请求消息包括基于VTA-TA映射信息在瞬间或在时间段期间识别的一个或多个TAI，该映射信息将(i)与NTN实体相关联的TAI和(ii)与地理区域相关联的VTA之间的映射指示为时间的函数。收发器被配置为基于一个或多个TAI向UE发送与RRC请求消息相对应的RRC响应消息，其中RRC响应消息包括VRA。RRC请求消息和RRC响应消息包括非接入层(NAS)信令消息。

在又一实施例中，提供了一种无线通信系统中的UE的方法。该方法包括：识别VTA-TA映射信息，该VTA-TA映射信息将(i)与NTN实体相关联的TAI和(ii)与地理区域相关联的VTA之间的映射指示为时间的函数；基于VTA-TA映射信息在瞬间或在时间段期间识别一个或多个TAI；发送包括一个或多个TAI的RRC请求消息；以及基于一个或多个TAI接收对应于RRC请求消息的RRC响应消息。RRC响应消息包括VRA。

根据下面的附图、描述和权利要求，其他技术特征对于本领域技术人员来说是显而易见的。

在进行下面的详细描述之前，阐述本专利文件中使用的某些单词和短语的定义可能是有利的。术语“耦合”及其派生词是指两个或更多个元件之间的任何直接或间接的通信，无论这些元件是否彼此物理接触。术语“发送”、“接收”和“通信”及其派生词包括直接和间接通信。术语“包括”和“包含”以及它们的派生词意味着无限制的包含。术语“或”是包含性的，意味着和/或。短语“与……相关联”及其派生词是指包括、被包括在内、与……互连、包含、被包含在内、连接到或与……连接、耦合到或与……耦合、可与……通信、合作、交错、并置、接近、被结合到或与……结合、具有、具有属性、具有关系或与……具有关系等。术语“控制器”是指控制至少一个操作的任何设备、系统或其一部分。这种控制器可以用硬件或者硬件和软件和/或固件的组合来实施。与任何特定控制器相关联的功能可以是集中式的或分布式的，无论是本地的还是远程的。当与项目列表一起使用时，短语“至少一个”意味着可以使用所列项目中的一个或多个的不同组合，并且可能只需要列表中的一个项目。例如，“A、B和C中的至少一个”包括以下组合中的任何一个：A、B、C、A和B、A和C、B和C以及A和B和C。

此外，下面描述的各种功能可以由一个或多个计算机程序实施或支持，每个计算机程序由计算机可读程序代码形成并包含在计算机可读介质中。术语“应用”和“程序”指的是一个或多个计算机程序、软件组件、指令集、进程、功能、对象、类、实例、相关数据或其适于以合适的计算机可读程序代码实施的一部分。短语“计算机可读程序代码”包括任何类型的计算机代码，包括源代码、目标代码和可执行代码。短语“计算机可读介质”包括能够由计算机访问的任何类型的介质，诸如只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、硬盘驱动器、光盘(CD)、数字视频光盘(DVD)或任何其他类型的存储器。“非瞬时”计算机可读介质不包括传输瞬时电信号或其他信号的有线、无线、光学或其他通信链路。非瞬时性计算机可读介质包括可以永久存储数据的介质和可以存储数据并在以后重写的介质，诸如可重写光盘或可擦除存储设备。

在本专利文件中还提供了其他特定单词和短语的定义。本领域的普通技术人员应该理解，在许多(如果不是大多数)情况下，这样的定义适用于这样定义的单词和短语的先前以及将来的使用。

发明的有益效果

本公开一般涉及非陆地网络，更具体地，本公开涉及非陆地网络的虚拟跟踪区域或注册区域。

本公开实现了与注册相关的3GPP版本15(R15)机制的重用，同时减少了无线电接口和非接入层(NAS)信令的数量，并且减少了卫星、NTN UE和网络处所需的处理量。

附图说明

为了更完整地理解本公开及其优点，现在结合附图参考以下描述，其中相同的附图标记表示相同的部件：

图1示出了根据本公开的实施例的示例无线网络；

图2示出了根据本公开的实施例的示例gNB；

图3示出了根据本公开的实施例的示例UE；

图4示出了根据本公开的实施例的示例虚拟跟踪区域(virtual tracking area，VTA)；

图5示出了根据本公开的实施例的示例跟踪区域标识(tracking area identity，TAI)、虚拟跟踪区域(VTA)和虚拟注册区域(virtual registration area，VRA)；

图6示出了根据本公开的实施例实现和使用VTA的示例总体步骤；

图7示出了根据本公开的实施例的示例第5代(5G)注册和长期评估(long-termevaluation，LTE)附接(attach)；

图8示出了根据本公开的实施例的用于5G注册的示例用户设备(user equipment，UE)行为；

图9示出了根据本公开的实施例的示例陆地网络；

图10示出了根据本公开的实施例的创建紧凑邻居列表的示例机制；

图11示出了根据本公开的实施例的创建紧凑邻居列表的示例总体步骤；

图12示出了根据本公开的实施例的紧凑邻居列表的示例UE-网络交互；

图13示出了根据本公开的实施例的基于卫星移动的紧凑邻居列表的示例UE行为；

图14示出了根据本公开的实施例的卫星高度对具有地球固定波束的非GEO卫星的传播延迟的示例影响；

图15示出了根据本公开的实施例的快速无线电重新配置的示例总体机制；

图16示出了根据本公开的实施例的资源管理的示例总体步骤；

图17示出了根据本公开的实施例的陆地网络中的示例切换时间线；

图18示出了根据本公开的实施例的示例预测和加速切换；

图19示出了根据本公开的实施例的与传统的基于A3的切换相比的加速切换的示例场景；

图20示出了根据本公开的实施例的NTN中的示例切换管理；

图21示出了根据本公开的实施例的NTN中的切换管理的示例总体步骤；并且

图22示出了根据本公开的实施例的用于虚拟跟踪和注册区域的方法的流程图。

具体实施方式

下面讨论的图1至图22以及在本专利文件中用于描述本公开的原理的各种实施例仅仅是示例的，不应该以任何方式解释为限制本公开的范围。本领域技术人员将理解，本公开的原理可以在任何适当布置的系统或设备中实施。

下面的图1-3描述了在无线通信系统中使用正交频分复用(orthogonalfrequency division multiplexing，OFDM)或正交频分多址(orthogonal frequencydivision multiple access，OFDMA)通信技术实施的各种实施例。图1-3的描述并不意味着对不同实施例可以实施的方式的物理或架构限制。本公开的不同实施例可以在任何适当布置的通信系统中实施。

图1示出了根据本公开的实施例的示例无线网络。图1所示的无线网络的实施例仅用于说明。在不脱离本公开的范围的情况下，可以使用无线网络100的其他实施例。

如图1所示，无线网络包括gNB 101(例如，基站BS)、gNB 102和gNB 103。gNB 101与gNB 102和gNB 103通信。gNB 101还与至少一个网络130(诸如互联网、专有互联网协议(Internet Protocol，IP)网络或其他数据网络)通信。

gNB 102为gNB 102的覆盖区域120内的第一多个用户设备(UE)提供对网络130的无线宽带接入。第一多个UE包括UE 111，其可以位于小型企业中；UE 112，其可以位于企业(E)中；UE 113，其可以位于WiFi热点(HS)中；UE 114，其可以位于第一住宅(R)中；UE 115，其可以位于第二住宅(R)中；和UE 116，UE 116可以是移动设备(M)，诸如蜂窝电话、无线膝上型计算机、无线PDA等。gNB 103为gNB 103的覆盖区域125内的第二多个UE提供对网络130的无线宽带接入。第二多个UE包括UE 115和UE 116。在一些实施例中，gNB 101-103中的一个或多个可以使用5G/NR、LTE、LTE-A、WiMAX、WiFi或其他无线通信技术相互通信以及与UE111-116通信。

取决于网络类型，术语“基站”或“BS”可以指被配置为提供对网络的无线接入的任何组件(或组件的集合)，诸如发送点(transmit point，TP)、发送-接收点(transmit-receive point，TRP)、演进基站(eNodeB或eNB)、5G/NR基站(gNB)、宏小区、毫微微小区、WiFi接入点(access point，AP)或其他支持无线的设备。基站可以根据一个或多个无线通信协议(例如，5G/NR 3GPP新无线电接口/接入(NR)、长期演进(long term evolution，LTE)、高级LTE(LTE-A)、高速分组接入(high speed packet access，HSPA)、Wi-Fi802.11a/b/g/n/ac等)来提供无线接入。为了方便起见，术语“BS”和“TRP”在本专利文件中可互换使用，以指代向远程终端提供无线接入的网络基础设施组件。此外，根据网络类型，术语“用户设备”或“UE”可以指任何组件，诸如“移动站”、“用户站”、“远程终端”、“无线终端”、“接收点”、“用户装置”或物联网(Internet-of-Things，IoT)设备。为了方便起见，术语“用户设备”和“UE”在本专利文件中用于指代无线接入BS的远程无线设备，无论UE是移动设备(诸如移动电话或智能电话)还是通常被认为是固定设备(例如台式计算机或自动售货机)。

虚线示出了覆盖区域120和125的大致范围，仅出于说明和解释的目的，其被示为近似圆形。应当清楚地理解，根据gNB的配置以及与自然和人为障碍物相关联的无线电环境的变化，与gNB相关联的覆盖区域(诸如覆盖区域120和125)可以具有其他形状，包括不规则形状。

如下文更详细描述的，UE 111-116中的一个或多个包括电路、编程或其组合。在某些实施例中，gNB 101-103中的一个或多个包括电路、编程或其组合。

尽管图1示出了无线网络的一个示例，但是可以对图1进行各种改变。例如，无线网络可以包括任何适当布置的任何数量的gNB和任何数量的UE。此外，gNB 101可以直接与任意数量的UE通信，并向这些UE提供对网络130的无线宽带接入。类似地，每个gNB 102-103可以直接与网络130通信，并向UE提供对网络130的直接无线宽带接入。此外，gNB 101、102和/或103可以提供对其他或附加外部网络(诸如外部电话网络或其他类型的数据网络)的接入。

图2示出了根据本公开的实施例的示例gNB 102。图2所示的gNB 102的实施例仅用于说明，并且图1的gNB 101和103可以具有相同或相似的配置。然而，gNB有各种各样的配置，并且图2没有将本公开的范围限制到gNB的任何特定实施方式。

如图2所示，gNB 102包括多个天线205a-205n、多个RF收发器210a-210n、发送(TX)处理电路215和接收(RX)处理电路220。gNB 102还包括控制器/处理器225、存储器230和回程或网络接口235。

RF收发器210a-210n从天线205a-205n接收输入的RF信号，诸如由网络100中的UE发送的信号。RF收发器210a-210n下变频输入的RF信号以产生IF或基带信号。IF或基带信号被发送到RX处理电路220，RX处理电路220通过对基带或IF信号进行滤波、解码和/或数字化来生成经处理的基带信号。RX处理电路220将经处理的基带信号发送到控制器/处理器225以供进一步处理。

