時書鋒，于游洋

（1. 華為技術(shù)有限公司西安研究所，陜西 西安 710077；2. 華為技術(shù)有限公司上海研究所，上海 201206）

0 引言

3GPP（the Third Generation Partnership Project）標(biāo)準(zhǔn)從3GPP Rel-15開始正式進(jìn)入5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)與研究階段。5GC（5G core）網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)實(shí)現(xiàn)了控制面與用戶面分離、服務(wù)化接口以及支持3GPP與非3GPP多種接入技術(shù)。尤其針對3GPP與非3GPP接入技術(shù)，5GC網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)一的鑒權(quán)認(rèn)證、統(tǒng)一的接入與會話管理以及統(tǒng)一的策略控制。5GC對多種接入技術(shù)的支持可以滿足人們對網(wǎng)絡(luò)廣覆蓋、高質(zhì)量的需求，并在用戶移動過程中實(shí)現(xiàn)不同接入技術(shù)之間的無縫切換，提升了用戶體驗(yàn)。3GPP Rel-15版本中，5GC支持的非3GPP接入技術(shù)主要為非可信WLAN接入技術(shù)。隨著網(wǎng)絡(luò)的不斷演進(jìn)，3GPP Rel-16中5GC增強(qiáng)了對其他非3GPP接入技術(shù)的支持（如有線接入技術(shù)），并且增強(qiáng)支持了在多種接入技術(shù)可用的場景下，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)流在不同接入技術(shù)間的智能選路、多種接入技術(shù)的帶寬資源共享等。

有線接入技術(shù)（如光纖接入）是當(dāng)前家庭寬帶網(wǎng)絡(luò)使用的主要接入技術(shù)。將家庭網(wǎng)關(guān)通過有線技術(shù)原生接入5GC網(wǎng)絡(luò)，從而實(shí)現(xiàn)了有線與無線融合的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，即固移融合網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。并且在此融合網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的基礎(chǔ)上，支持了多接入流量調(diào)度機(jī)制。上述機(jī)制不僅可以支持蜂窩與Wi-Fi的多接入傳輸，也可以支持蜂窩與有線的多接入傳輸。本文主要就上述兩部分內(nèi)容進(jìn)行論述，即5GC架構(gòu)增強(qiáng)支持有線技術(shù)原生接入5GC，以及在融合網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)多接入流量調(diào)度機(jī)制，以提升網(wǎng)絡(luò)可靠性與網(wǎng)絡(luò)帶寬。

1 功能描述

1.1 固網(wǎng)移動融合架構(gòu)與價(jià)值場景

業(yè)界在很早之前就已經(jīng)提出固移融合的概念，3GPP與BBF（Broadband Forum）等標(biāo)準(zhǔn)組織也進(jìn)行過相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)化工作。以3GPP為例，在4G時代就有固移融合專項(xiàng)課題——BBAI（3GPP system-fixed broadband access network interworking），并發(fā)布了相關(guān)的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)3GPP TS 23.139。上述標(biāo)準(zhǔn)主要解決移動終端如何通過固定傳輸網(wǎng)絡(luò)接入4G移動核心網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)固移網(wǎng)絡(luò)之間的策略協(xié)同，支持端到端的QoS（quality of service）保障。上述標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)保持了固定網(wǎng)絡(luò)與移動網(wǎng)絡(luò)相互獨(dú)立，本質(zhì)上仍然是兩張網(wǎng)絡(luò)，并未實(shí)現(xiàn)固移系統(tǒng)級融合。直到3GPP Rel-16，以5GC網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)了真正意義上的固網(wǎng)和移動網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)級融合。圖1是3GPP定義的5G新型家庭網(wǎng)關(guān)接