TX处理电路215从控制器/处理器225接收模拟或数字数据(诸如语音数据、网络数据、电子邮件或交互式视频游戏数据)。TX处理电路215对输出的基带数据进行编码、复用和/或数字化，以生成处理后的基带或IF信号。RF收发器210a-210n从TX处理电路215接收输出的经处理的基带或IF信号，并将基带或IF信号上变频为经由天线205a-205n发送RF信号。

控制器/处理器225可以包括控制gNB 102的总体操作的一个或多个处理器或其他处理设备。例如，控制器/处理器225可以根据众所周知的原理通过RF收发器210a-210n、RX处理电路220和TX处理电路215控制前向或下行链路信道信号的接收以及反向或上行链路信道信号的发送。控制器/处理器225也可以支持附加功能，诸如更高级的无线通信功能。例如，控制器/处理器225可以支持波束形成或定向路由操作，其中来自/去往多个天线205a-205n的输出/输入信号被不同地加权，以有效地将输出信号导向期望的方向。控制器/处理器225可以在gNB 102中支持多种其他功能中的任何一种。

控制器/处理器225还能够执行驻留在存储器230中的程序和其他进程，诸如OS。控制器/处理器225可以根据执行进程的需要将数据移入或移出存储器230。

控制器/处理器225也耦合到回程或网络接口235。回程或网络接口235允许gNB102通过回程连接或网络与其他设备或系统通信。接口235可以支持通过任何合适的(多个)有线或无线连接的通信。例如，当gNB 102被实施为蜂窝通信系统(诸如支持5G/NR、LTE或LTE-A的蜂窝通信系统)的一部分时，接口235可以允许gNB 102通过有线或无线回程连接与其他gNB通信。当gNB 102被实施为接入点时，接口235可以允许gNB 102通过有线或无线局域网或者通过到更大的网络(诸如互联网)的有线或无线连接进行通信。接口235包括支持有线或无线连接上的通信的任何合适的结构，诸如以太网或RF收发器。

存储器230耦合到控制器/处理器225。存储器230的一部分可以包括RAM，并且存储器230的另一部分可以包括闪存或其他ROM。

尽管图2示出了gNB 102的一个示例，但是可以对图2进行各种改变。例如，gNB 102可以包括任何数量的图2所示的每个组件。作为特定示例，接入点可以包括多个接口235，并且控制器/处理器225可以支持路由功能，以在不同的网络地址之间路由数据。作为另一个特定示例，虽然被示为包括TX处理电路215的单个实例和RX处理电路220的单个实例，但是gNB 102可以包括每一个的多个实例(诸如每个RF收发器一个实例)。此外，图2中的各种组件可以根据特定需要被组合、进一步细分或省略，并且可以添加额外的组件。

图3示出了根据本公开的实施例的示例UE 116。图3所示的UE 116的实施例仅用于说明，并且图1的UE 111-115可以具有相同或相似的配置。然而，UE有各种各样的配置，并且图3不将本公开的范围限制于UE的任何特定实施方式。

如图3所示，UE 116包括天线305、射频(RF)收发器310、TX处理电路315、麦克风320和接收(RX)处理电路325。UE 116还包括扬声器330、处理器340、输入/输出(I/O)接口(IF)345、触摸屏350、显示器355和存储器360。存储器360包括操作系统(OS)361和一个或多个应用362。

RF收发器310从天线305接收由网络100的gNB发送的输入RF信号。RF收发器310对输入RF信号进行下变频，以产生中频(IF)或基带信号。IF或基带信号被发送到RX处理电路325，RX处理电路325通过对基带或IF信号进行滤波、解码和/或数字化来生成经处理的基带信号。RX处理电路325将经处理的基带信号发送到扬声器330(诸如用于语音数据)或处理器340以供进一步处理(诸如用于网页浏览数据)。

TX处理电路315从麦克风320接收模拟或数字语音数据，或者从处理器340接收其他输出的基带数据(诸如网络数据、电子邮件或交互式视频游戏数据)。TX处理电路315对输出的基带数据进行编码、复用和/或数字化，以生成经处理的基带或IF信号。RF收发器310从TX处理电路315接收输出的经处理的基带或IF信号，并将基带或IF信号上变频为经由天线305发送RF信号。

处理器340可以包括一个或多个处理器或其他处理设备，并执行存储在存储器360中的OS 361，以便控制UE 116的总体操作。例如，根据众所周知的原理，处理器340可以通过RF收发器310、RX处理电路325和TX处理电路315来控制前向信道信号的接收和反向信道信号的发送。在一些实施例中，处理器340包括至少一个微处理器或微控制器。

处理器340还能够执行驻留在存储器360中的其他进程和程序，例如用于波束管理的进程。处理器340可以根据执行进程的需要将数据移入或移出存储器360。在一些实施例中，处理器340被配置为基于OS 361或响应于从gNB或运营商接收的信号来执行应用362。处理器340还耦合到I/O接口345，I/O接口345向UE 116提供连接到其他设备(诸如膝上型计算机和手持计算机)的能力。I/O接口345是这些附件和处理器340之间的通信路径。

处理器340也耦合到触摸屏350和显示器355。UE 116的操作者可以使用触摸屏350向UE 116输入数据。显示器355可以是液晶显示器、发光二极管显示器或能够呈现文本和/或至少有限的图形(诸如来自网站)的其他显示器。

存储器360耦合到处理器340。存储器360的部分可以包括随机存取存储器(RAM)，并且存储器360的另一部分可以包括闪存或其他只读存储器(ROM)。

尽管图3示出了UE 116的一个示例，但是可以对图3进行各种改变。例如，图3中的各种组件可以根据特定需要被组合、进一步细分或省略，并且可以添加额外的组件。作为特定示例，处理器340可以被分成多个处理器，诸如一个或多个中央处理单元(CPU)和一个或多个图形处理单元(GPU)。此外，尽管图3示出了被配置为移动电话或智能电话的UE 116，但是UE可以被配置为作为其他类型的移动或固定设备来操作。

本公开定义了固定地球VTA或VRA的构思，以完全避免由于在非陆地网络(NTN)中移动跟踪区域而导致的5G注册更新。本公开实现了与注册相关的3GPP版本15(R15)机制的重用，同时减少了无线电接口和非接入层(NAS)信令的数量，并且减少了卫星、NTN UE和网络处所需的处理量。

当5G UE检测到不在注册区域(RA)中的跟踪区域(TA)时，5G UE需要执行注册更新。RA包括由TA标识(TAI)列表指定的TA集合。对于具有地面上移动NTN小区和移动TA的非GEO卫星，如果重用类似3GPP R15的机制，则会发生过多的注册更新。本公开描述了一种消除由移动TA导致的注册的方法。本公开对3GPP R15机制进行了最小的改变，同时降低了信令和处理需求。

当UE处于空闲模式时，UE不具有与无线电网络的专用无线电连接。因此，任何基站(即，LTE中的eNB或5G中的gNB)都不知道UE的位置。然而，核心网络在跟踪区域的粒度上知道UE的位置。因此，如果有输入数据，网络向跟踪区域(TA)中的UE发送寻呼消息，其中UE被网络视为“已注册”。UE可以退出空闲模式以进行数据传输。

在5G中，其中UE被认为已注册的TA集合被称为注册区域(RA)。RA由包括一个或多个TA的TAI列表定义。空闲模式UE观察由UE正在监控的小区正在发送的跟踪区域标识(TAI)。如果UE遇到不在注册区域(RA)中的TAI(例如，由于UE移动性)，则UE在LTE中执行跟踪区域更新，或者在5G中执行注册更新，以向网络通知新位置。网络现在认为UE在新的RA中已注册。

在NTN的情况下，其中由卫星发送的NTN小区和相关TAI保持变化，静止的UE在地面上看到移动的TAI。因此，尽管UE没有移动，但是TAI已经改变。这要求UE执行TAU或RU。总之，移动TA会导致过度的5G中的注册或LTE中的跟踪区域更新(TAU)。

本公开为NTN定义了固定的(即，地球固定的)虚拟跟踪区域。这些VTA类似于陆地网络(TN)的传统TA，因为它们的边界保持固定，即使在卫星的NTN小区移动时也不移动。与R15 TN中的TN小区类似，卫星可以在NTN小区中发送TAI，该TAI始终保持不变，而不管卫星在给定时刻覆盖的地理区域。VTA和TAI的关系取决于具体的时间。基于UE(和网络)已知的VTA-TA映射，UE知道UE的VTA是否已经改变。如果UE是静止的，则正在由UE接收的TAI保持变化，因为不同的(非GEO)卫星发送不同的NTN小区，因此在给定的地理区域中发送不同的TAI。然而，由于UE知道基于时间的VTA-TA映射，所以UE知道作为VRA的部分的TAI，并且UE可以通过检查在给定时刻观察到的(多个)TAI是否是VRA的部分来决定是否进行注册更新。只有当VRA由于UE移动性而改变时，UE才会执行基于移动性的注册更新。总之，由于地球固定的VTA的定义，过多注册的问题通过本公开得以解决。

图4示出了根据本公开的实施例的虚拟跟踪区域(VTA)400的示例。图4所示的VTA400的实施例仅用于说明。图4所示的组件中的一个或多个可以在被配置为执行所述功能的专用电路中实施，或者组件中的一个或多个可以由执行指令以执行所述功能的一个或多个处理器来实施。图4显示了固定地球VTA和移动TA的构思示例。

在这个示例中，卫星波束与移动的NTN小区相关联，因此与移动的TA相关联。在图4中，卫星波束和TA从右向左移动。在下面显示的示例中，每个NTN小区发送单个TA，就像R15陆地网络(TN)一样。

在时间t1，VTA1由TAI＝X服务，VTA2由TAI＝Y服务，VTA3由TAI＝Z服务。在时间t2，TAI＝X已经完全移出VTA1。VTA1现在由TAI＝Y服务，VTA2由TAI＝Z服务，VTA3由TAI＝A服务。因此，在从t1到t2的时间窗口中，VTA1由TAI＝X和TAI＝Y这两个TA之一服务。VTA中的给定位置由与VTA相关联的TA集合中的至少一个TA服务。例如，在从时间t1到时间t2的时间窗口内的时间tN，VTA1的左半部分中的NTN UE处于TAI＝X的覆盖区域中，并且VTA1的右半部分中的NTN UE处于TAI＝Y的覆盖区域中。接入和移动性管理功能(AMF)可以创建包括TAI＝X和TAI＝Y的RA，这在时间窗口t1到t2期间将是有效的。

表1示出了VTA和TA之间的映射的示例，该映射被传送给UE和AMF两者。

表1 VTA和TA之间的映射

表2显示了每个VRA多个VTA的示例VRA-VTA映射。

表2 VRA-VTA映射

VRA#	VTA#
		VRA1	VTA1和VTA2
VRA2	VTA2和VTA3
		VRA3	VTA3和VTA4

根据实施方式，表1和表2可以在一个文件或单独的文件中同时或不同时传送。

考虑VTA1中的静止UE。可以假设AMF已经在包括VTA1和VTA2的VRA1中注册了UE。在t1和t2之间的时间tN，VTA1中的UE将检测到TAI＝X或Y。由于上表指示VRA1(等效地，VTA1和VT2)在时间tN包括TAI＝X和TAI＝Y(以及TAI＝Z)，所以UE不执行移动性注册更新。现在，考虑t2和t3之间的时间tM。VTA1现在由TAI＝Y或TAI＝Z服务。因此，当VTA 1中的UE从系统信息块(SIB)(诸如SIB1)获得TAI时，UE将检测TAI＝Y或Z。由于VRA1相关的TA集合在时间tM包括TAI＝Y和TAI＝Z(以及TAI＝A)，所以UE不执行移动性注册更新。因此，当TA在地面上移动时，VTA/VRA的构思消除了不必要的移动注册更新。

图5示出了根据本公开的实施例的示例跟踪区域标识(TAI)、虚拟跟踪区域(VTA)和虚拟注册区域(VRA)500。图5所示的TAI、VTA和VRA500的实施例仅用于说明。图5所示的组件中的一个或多个可以在被配置为执行所述功能的专用电路中实施，或者组件中的一个或多个可以由执行指令以执行所述功能的一个或多个处理器来实施。

图6示出了根据本公开的实施例的实现和使用VTA的总体步骤600的示例。图6所示的实现和使用VTA的总体步骤600的实施例仅用于说明。图6所示的组件中的一个或多个可以在被配置为执行所述功能的专用电路中实施，或者组件中的一个或多个可以由执行指令以执行所述功能的一个或多个处理器来实施。

如图6所示，人或规划工具，或者人和工具的组合可以创建VTA-TA映射，并在诸如OAM或服务器的实体中指定这种映射。

当AMF需要发送寻呼消息时，AMF在VRA中发送寻呼消息。例如，如果当NTN UE在VRA1中注册时，AMF需要在时间tN向NTN UE发送寻呼消息，则如果用于UE的VRA1被AMF定义为VTA1和VTA2，则AMF在TAI＝X、TAI＝Y和TAI＝Z中发送寻呼消息。在4G中，AMF等效实体是移动性管理实体(MME)。

本公开允许在给定的NTN小区中传输相同的SIB(例如，SIB1)，而不管NTN正在服务的地理区域。对于给定的小区如R15，单个TAI就足够了。因此，当卫星从一个地理区域移动到下一个地理区域时，不需要与TA相关的改变。卫星可以一直在给定小区(由PCI和全球小区标识符(ID)标识)中发送相同的TAI相关的SIB1内容。

图7示出了根据本公开的实施例的示例第5代(5G)注册和长期评估(LTE)附接700。图7所示的5G注册和LTE附接700的实施例仅用于说明。图7所示的组件中的一个或多个可以在被配置为执行所述功能的专用电路中实施，或者组件中的一个或多个可以由执行指令以执行所述功能的一个或多个处理器来实施。

图7通过总结在5G的情况下注册和在LTE的情况下附接的过程的选定步骤，示出了本公开的详细背景。

如图7所示，在步骤F7S1，诸如操作、管理和维护(OAM)或应用服务器(AS)的合适的网络实体(框711)定义与地理区域相关联的跟踪区域。例如，给定的城市可以与跟踪区域(TA)相关联，并且这种TA可以由特定的跟踪区域标识符(tracking area identifier，TAI)来指定。TAI包括3个八位字节(即字节)的公共陆地移动网络(PLMN)ID和跟踪区域代码(tracking area code，TAC)。在LTE中使用2个八位字节并且在5G中使用3个八位字节来指定TAC。在步骤F7S2A中，这种映射被传送到AMF/MME(框821)。在地理区域中实际定义TAI的确切实体是依赖于实施方式的。

在步骤F7S2B中，UE可以使用许可的、未许可的或共享的频谱经由TN或NTN获得初始VTA-TA映射。作为新设备激活或新服务激活或软件升级(可以是空中或OTA更新)的部分，UE可以由服务提供商隐式或显式地配置有VTA-TA映射。

在一个实施例中，在步骤F7S2A和F7S2B中，在操作、管理和维护(OAM)的指导下，将NTN运营商特定VTA-TA映射表传送给UE和AMF。VTA/VRA ID可以具有类似于TAI的结构或者新的灵活和/或紧凑的结构。

在一个实施例中，AMF可以以类似于步骤F7S2A的方式从OAM/应用服务器(AS)了解新的VTA-TA映射。AMF仍然可以在正确的TA集合(即，VRA)中发送寻呼消息，因为AMF基于先前的VTA-TA映射知道UE位置。在这种情况下，在任何未来的注册接受消息中(例如，由于周期性注册)，AMF可以设置“newVTAMappingNeeded”比特或映射版本号，以通知UE该UE需要获得最新的VTA-TA映射(例如，从OAM控制的服务器)。

在一个实施例中，在步骤F7S2B中，可以在NTN服务激活期间优选地经由非NTN无线电接口(例如，蜂窝或WiFi接入)向UE提供初始VTA-TA映射，以最小化对NTN空中接口的影响。如果需要，也可以使用NTN空中接口。将来可以通过经由非NTN无线电接口(例如，蜂窝或WiFi接入)或NTN无线电接口为UE更新VTA-TA映射。NTN UE可以连接到运营商的服务器(可以由OAM控制)，以经由非NTN接入获得VTA-TA映射，从而最小化服务链路和馈线链路上宝贵的NTN无线电资源的使用。

在5G的情况下，当AMF投入服务(例如，实例化)时，OAM可以直接或间接地向AMF提供VTA-TA映射。由于NTN平台(例如，由“卫星星历表”表示的卫星)的可预测移动，VTA-TA映射是相当静态和确定的，并且通常被确定为常规网络规划和设计的部分。当然，由于TA或RA的重新规划或优化，如果需要，可以更新这种映射。

在步骤F7S2B中，如果VTA-TA映射正使用NTN中基于NR的空中接口，则可以利用使用SIB或多媒体广播多播服务(MBMS)的专用信令和/或广播信令。在这种情况下，映射可以在文件的可自解码且独立的块中传送。

公共(例如，系统信息或SI信令)或专用信令可以指示VTA-TA映射文件的版本号，如果需要，UE可以使用该版本号来获得新文件。在一个实施例中，在使用专用信令向UE传送VTA-TA映射文件的情况下，可以使用NAS信令消息，诸如注册接受(5G)、附接接受(LTE)、TAU接受(LTE)、下行链路NAS传输(LTE)和DL NAS传输(5G)消息。

当需要时(例如，在加电之后)，在步骤F7S3中，UE(如图7所示的框701)发送RRC消息，该RRC消息封装了NAS消息以向核心网络注册。在LTE网络中，UE可以将NAS附接请求消息封装在RRC连接建立完成消息中。在5G网络中，UE可以将NAS注册请求封装在RRC建立完成消息中。NAS消息、附接请求或注册请求包含最后访问的注册TAI(如果可用的话)。

在一个实施例中，在步骤F7S3中，UE可以报告在可配置的时间段内观察到的TAI集合以及合适的时间戳，以便于识别其中AMF可以认为UE已注册的VTA/VTA。

在一个实施例中，在步骤F7S3中，UE在伴随NAS注册请求消息的RRC消息中提供服务小区和多达N个相邻小区的最近测量。gNB/eNB使用由UE报告的这些测量，并向AMF/MME提供合适小区(例如，服务小区的X dB内的M个小区)的NR/LTE全局小区ID。AMF/MME可以识别与服务小区相关联的TAC/TAI和M个全局小区标识，以创建用于UE的更紧凑的注册区域。

在步骤F7S4中，LTE eNB/5G gNB(框721)处理接收到的RRC消息。由于该消息包含NAS消息，因此在步骤F7S5中，gNB/eNB使用下一代应用协议(NGAP)/S1应用协议(S1AP)消息(诸如初始UE消息)将NAS消息转发给AMF/MME。该NGAP/S1AP消息包括TAI和小区标识，其中已经接收到来自UE的RRC消息。小区标识是LTE的扩展小区全球标识符(ECGI)和5G的NR小区全球标识符(CGI)。NGAP初始UE消息还包括时间戳(UTC或通用协调时间)作为“用户位置信息”字段的部分。

在步骤F7S5中，可以向AMF通知UE的当前小区的TAI或VTA，作为NGAP信令(例如，初始UE消息)的部分，以支持UE的注册。在VTA的情况下，需要向gNB/eNB通知VTA-TA映射。

在步骤F7S6中，AMF/MME确定其中UE将被视为已注册的地理区域。这种地理区域在5G中被称为注册区域，并且在5G和4G中由TAI列表来表示。

在步骤F7S7中，AMF/MME向gNB/eNB发送包含NAS注册接受/附接接受消息的NGAP/S1AP消息(例如，初始上下文建立请求或下行链路NAS传输)。

在一个实施例中，在步骤F7S7中，AMF/MME可以向UE传达对新的VTA-TA映射的需求(注册接受/附接接受或者甚至TAU接受)。更具体地，AMF向NTN UE通知NTN UE是否需要获得新的VTA-TA映射的一种方式是通过使用NAS注册接收消息中的1比特字段(newVTAMappingNeeded；“1”：UE需要获得新的映射，以及0”：不需要新映射)。另一种方法是让AMF指定VTA-TA映射的版本号。UE可以将自己的版本号与从AMF(或MME)接收的版本号进行比较，以确定是否需要获得更新的映射。一般而言，VTA-TA映射的变化预计相对较少，因为这种映射通常被确定为常规网络规划和设计的部分。

在一个实施例中，关于UE的注册区域(RA)的信息以紧凑的方式表示，以减小AS和NAS信令消息的总大小。在步骤F7S7中的注册接受消息中，可以单独指定RA的跨多个TAC/TAI公共的信息，以实现这种信令效率。这种信息的示例包括PLMN ID、TAC的一定数量的最高有效位(MSB)、作为用于地球移动的TAI的基于时间的RA管理的起点的时间戳、以及时间单位(例如，分钟或秒)和传达超出初始起点的时间窗口的增量时间(例如，每个时间窗口70秒)的增量时间值。

然后使用计数器指定与给定的地球固定跟踪区域相关联的地球移动TAI集合。例如，如果绝对时间戳是10:00:00(HH:MM:SS)并且时间单位是秒，并且增量时间值是70(＝时间窗口的70秒)，RA的第一个条目可以被指定为{counter＝0，TAC A、B和C的L个最低有效位}，并且RA的第二个条目可以被指定为{counter＝1，TAC C、D和E的L个最低有效位}。UE认为自己在(i)时间间隔10:00:00到10:01:10期间在TAI A、B和C中注册，以及(ii)在时间间隔10:01:10到10:02:20期间在TAI C、D和E中注册。总时间段可以是可配置的，并且可以被设置为周期性注册更新定时器(例如，5G中的T3512)的值。这里描述的TAI和时间戳的紧凑表示也可以用在VTA-TA映射表或文件中。

在一个实施例中，在步骤F7S7中，网络可以经由诸如系统信息信令(例如，诸如SIB1中的“VirtualTrackingAreaInUse”的参数)的广播信令或者专用信令(例如，在注册接受消息中)指示VTA的使用。对VTA的支持可以是强制的或可选的。UE可以在传统的UE网络能力信令机制中指示对VTA的支持。然后，AMF可以在注册接受消息中传达VRA ID和/或VTAID。

在一个实施例中，在不使用单独的文件来指定VTA-TA映射的情况下，可以将VRA指定为TAI集合，而不是不同VTA值的集合。在这样的实施例中，在步骤F7S7中，在注册接受消息中仅将适用于UE的当前地理区域的VTA/VRA-TA映射的子集指定为近期即将到来的时间窗口的函数。在进一步的增强中，这种TAI和时间窗口可以以紧凑的方式表示，以减少信令开销。

在步骤F7S8中，gNB/eNB将NAS注册接受/附接接受消息封装在RRC消息(例如，5G中的RRC重新配置和LTE中的RRC连接重新配置)中。

在步骤F7S9中，UE存储TAI列表以决定何时执行移动性注册更新。例如，如果UE检测到UE已经进入不在TAI列表中的TA，则在步骤F7S10中，UE通过发送诸如5G中的注册请求和LTE中的跟踪区域更新请求的消息来发起移动性相关注册更新。

对于步骤F7S3、F7S4和F7S6，在实施例中的一个中，由gNB/eNB和/或UE将UE位置连同时间戳一起传达给AMF/MME。例如，UE本身可以是支持全球导航卫星系统(GNSS)的，并且可以在步骤F7S3中向gNB和/或AMF提供UE的位置坐标，诸如(纬度、经度)。在LTE中，也可以使用诸如TAU请求的消息。在另一个实施方式中，在步骤F7S4中，网络(例如，gNB)可以通过使用UE报告的测量和/或网络进行的测量或它们的组合来确定近似的UE位置。

在步骤F7S6中，AMF可以使用估计的位置以及时间戳和卫星波束的已知覆盖区域(例如，基于卫星星历表)来确定VTA或VTA的狭窄集合，使得VRA覆盖更少的VTA，从而更少的TAI用于实际寻呼。AMF/MME可以使用VTA-TA映射来创建将TAI与给定时间窗口的所有可能的VTA相关联的表。时间戳的示例格式包括UTC(通用协调时间)和本地时间(具有时区和夏令时的可能调整)。还可以为没有GNSS能力的UE定义公共定时。UE可以在注册请求中向核心网络提供“locationAssistanceInfoFromUEForRegistration”。字段“locationAssistanceInfoFromUEForRegistration”包括诸如以UTC或另一种格式的时间戳以及UE的位置(例如，(纬度，经度)(如果可用))的元素。

如果可用，gNB/eNB还可以使用UE对NTN小区的覆盖范围的了解、对UE报告的下行链路测量(例如，参考信号接收功率(RSRP))的处理和/或使用NGAP在“locationAssistanceInfoFromgNBForRegistration”中对上行链路测量(例如，上行链路定时提前)的处理来向AMF/MME提供对UE的基于GNSS的位置的估计。核心网络(例如，AMF或MME)可以使用从UE和/或gNB/eNB获得的UE位置以及时间戳来确定UE的注册区域。

对于步骤F7S3和F7S7，在一个实施例中，通过修改注册/附件请求和注册/附件接受消息来增强步骤F7S3和F7S7。例如，UE向网络发送注册请求消息，该注册请求消息包含以下的一个或多个：TAI ID(VTA ID可以类似于R15 TN消息中的TAI)、VTA-TA映射版本(可以只有几个比特，诸如2到4个比特，因为TA的频繁变化很少)和时间戳。当UE检测到不是与当前VTA相关联的适用TA集合的部分的TAI时，该消息可以用于执行初始注册以及执行基于移动性的注册更新。作为响应，AMF简单地发送类似R15的注册接受。在本发明的一个实施例中，在注册接受中不需要新的字段来支持请求。

AMF可以简单地将VRA传达为TAI列表，其中TAI列表包括VTA。注意，在NTN中只有一个VRA(相当于包括TAI的TAI列表)是足够的，因为根据VTA-TA映射，UE和AMF隐式地使用包括多个TA的VRA。因此，简化的映射进一步提高了NAS和信令无线电承载(SRB)信令效率。等同于5G注册请求的LTE消息是附接请求和跟踪区域更新请求。等同于5G注册接受的LTE消息是附接接受和跟踪区域更新接受。

在一个实施例中，当NTN小区发送多个TAI的集合以覆盖给定的地球固定跟踪区域，并且将在地理区域中的一个时刻处的这种集合动态地改变到不同地理区域中的另一个时刻时，SIB中TAI的紧凑表示将是有益的。由于SIB可能需要基于卫星波束正覆盖的特定地理区域而快速(例如，在几百毫秒的量级上)改变，通过以紧凑的格式表示TAI(例如，将公共PLMN ID和最高有效位与变化的特定最低有效位分开)可以促进SIB的更快处理。仅包括TAI的新的紧凑SIB也可以显著地减少UE处的处理时间，以快速可靠地检测TAI变化。

在一个实施例中，UE不执行基于TA改变的TA更新，直到UE接收到每个网络配置的VTA-TA映射。在另一个实施例中，这可以被指定为默认UE过程，而无需任何显式网络配置。

在LTE网络中，在已经执行附接过程之后，跟踪区域更新(TAU)使用NAS消息跟踪区域更新请求和跟踪区域更新接受来发生，其分别替换NAS消息附接请求和附接接受，如图7所示。

图8示出了根据本公开的实施例的5G注册的示例用户设备(UE)行为800。图8所示的5G注册的UE行为800的实施例仅用于说明。图8所示的组件中的一个或多个可以在被配置为执行所述功能的专用电路中实施，或者组件中的一个或多个可以由执行指令以执行所述功能的一个或多个处理器来实施。

如图8所示，在步骤F8S1中，具有NTN能力的UE以前述几种方式之一(例如，经由非NTN接入或NTN接入)获得VTA-TA映射。

在步骤F8S2中，UE在连续的基础上检查UE是否需要进行注册。示例场景包括初始注册(例如，在加电之后)、周期性注册(例如，在定时器到期时)、以及基于移动性的注册(例如，当新的服务小区与不在先前从网络获得的有效VRA中的TAI相关联时)。

如果UE确定需要执行注册，则在步骤F8S3中，UE发送具有支持信息(诸如基于GNSS的位置)的NAS注册请求消息。gNB将UE的NAS消息转发给AMF，并在携带UE的NAS消息的NGAP消息中包括诸如小区ID和TAI的相关信息。

在步骤F8S4中，UE接收NAS“注册接受”消息中的VRA(例如，VRA ID或与正确的VRA相关联的VTA集合)。

为了支持基于移动性的注册，在UE已经从网络获得VRA作为初始注册的部分之后以及每当UE进入新的服务小区时，UE在步骤F8S2中评估对注册的需求。例如，当UE进入新的小区时，UE观察系统信息以查看新小区的(多个)TAI是否是VRA的部分。如果新的TAI不是VRA的部分(在相关的时间窗口中(如果适用的话))，则UE通过发送NAS“注册请求”消息来发起基于移动性的注册。

本公开基于卫星星历表利用卫星运动方向的知识来创建紧凑且实用的邻居列表。由本公开创建的紧凑且实用的邻居列表降低了切换或小区重选到不正确小区的概率。当非GEO卫星具有移动地球波束(即，随卫星移动的波束)时，本公开还简化了NTN UE对相邻NTN小区的搜索，并提高了接入层信令效率。本公开可以显著减小这种邻居列表的大小(例如，减小33％)。本公开减小了与相邻小区相关的系统信息(SI)消息的大小。

此外，由本公开创建的缩短的邻居列表使得UE能够更快地检测相邻小区，并检测更适合小区重选或切换的相邻小区。本公开避免了UE实际上不能对其进行成功的小区重选或切换的不必要的相邻小区的搜索，对于这些不必要的相邻小区，，从而提高了网络和UE处的处理功率效率和资源利用效率。本公开还可以与自动邻居关系(ANR)特征结合使用，以删减或微调类似陆地网络的邻居列表。本公开适用于使用移动地球波束(即，随卫星移动的波束)的非GEO卫星。

像TN中的UE一样，NTN UE在RRC_INACTIVE和RRC_IDLE状态下执行小区重选，并且在RRC_CONNECTED状态下执行切换。UE需要搜索相邻小区以识别用于小区重选的小区，并报告合适的(多个)小区以便于切换。在NTN采用具有移动地球波束的非GEO卫星的情况下，缩短邻居列表是可能的。缩短的邻居列表加速了小区搜索的过程，并且避免了无意中选择不正确的小区来进行报告和切换。由于本公开，公共系统信息信令和专用RRC信令都变得更加紧凑，因此更加高效。

在NTN中，由于RRC信令的长传播延迟和所导致的慢反应时间，与TN相比，切换到不正确的小区的不利影响被放大。例如，与TN相比，在NTN中切换失败的情况下，通信中断时间可能长得多。与TN相比，卫星上的gNB-DU和地面上的gNB-CU或卫星上的透明有效载荷将具有长得多的RRC信令延迟。

类似地，重选到不正确的小区可能需要在NTN UE处进行更多的处理，以检测更合适的小区。此外，由于大传播路径损耗和长延迟导致的NTN中更具挑战性的传播环境，处理能力要求和可靠性被认为在NTN中具有更高的重要性。

本公开通过利用卫星运动的方向，在NTN中创建比典型邻居列表更短的邻居列表。

图9示出了根据本公开的实施例的示例陆地网络900。图9所示的陆地网络900的实施例仅用于说明。图9所示的组件中的一个或多个可以在被配置为执行所述功能的专用电路中实施，或者组件中的一个或多个可以由执行指令以执行所述功能的一个或多个处理器来实施。

如图9所示，非GEO(例如LEO)卫星1正在管理PCI 0到5，并且另一个非GEO(例如LEO)卫星2正在管理PCI 6到11。在图9中，卫星和卫星波束连续地从右向左移动。注意，本公开适用于其中卫星波束随着卫星围绕地球轨道运行而在地球上移动的部署架构。由于两个卫星的波束同时移动，在卫星在一个时刻照射一个地理区域并且在另一个时刻照射另一个地理区域时这些卫星波束的相对位置以及因此NTN小区保持相同。

如图9所示，如果NTN UE在小区7中，则对于这种NTN UE来说，执行小区重选或者切换到小区7左侧的小区是不实际的。例如，在没有本公开的情况下，小区7的典型邻居列表可以是{1，2，6，8，10，11}。然而，本公开通过避免小区7左侧的小区来创建更短的邻居列表。因此，本公开从原始列表中移除小区{1，2}，以创建更紧凑的邻居列表{6，8，10，11}。在本示例中，相邻的数量从6个减少到4个，要搜索和处理的单元数量减少33％。

这里是示例计算，以示出为什么“左侧的小区”(例如，如图9所示的小区1和2)是不必要的，因此可以从邻居列表中移除。LEO卫星以7公里/秒到8公里/秒的速度移动，高度越高速度越低。考虑位于小区7最左侧部分的NTN UE。要从当前小区7跨进小区1(或小区2)，NTN UE将不得不超过卫星速度。地面上最快的子弹头列车速度不到500公里/小时(这也是5G瞄准的最大目标速度)或大约0.14公里/秒，这远低于7公里/秒。现在，考虑飞机上的NTNUE。商用飞机以小于1000km/hr(大约0.3km/s)的速度移动。如这些示例清楚表明的，NTN UE永远不会移动到位于当前小区左侧的小区中。本公开利用这一知识来创建缩短的邻居列表。这种缩短的邻居列表可以用于UE的所有RRC状态。

注意，即使NTN UE在给定时刻处于小区2和小区7(或者小区2和小区1)的重叠区域中，由于卫星移动，NTN UE也会非常快地(在几毫秒内)移动到具有更好传播特性的小区中。

图10示出了根据本公开的实施例的创建紧凑邻居列表的示例机制1000。图10所示的创建紧凑邻居列表的机制1000的实施例仅用于说明。图10所示的组件中的一个或多个可以在被配置为执行所述功能的专用电路中实施，或者组件中的一个或多个可以由执行指令以执行所述功能的一个或多个处理器来实施。

图11示出了根据本公开的实施例的创建紧凑邻居列表的示例总体步骤1100。图11所示的创建紧凑邻居列表的总体步骤1100的实施例仅用于说明。图11所示的组件中的一个或多个可以在被配置为执行所述功能的专用电路中实施，或者组件中的一个或多个可以由执行指令以执行所述功能的一个或多个处理器来实施。

在一个实施例中，SI消息和/或专用RRC信令消息可以将诸如“PowerEfficientGuidedCellSearch”的字段设置为1以通知UE仅搜索明确指定的邻居(其在紧凑邻居列表中)以节省处理能力并加速正确的小区检测，以及将字段设置为0以通知UE没有提供这种搜索指导(意味着允许小区的自主检测)。在一个实施例中，网络可以利用最小化路测(MDT)特征来从NTN UE获得更全面的邻居列表，以创建增强的邻居列表作为新的基线邻居列表(例如，作为图11中步骤6的部分)。

本公开的一个实施例可以用于删减或微调由5G ANR创建的邻居列表。在C2和D2的架构场景(即，非GEO移动波束)中，每个小区可以被传达作为“不可能的候选”的“左侧的小区”的第一批(first tier)(或基于部署场景的前两批)。在一种可能的实施方法中，操作、管理和维护(OAM)可以基于NTN网络规划和设计工作的结果向给定小区提供这样的列表。

本公开提供了增强的切换和小区重选。由于长传播延迟，与TN相比，在NTN中不正确切换的成本要高得多，所以紧凑的邻居列表有助于高效和无缝切换的总体解决方案。本公开还在在NTN中提供了适当的邻居列表的同时增加了公共信令(即，系统信息)和专用信令(即，专用RRC信令)的效率。当使用预定量的无线电资源发送SI消息时，紧凑的邻居列表意味着可以发送更多的冗余比特或代码符号，从而增强SI检测的可靠性。

图12示出了根据本公开的实施例的紧凑邻居列表的示例UE-网络交互1200。图12所示的紧凑邻居列表的UE-网络交互1200的实施例仅用于说明。图12所示的组件中的一个或多个可以在被配置为执行所述功能的专用电路中实施，或者组件中的一个或多个可以由执行指令以执行所述功能的一个或多个处理器来实施。

图12显示了设备和网络之间的交互。

如图12所示，在步骤F12S1中，在示例方法中，诸如操作、管理和维护(OAM)或网络规划和设计工具(NPDT)的网络实体1211确定给定小区的NTN邻居列表。

在另一个实施例中，在步骤F12S1中，网络实体可以确定反映卫星/小区移动的紧凑NTN邻居列表。

在步骤F12S2中，网络实体向eNB/gNB 1221提供常规NTN邻居列表(不考虑卫星移动)或紧凑NTN邻居列表(在考虑卫星移动之后)。

在步骤F12S3中，eNB/gNB在接收到常规邻居列表之后创建更短的邻居列表，或者重用或修改从另一个网络实体1211接收的紧凑邻居列表。

在步骤F12S4中，eNB/gNB通过公共系统信息(SI)信令和/或专用信令向UE 1201传达紧凑列表(反映卫星/小区移动)。

在一个实施例中，步骤F12S4中的SI消息和/或专用RRC信令消息可以将诸如“PowerEfficientGuidedCellSearch”的字段设置为1以通知UE搜索紧凑邻居列表中明确指定的小区是足够的。在另一实施方式中，网络可以强制UE仅测量(并且在适当时基于配置的事件进行报告)指定的小区。

在另一个实施例中，步骤F12S4中的SI消息和/或专用RRC信令消息可以包括基于卫星移动的偏移。可以利用这些偏移来更早地检测合适的小区，和/或基于卫星/小区移动来鼓励或不鼓励小区重选和向给定邻居小区的切换。基于移动的偏移(可以是零、正或负)提供了基于NTN小区的移动区分小区的灵活性。

在另一实施方式中，在步骤F12S4中，可以基于NTN类型(例如，LEO VS GEO)将偏移(零、正值或负值)传达给UE，以对特定类型的NTN的选择进行优先排序。

在另一实施方式中，在步骤F12S4中，可以向UE传达偏移(零、正值或负值)或其他合适的参数，以便于基于服务类型和设备类型(例如，IoT VS非IoT)来选择NTN小区。

在另一个实施方式中，可以在步骤F12S4中向UE传达偏移(零、正值或负值)或其他合适的参数，以便于当TN和NTN使用相同或不同的载波频率时选择特定类型的特定小区(诸如TN小区或NTN小区)。

在步骤F12S5中，UE记录接收到的紧凑邻居列表，并使用该列表来执行邻居小区搜索。

当需要时(例如，当测量事件发生时)，处于RRC_CONNECTED模式的UE在步骤F12S6中向eNB/gNB发送测量报告消息。

图13示出了根据本公开的实施例的基于卫星移动的紧凑邻居列表的示例UE行为1300。图13所示的基于卫星移动的紧凑邻居列表的UE行为1300的实施例仅用于说明。图13所示的组件中的一个或多个可以在被配置为执行所述功能的专用电路中实施，或者组件中的一个或多个可以由执行指令以执行所述功能的一个或多个处理器来实施。

图13示出了利用卫星运动知识的UE行为。具体地，下面讨论UE过程的小区重选方面。在无线网络(例如，LTE和5G网络)中，处于空闲或非活动模式的设备周期性地搜索最佳小区以进行监控或驻留，使得UE能够可靠地从网络接收任何下行链路消息或在最佳小区中执行随机接入过程。UE对当前服务小区和合适的相邻小区进行测量，并使用如下所示的公式(诸如公式1、2和3)来比较这些小区。通常，如果相邻小区比当前服务小区更好，则发生到该相邻小区的小区重选。

如图13所示，在步骤F13S1中，UE检查RRC状态是否是RRC_IDLE或RRC_INACTIVE。如果是，则在步骤F13S2中，UE观察从系统信息信令获得的参数(除非UE特定的参数先前已经经由专用RRC信令被提供给UE)。UE使用这些参数，诸如PowerEfficientGuidedCellSearch、紧凑频率内邻居列表、紧凑频率间邻居列表和/或基于卫星移动的偏移。

在一个示例中，网络可以为小区选择/重选标准指定邻居小区特定偏移Qntn-movement作为诸如以下公式的部分，以支持到频率内邻居小区、频率间邻居小区或RAT间邻居小区的小区重选。相对于服务小区，邻居小区可以属于相同优先级频率、较低优先级频率或较高优先级频率。

在一个示例中，频率内和相等优先级频率间小区重选可以使用类似于下面的邻居小区排序标准(关于预先存在的参数和变量的细节，参见3GPP38.304)。

R_n＝Q_meas,n-Q_offset-Q_offset-temp-Q_{ntn-movement-n}……等式1

在等式1中，R_n是邻居小区n的秩，Q_meas,n是邻居小区n的测量量(例如，RSRP)，Q_offset-temp是在小区中RRC连接建立失败时使用的临时偏移(参见3GPP TS38.331)，并且Q_{ntn-movement-n}是由本公开的实施例引入的新参数。Q_{ntn-movement-n}可以是零、正或负。零值意味着对到该小区的重选既不是鼓励的也不是不鼓励的。Q_{ntn-movement-n}的正值意味着对到该小区的重选是不鼓励的，并且Q_{ntn-movement-n}的负值意味着对到该小区的重选是鼓励的。

在一个示例中，针对频率间和RAT间小区重选的朝向高优先级频率的小区重选准则可以被调整，以反映NTN小区移动的影响，如下面的等式2和3所示。关于预先存在的参数和变量的细节，参见3GPP 38.304。

S_qual>(Thresh_X,HighQ+Q_{ntn-movement-n})……等式2

在等式2中，S_qual是邻居小区n的质量的测量，Thresh_X,HighQ是高优先级频率小区的阈值质量水平，并且Q_{ntn-movement-n}是由本公开的实施例引入的新参数。

S_rxlev>(Thresh_X,HighP+Q_{ntn-movement-n})……等式3

在等式3中，S_rxlev是邻居小区n的接收信号强度水平的测量，Thresh_X,HighP是高优先级频率小区的阈值信号水平，并且Q_{ntn-movement-n}是由本公开的实施例引入的新参数。

在步骤F13S3中，UE使用从网络获得的紧凑邻居列表来执行邻居小区搜索，并且如果必要的话，在应用诸如Q_{ntn-movement-n}的相关偏移之后执行小区重选。UE在执行小区重选之后返回到步骤F9S3。

如果UE在步骤F13S1中发现UE不处于RRC_IDLE或RRC_INACTIVE模式，则UE在步骤F13S4中检查UE是否处于RRC_CONNECTED模式(这通常是正常情况下的情况)。

图13示出了基于卫星移动的紧凑邻居列表的UE行为。

处于RRC_CONNECTED模式的UE在步骤F13S5中经由专用RRC信令(例如，经由诸如NR中的RRC重新配置和LTE中的RRC连接重新配置的消息)获得紧凑邻居列表和其他参数。

如果来自紧凑邻居列表的相邻小区满足配置事件(例如，事件A3)的测量标准，则在步骤F13S6中，UE向网络发送测量报告。

在一个示例中，可以调整邻居小区相关标准以反映卫星/NTN小区移动性的影响，如下面针对事件A3的进入条件的等式4所示(详见3GPP TS38.331)。事件A3对应于其中相邻小区比当前服务小区好一定量的情况。例如，对于下面等式4中参数的某些数值，当相邻小区的RSRP比服务小区的RSRP大3dB时，UE将向网络发送测量报告。在考虑邻居小区测量的其他事件中，可以进行类似的改变。

Mn+Ofn+Ocn-Hys-Q_{ntn-movement-n}>Mp+Ofp+Ocp+Off……等式4

在等式4中，Mn是相邻小区n的测量结果，Ofn是邻居小区n的参考信号的测量对象特定偏移(即，在NR中的MeasObjectNR内定义的offsetMO)，Ocn邻居小区的小区特定偏移(即，在measObjectNR内定义的cellIndividualOffset)，Mp是SpCell的测量结果，Ofp是SpCell的测量对象特定偏移(即，在measObjectNR内定义的offsetMO)，Ocp是SpCell的小区特定偏移(即，在measObjectNR中定义的cellIndividualOffset)，Hys是该事件的滞后参数(即，在reportConfigNR中定义的滞后)，Off是该事件的偏移参数(即，在reportConfigNR中定义的a3偏移)，并且Q_{ntn-movement-n}是由本公开的实施例引入的新参数。

当紧凑邻居列表已经完全避免了不可能的切换候选小区时，该参数可以帮助在使小区成为中性小区或优选小区之间进行区分。当希望加速切换到邻居小区时，可以将该邻居小区作为优选小区。

本公开经由MAC信令和PHY信令而不是RRC信令来重新配置合适的无线电参数，以加速无线电重新配置的总体过程。取决于网络部署架构，MAC信令和RRC信令之间的处理延迟可能存在显著差异。新无线电配置的这种早期使用有助于实现诸如增加的吞吐量或更高的可靠性的目标。由于5G阶段1允许资源分配非常快速地改变(例如，快至每0.125毫秒)，所以由于快速无线电重新配置，显著的性能增益可以被实现，从而优化资源利用和增强用户体验。

取决于网络部署架构，MAC信令和RRC信令之间的处理延迟可能存在显著差异。例如，当NTN在卫星上部署gNB-DU并且在地面上部署gNB-CU时，当RRC信令被用于无线电重新配置时，在(i)期望无线电重新配置的时间和(ii)这种重新配置可以生效的时间之间可能有多达60ms的延迟。

相比之下，当MAC信令用于无线电重新配置时，在(i)期望无线电重新配置的时间和(ii)这种重新配置可以生效的时间之间的延迟可能只有大约30ms。因此，MAC信令可以潜在地减少50％的延迟，并且新的无线电配置可以潜在地提前大约30ms被使用。

取决于网络部署架构，MAC信令和RRC信令之间的处理延迟可能存在显著差异。修改各种无线电相关参数的无线电重新配置通常经由RRC信令来完成。RRC信令的这种依赖可能导致宝贵的无线电资源的次优使用。例如，当NTN在卫星上部署gNB-DU并且在地面上部署gNB-CU时，RRC重新配置可能比MAC信令和PHY信令慢得多。

这可能导致数十ms量级的长时间窗口，在此期间次优无线电配置被使用。特别地，由于5G PHY层能够非常快速地重新分配资源(例如，在1毫秒内)，次优无线电配置的使用阻碍了5G在NTN中的全部潜力的实现。

通过MAC和PHY信令的快速无线电重新配置迅速地适应相关参数，以便以适当的方式利用宝贵的无线电资源来实现更高吞吐量或可靠性的目标。

下面简要讨论可以经由MAC信令或PHY信令快速适应的示例操作。

在PDSCH/PUSCH聚合的一个示例中，5G定义了物理下行链路共享信道(PDSCH)和物理下行链路共享信道(PUSCH)的聚合，其中给定传输块(TB)中的数据可以在PDSCH和/或PUSCH上在多个时隙中传输。接收器组合这些多个传输以可靠地检测传输的信息。这种聚合以平均小区吞吐量或容量为代价增加了可靠性。

在版本15中，聚合PDSCH/PUSCH的时隙数量可以设置为2、4或8。对于动态授权，pdsch-AggregationFactor和pusch-AggregationFactor分别指定PDSCH和PUSCH的TB重复数量。对于配置的上行链路授权，参数repK指定传输块的数据传输的数量。如果pdsch-AggregationFactor设置为4，则相同的数据在PDSCH上在四个时隙中传输4次。

gNB使用实施方式特定机制来确定pdsch-AggregationFactor和pusch-AggregationFactor。在一个示例中，如果每个QoS流的下行链路/上行链路中的可用无线电资源量相对较高，但是要发送的业务量相对较低，则可以增加pdsch-AggregationFactor/pusch-AggregationFactor以增强当前活动QoS流的可靠性。相反，如果每个QoS流的下行链路/上行链路中的可用无线电资源量相对较低，但是要发送的业务量相对较高，则可以减小pdsch-AggregationFactor/pusch-AggregationFactor以增加平均小区吞吐量，从而容纳更多的业务量。

在动态HARQ控制的一个示例中，由于NTN固有地具有长的传播延迟，所以无线电链路控制(RLC)重传的机会较少。因此，在NTN中，在PHY/MAC层的快速混合自动重复请求(HARQ)重传变得更加重要，以帮助实现目标QoS。当使用MAC或PHY信令时，可以更动态地控制HARQ。

在HARQ启用/禁用的一个示例中，gNB可以经由MAC信令而不是RRC信令来快速启用或禁用HARQ。这种禁用可以消除对来自接收器的显式确认(ACK)/否定确认(NACK)反馈的需要，同时仍然支持HARQ过程。在一个示例中，当具有固定地球波束的卫星针对给定NTN小区将要进入地平线以下时，gNB可以禁用HARQ。这可以避免与HARQ反馈的创建相关的不必要的处理，因为由于即将到来的基于卫星移动的切换，这样的HARQ反馈不能被发送到当前服务的NTN小区。

在HARQ确认延迟的一个示例中，gNB或gNB-DU可以基于卫星星历表使用NTN小区覆盖的知识来估计非GEO卫星的地球固定波束的传播延迟。然后，这样的延迟估计可以用于重新配置DCI消息中的参数“PDSCH-to-HARQ_feedback定时指示符”的值(参见TS38.212和TS38.213)。

图14示出了根据本公开的实施例的卫星高度对具有地球固定波束的非GEO卫星的传播延迟的示例影响1400。图14中所示的卫星高度对具有地球固定波束的非GEO卫星的传播延迟的影响1400的实施例仅用于说明。图14所示的组件中的一个或多个可以在被配置为执行所述功能的专用电路中实施，或者组件中的一个或多个可以由执行指令以执行所述功能的一个或多个处理器来实施。

图14显示了这种重新配置背后的动机的相关联的以下描述。

在自适应调制和编码的一个示例中，可以定义不同的调制和编码方案(MCS)表来支持不同的目标，诸如高吞吐量或更高的可靠性(即，低频谱效率)。替代地，可以定义信道质量指示符(CQI)偏移，以使用给定的CQI表来强调吞吐量或可靠性。给定的CQI值与目标误块率的特定MCS相关联。在不久的将来(例如，接下来的几十毫秒)，当平均信道条件良好或者预期良好(即，高信号干扰噪声比(SINR))时，与高吞吐量相关联的MCS表可以用于合适的QoS流。当平均信道条件在不久的将来很差或者预期会很差(即，低SINR)时，与低频谱效率相关联的MCS表以及由此增加的可靠性可以用于合适的QoS流。

图14显示了卫星高度对具有地球固定波束的非GEO卫星的传播延迟的影响。

当卫星处于最低点(即，地面上NTN小区中心的正上方)时，卫星高度最低，并且卫星和NTN UE之间的传播延迟最短。相反，当卫星接近地平线时(例如，10度的仰角)，卫星高度最高，并且卫星和NTN UE之间的传播延迟最长。

考虑高度为1500千米的LEO卫星。NTN UE和LEO卫星之间的单向传播延迟可以从最低点(即，90°仰角)的大约5ms变化到10°仰角的大约12ms(如TR38.811中所示的表5.3.4.1-1)。解决HARQ过程中这种延迟变化的一种方式是基于最坏情况的传播延迟为HARQ ACK延迟选择大的值。更有效的方式是基于卫星高度和卫星仰角来选择HARQ ACK延迟。

在一个示例中，当卫星仰角在0°(或10°)和45°之间或在135°和180°(或170°)之间时，可以使用更大的HARQ ACK延迟值。基于卫星星历表，可以容易地确定近似的高度和仰角。当卫星仰角在45°和135°之间时，可以使用较小的HARQ ACK延迟值。HARQ ACK延迟的这种自适应设置使gNB能够更快地响应并提高吞吐量。

图15示出了根据本公开的实施例的快速无线电重配置的示例总体机制1500。图15所示的快速无线电重配置的总体机制1500的实施例仅用于说明。图15所示的组件中的一个或多个可以在被配置为执行所述功能的专用电路中实施，或者组件中的一个或多个可以由执行指令以执行所述功能的一个或多个处理器来实施。

图16示出了根据本公开的实施例的资源管理的总体步骤1600的示例。图16所示的资源管理的总体步骤1600的实施例仅用于说明。图16所示的组件中的一个或多个可以在被配置为执行所述功能的专用电路中实施，或者组件中的一个或多个可以由执行指令以执行所述功能的一个或多个处理器来实施。

在一个实施例中，对于gNB实施方式中的创新，使用更快的MAC和PHY信令使得gNB能够设计实施方式特定算法，以充分利用可用的无线电资源。这种快速的信号灵活性鼓励了gNB的设计创新。例如，gNB或gNB-DU快速利用所提供的MAC/PHY信令来以实施方式特定的方式修改与PDSCH/PUSCH聚合、HARQ以及自适应调制和编码相关的参数。

在一个实施例中，为了增加可靠性，可以使用增加的PDSCH/PUSCH聚合程度和/或更保守的MCS表来提供更多冗余，从而增加可靠性。

在一个实施例中，为了更高的吞吐量，可以使用降低程度的PDSCH/PUSCH聚合、更积极的MCS表和自适应HARQ延迟来提高频谱效率，从而提高吞吐量。

本公开提供了一种新的切换机制，以实现非陆地网络(NTN)的更快和更可靠的切换。在NTN中，由于长的传播延迟，相比陆地网络，RRC信令慢得多。这种慢速信令可能导致切换过程中更多的无线电连接失败。通过测量更快地检测合适的切换候选有助于加速NTN的切换过程。虽然传统的切换相关测量事件本质上要求邻居小区优于当前服务小区，但是该特征利用服务小区测量(例如，RSRP、参考信号接收质量(RSRQ)和/或SINR)和相邻小区测量之间的绝对差异来触发基于事件的测量报告。

为了最小化两个NTN小区之间的乒乓效应，并基于NTN小区的移动鼓励切换到正确的NTN小区，引入了基于卫星移动的滞后。为了进一步确保相邻小区对于切换的适合性，相邻小区的测量可以另外与绝对阈值进行比较。gNB/eNB可以使用测量报告和NTN小区移动的知识来做出切换决定。

在NTN中，取决于NTN类型(例如，具有透明有效载荷的GEO与具有卫星上的gNB的LEO)，传播延迟可能是几毫秒甚至几百毫秒。NTN中的这种长传播延迟导致在检测用于切换的合适候选小区时的显著延迟，以及(i)发送测量报告的时间和(ii)UE接收到切换命令的时间之间的显著差异。这种长延迟增加了无线电信道条件恶化和无线电连接丢失的可能性，对用户体验产生不利影响。

在陆地网络中，传播延迟通常非常短(例如，几微秒)。此外，LTE和5G允许快速交换信令消息。因此，在陆地网络中，整个切换处理可以在几毫秒内完成。然而，在NTN中，传播延迟可能只有几毫秒甚至几百毫秒。由于NTN中的长传播延迟，UE的测量报告需要长时间才能到达源基站。

此外，来自源BS的切换命令到达UE需要时间。由于长延迟，当源BS向UE发送切换命令时，源小区中的信道条件可能已经显著恶化，导致切换命令的丢失以及随后无线电连接的丢失。此外，由于切换被延迟，所以UE在相对较长的时间段内经历了降级的SINR，从而降低了吞吐量。

如果可以在NTN中加速切换，则可以在切换期间保持无线电连接，并且可以最小化用户体验的下降。

该特征通过定义新的测量报告事件来加速NTN的总体切换。该事件允许UE检测有资格成为良好切换候选的相邻小区，尽管该小区在事件发生时可能比当前服务小区更好，也可能不更好。

图17示出了根据本公开的实施例的陆地网络中的示例切换时间线1700。图17所示的陆地网络中的切换时间线1700的实施例仅用于说明。图17所示的组件中的一个或多个可以在被配置为执行所述功能的专用电路中实施，或者组件中的一个或多个可以由执行指令以执行所述功能的一个或多个处理器来实施。

考虑陆地网络中的切换。图17示出了LTE和5G中使用的测量事件(所谓的事件A3)的时间线。根据事件A3，当相邻小区变得比服务小区偏移得更好并且在timeToTrigger的持续时间内保持比服务小区更好时，UE发送测量报告。

如图17所示，在时间t2，事件A3发生，然后UE发送包含服务小区和候选小区的测量的测量报告。gNB/eNB做出切换决定，获得目标gNB/eNB的批准，并在时间t4以RRC消息(诸如RRC重新配置)的形式向UE发送切换命令。UE停止与源小区/基站的通信，并通过在t6发送RA前导来发起对目标小区/BS的随机接入过程。

目标BS以随机接入响应进行回复，并且包括定时调整，以便于以授权的形式进行UL同步和UL资源分配。UE在时间t10使用分配的UL授权发送RRC重新配置完成消息(所谓的Msg3或消息3)，以完成切换过程。在gNB/eNB实施方式中，gNB/eNB在接收到Msg3之后分配DL/UL资源。由于具有收发器(TRX)的UE在给定的载波频率上与单个小区进行通信，因此对于这样的UE，在t5和t13之间不能进行数据传输。

在陆地网络中，传播延迟(在图17中称为PD)通常非常短(例如，几微秒)。此外，LTE和5G允许快速交换信令消息。因此，在陆地网络中，t2和t13之间的处理可以在仅仅几毫秒内完成。然而，在NTN中，取决于NTN类型(例如，具有透明有效载荷的GEO VS具有卫星上的gNB的LEO)，PD可能是几毫秒甚至几百毫秒。NTN中如此长的传播延迟导致t2和t3之间的显著差异，增加了无线电信道条件恶化和无线电连接丢失的可能性，不利地影响了用户体验。如果可以在NTN中加速切换，则可以在切换期间保持无线电连接，并且可以最小化用户体验的下降。

图18示出了根据本公开的实施例的示例预测和加速切换1800。图18所示的预测和加速切换1800的实施例仅用于说明。图18所示的组件中的一个或多个可以在被配置为执行所述功能的专用电路中实施，或者组件中的一个或多个可以由执行指令以执行所述功能的一个或多个处理器来实施。

图18示出了如何通过加速对合适的相邻小区的检测(例如，与基于A3的切换相比)来实现预测切换，同时确保(i)新的相邻小区能够提供至少一定水平的服务，以及(ii)当切换完成时，当前服务小区不会引起过多的干扰。此外，预测切换还可以利用NTN小区移动的知识来鼓励向NTN小区的切换，该小区预期在不久的将来(例如，在接下来的几毫秒内)变得更好。

在如图18所示的所提供的预测和加速切换中，当(i)(相邻小区测量+激励)和(ii)(服务小区测量)之间的绝对差在timeToTrigger时段内低于阈值△时，UE发送测量报告。在图18中，UE在时间t2发送测量报告，并且BS在时间t3发送切换命令。观察到当服务小区向UE发送切换命令时，当前服务小区在t3仍然相当强。

为了进一步确保相邻小区对于切换的适用性，相邻小区的测量可以另外与绝对阈值进行比较，诸如(相邻小区测量>绝对阈值)。在这种情况下，测量差条件和绝对阈值条件可以使用逻辑“与”运算来组合。

现在，比较t2和t5，以及t3和t6。在传统的基于A3的切换中，UE在时间t5发送测量报告。因此，提前(t5-t2)毫秒检测到相邻小区。此外，切换命令提前(t6-t3)ms发送。进一步观察到，服务小区在时间t6比在时间t3弱得多，增加了切换命令不能被UE可靠地检测到的可能性。

参数激励是基于卫星运动的激励。对于由于朝向UE的移动而成为优选小区的NTN小区，可以将其设置为正值。例如，如果NTN小区正在向UE移动，则可以将激励设置为正值，以鼓励向该邻居小区的切换，因为预计该小区的无线电环境在不久的将来会变得更好。相反，如果相邻小区正在远离UE，则激励可以被设置为负值，以不鼓励切到该小区的切换，因为对于该小区，无线电信道条件预期在不久的将来会变得更差。

gNB/eNB可以基于每个卫星星历的NTN小区移动的知识，经由RRC信令来设置每个相邻小区的参数，诸如激励和△。

除了参数激励和△之外，其他传统参数，诸如服务和邻居小区的小区特定和频率特定偏移，也可以包含在上面指定的事件标准中。

图19示出了根据本公开的实施例的与传统的基于A3的切换相比的加速切换的示例场景1900。图19中所示的与传统的基于A3的切换相比的加速切换场景1900的实施例仅用于说明。图19所示的组件中的一个或多个可以在被配置为执行所述功能的专用电路中实施，或者组件中的一个或多个可以由执行指令以执行所述功能的一个或多个处理器来实施。

图19示出了与传统的基于A3的切换相比，所提供的预测切换将导致加速切换的场景，以及与传统的基于A3的切换相比，加速切换的场景。

在情况I中，相邻小区和服务小区之间的测量差对于A3事件的发生来说不够大。然而，预测切换标准很容易满足，并且与基于A3的事件相比，UE能够更早地报告切换事件。

在情况II下，基于A3的事件长时间不满足time-to-trigger条件，这可能是由于测量值波动造成的。然而，预测切换标准很容易满足，于是与基于A3的事件相比，UE更早地报告切换事件。

图20示出了根据本公开的实施例的非陆地网络(NTN)中的示例切换管理2000。图20所示的非陆地网络(NTN)中的切换管理2000的实施例仅用于说明。图20中所示的组件中的一个或多个可以在被配置为执行所述功能的专用电路中实施，或者组件中的一个或多个可以由执行指令以执行所述功能的一个或多个处理器来实施。

图21示出了根据本公开的实施例的NTN中的切换管理的总体步骤2100的示例。图21所示的NTN中的切换管理的总体步骤2100的实施例仅用于说明。图21中所示的组件中的一个或多个可以在被配置为执行所述功能的专用电路中实施，或者组件中的一个或多个可以由执行指令以执行所述功能的一个或多个处理器来实施。

图20示出了本公开的示例实施例的预测和加速切换的总体机制。

在一个实施例中，为了提高切换成功率，由于切换命令是在服务小区的无线电环境相当好时发送给UE的，所以UE可以可靠地检测到切换命令。此外，当UE试图与邻居小区连接时，无线电环境也是有益的。因此，尽管在NTN中有长的传播延迟，切换的总体成功率将会很高。

在一个实施例中，对于更高的吞吐量，由于数据传输在先前服务小区以及新服务小区中在相当好的信道条件下继续发生，因此可以预期预测切换的高吞吐量。

在一个实施例中，对于减少的乒乓效应和减少的信令，由于基于卫星移动的激励(或反激励)，在预测切换中减少了两个NTN小区之间的乒乓效应，导致信令总量的节省和切换可靠性的增加。

图22示出了根据本公开的实施例的用于虚拟跟踪和注册区域的方法2200的流程图，该方法可以由UE(如图1所示的111-116)执行。图22所示的方法2200的实施例仅用于说明。图22中所示的组件中的一个或多个可以在被配置为执行所述功能的专用电路中实施，或者组件中的一个或多个可以由执行指令以执行所述功能的一个或多个处理器来实施。

如图22所示，方法2200开始于步骤2202。在步骤2202中，UE识别VTA-TA映射信息，该映射信息将(i)与非陆地网络(NTN)实体相关联的TAI和(ii)与地理区域相关联的VTA之间的映射指示为时间的函数。

随后，在步骤2204中，UE基于VTA-TA映射信息在瞬间或在时间段期间内识别一个或多个TAI。

接下来，在步骤2206中，UE发送包括一个或多个TAI的RRC请求消息。

最后，在步骤2208中，UE基于一个或多个TAI接收对应于RRC请求消息的RRC响应消息，其中RRC响应消息包括VRA。

在一个实施例中，UE经由许可频谱、非许可频谱或共享频谱接收VTA-TA映射信息，并且基于一个或多个TAI使用RRC请求消息发送与UE所属的服务小区相对应的测量结果，当UE检测到一个或多个邻居小区时，测量结果还与一个或多个邻居小区相对应。

在一个实施例中，UE基于经由专用信令或包括SIB的广播信令或MBMS从NTN实体接收的信息来确定或更新VTA-TA映射信息；或者基于经由专用信令或包括SIB的广播信令或MBMS从TN实体接收的信息来确定或更新VTA-TA映射信息。

在一个实施例中，UE发送包括与时间戳相关联的UE的位置信息的RRC请求消息，所述位置信息以全球小区ID或基于GNSS的UE位置中的至少一个的形式，以使得NTN实体能够识别VRA覆盖的VTA或VTA集合。

在这样的实施例中，RRC请求消息是用于注册和附接请求的第一RRC封装的非接入层(NAS)信令消息；RRC响应消息是用于注册和附接接受的第二RRC封装的NAS信令消息；并且由NTN实体使用时间戳来基于VTA-TA映射信息识别VTA集合和VRA。

在一个实施例中，UE使用包括注册接受消息、附接接受消息、下行链路NAS传输消息或TAU消息的NAS信令消息来接收VTA-TA映射信息；并且接收对应于常规注册区域或VRA的TAI列表，其中TAI列表的一个或多个TAI的公共信息被单独标识，以实现与TAI列表中的一个或多个TAI相关的信息的紧凑表示。

在一个实施例中，UE使用与VRA相关联的TAI列表来检测针对移动性注册更新的VRA中的变化；并且响应于检测到VRA中的变化，发送包含NAS信令消息的RRC请求消息，该NAS信令消息包括注册请求或TAU请求，其中NAS信令消息包括TAI、VTA-TA映射信息的版本号和时间戳。

在一个实施例中，当UE的RRC状态是RRC空闲状态或RRC不活动状态时，UE接收系统信息以获得紧凑邻居列表以及与紧凑邻居列表和基于移动的偏移相关联的参数集，其中处理器还被配置为基于接收的系统信息执行小区搜索和小区重选；或者当UE的RRC状态是RRC连接状态时，经由专用信令接收与紧凑邻居列表和基于移动的偏移相关联的参数集，其中处理器还被配置为识别要发送给NTN实体的测量结果。

在一个实施例中，UE基于来自NTN实体的指示在紧凑邻居列表中搜索小区；识别与紧凑邻居列表中的小区相关联的移动偏移值，其中基于NTN实体的移动来选择移动偏移值；并且基于移动偏移值和小区测量信息来确定用于小区重选的紧凑邻居列表中的邻居小区的排名。

尽管已经用示例实施例描述了本公开，但是本领域技术人员可以想到各种变化和修改。本公开旨在包含落入所附权利要求的范围内的这些变化和修改。本申请中的任何描述都不应被理解为暗示任何特定的元素、步骤或功能是必须包括在权利要求范围内的必要元素。专利主题的范围由权利要求限定。

Claims (15)

1.一种无线通信系统中的用户设备UE，所述UE包括：

处理器，被配置为：

识别虚拟跟踪区域VTA到跟踪区域TA VTA-TA映射信息，所述映射信息将(i)与非陆地网络NTN实体相关联的TA标识符TAI和(ii)与地理区域相关联的VTA之间的映射指示为时间的函数；以及

基于所述VTA-TA映射信息，在瞬间或在时间段期间识别一个或多个TAI；和

收发器，可操作地连接到所述处理器，所述收发器被配置为：

发送包括所述一个或多个TAI的无线电资源控制RRC请求消息；以及

基于所述一个或多个TAI接收与所述RRC请求消息相对应的RRC响应消息，其中所述RRC响应消息包括虚拟注册区域VRA。

2.根据权利要求1所述的UE，其中所述收发器还被配置为：

经由许可频谱、未许可频谱或共享频谱接收所述VTA-TA映射信息，以及

基于所述一个或多个TAI，使用所述RRC请求消息发送与所述UE所属的服务小区相对应的测量结果，当所述UE检测到一个或多个邻居小区时，所述测量结果还与所述一个或多个邻居小区相对应。

3.根据权利要求2所述的UE，其中所述处理器还被配置为：

基于经由专用信令或包括系统信息块SIB的广播信令或多媒体广播多播服务MBMS从NTN实体接收的信息，确定或更新所述VTA-TA映射信息；或者

基于经由专用信令或包括SIB的广播信令或MBMS从陆地网络TN实体接收的信息，确定或更新所述VTA-TA映射信息。

4.根据权利要求1所述的UE，其中：

所述收发器还被配置为发送包括与时间戳相关联的UE的位置信息的RRC请求消息以使得NTN实体能够识别所述VRA覆盖的VTA或VTA集合，所述位置信息以全球小区标识符ID或基于全球导航卫星系统GNSS的UE位置中的至少一个的形式。

所述RRC请求消息是用于注册和附接请求的第一RRC封装的非接入层NAS信令消息；

所述RRC响应消息是用于注册和附接接受的第二RRC封装的NAS信令消息；并且

所述时间戳用于基于所述VTA-TA映射信息识别所述VTA集合和所述VRA。

5.根据权利要求1所述的UE，其中所述收发器还被配置为：

使用NAS信令消息接收所述VTA-TA映射信息，所述NAS信令消息包括注册接受消息、附接接受消息、下行链路NAS传输消息或跟踪区域更新TAU消息；以及

接收对应于常规注册区域或所述VRA的TAI列表，

其中所述TAI列表的一个或多个TAI的公共信息被单独标识，以实现与所述TAI列表中的一个或多个TAI相关的信息的紧凑表示。

6.根据权利要求1所述的UE，其中：

所述处理器还被配置为使用与所述VRA相关联的TAI列表来检测针对移动性注册更新的所述VRA中的变化，

所述收发器还被配置为响应于检测到所述VRA中的变化，发送包含NAS信令消息的RRC请求消息，所述NAS信令消息包括注册请求或TAU请求，

所述NAS信令消息包括TAI、所述VTA-TA映射信息的版本号和时间戳。

7.一种无线通信系统中的基站BS，所述BS包括：

处理器；和

收发器，可操作地连接到所述处理器，所述收发器被配置为：

从用户设备UE接收无线电资源控制RRC请求消息，所述RRC请求消息包括基于虚拟跟踪区域VTA到跟踪区域TA VTA-TA映射信息在瞬间或在时间期段间识别的一个或多个跟踪区域标识TAI，所述VTA-TA映射信息将(i)与非陆地网络NTN实体相关联的TAI和(ii)与地理区域相关联的VTA之间的映射指示为时间的函数；以及

基于所述一个或多个TAI，向所述UE发送与所述RRC请求消息相对应的RRC响应消息，其中所述RRC响应消息包括虚拟注册区域VRA，以及

其中所述RRC请求消息和所述RRC响应消息包括非接入层NAS信令消息。

8.根据权利要求7所述的BS，其中所述收发器还被配置为：

经由许可频谱、未许可频谱或共享频谱来发送所述VTA-TA映射信息；

基于所述一个或多个TAI，使用所述RRC请求消息接收与所述UE所属的服务小区相对应的测量结果，当所述UE检测到一个或多个邻居小区时，所述测量结果还对应于所述一个或多个邻居小区；以及

基于所接收的RRC请求消息向所述NTN实体发送消息，其中针对所述NTN实体的所述消息包括以全球小区标识符ID、所述一个或多个TAI或基于全球导航卫星系统GNSS的UE位置中的至少一个形式的UE位置信息。

9.根据权利要求7所述的基站，其中所述处理器还被配置为经由专用信令或包括系统信息块SIB的广播信令或多媒体广播多播服务MBMS来指示指示所述VTA-TA映射信息更新的信息。

10.根据权利要求7所述的BS，其中所述收发器还被配置为接收与时间戳相关联的UE的位置信息以使得所述NTN实体能够识别虚拟注册区域VRA覆盖的VTA或VTA集合，所述位置信息以全球小区ID、所述一个或多个TAI或基于GNSS的UE位置中的至少一个的形式；

所述RRC请求消息是用于注册和附接请求的第一RRC封装的NAS信令消息；

所述RRC响应消息是用于注册和附接接受的第二RRC封装的NAS信令消息；并且

所述时间戳用于基于所述VTA-TA映射信息识别所述VTA集合和所述VRA。

11.一种无线通信系统中的用户设备UE的方法，所述方法包括：

识别虚拟跟踪区域VTA到跟踪区域TA VTA-TA映射信息，所述VTA-TA映射信息将(i)与非陆地网络NTN实体相关联的TA标识符TAI和(ii)与地理区域相关联的VTA之间的映射指示为时间的函数；

基于所述VTA-TA映射信息在瞬间或时间段期间内识别一个或多个TAI；

发送包括所述一个或多个TAI的无线电资源控制RRC请求消息；以及

基于所述一个或多个TAI接收与所述RRC请求消息相对应的RRC响应消息，其中所述RRC响应消息包括虚拟注册区域(VRA)。

12.根据权利要求11所述的方法，还包括：

经由许可频谱、未许可频谱或共享频谱接收所述VTA-TA映射信息；以及

基于所述一个或多个TAI，使用所述RRC请求消息发送与所述UE所属的服务小区相对应的测量结果，当所述UE检测到一个或多个邻居小区时，所述测量结果还与所述一个或多个邻居小区相对应。

13.根据权利要求12所述的方法，还包括：

基于经由专用信令或包括系统信息块SIB的广播信令或多媒体广播多播服务MBMS从所述NTN实体接收的信息，确定或更新所述VTA-TA映射信息；或者

基于经由专用信令或包括所述SIB的广播信令或MBMS从陆地网络TN实体接收的信息，确定或更新所述VTA-TA映射信息。

14.根据权利要求11所述的方法，还包括：

发送包括与时间戳相关联的UE的位置信息的RRC请求消息以使得所述NTN实体能够识别所述VRA覆盖的所述VTA或VTA集合，所述位置信息以全球小区标识符ID或基于全球导航卫星系统GNSS的UE位置中的至少一个的形式，

其中：

所述RRC请求消息是用于注册和附接请求的第一RRC封装的非接入层NAS信令消息；

所述RRC响应消息是用于注册和附接接受的第二RRC封装的NAS信令消息；并且

所述时间戳用于基于所述VTA-TA映射信息识别所述VTA集合和所述VRA。

15.根据权利要求11所述的方法，还包括：

使用NAS信令消息接收所述VTA-TA映射信息，所述NAS信令消息包括注册接受消息、附接接受消息、下行链路NAS传输消息或跟踪区域更新TAU消息；

接收对应于常规注册区域或所述VRA的TAI列表，其中所述TAI列表的一个或多个TAI的公共信息被单独标识，以实现与所述TAI列表中的一个或多个TAI相关的信息的紧凑表示；

使用与所述VRA相关联的TAI列表来检测针对移动性注册更新的VRA中的变化；以及

响应于检测到所述VRA中的变化，发送包含NAS信令消息的RRC请求消息，所述NAS信令消息包括注册请求或TAU请求，其中所述NAS信令消息包括TAI、VTA-TA映射信息的版本号和时间戳。

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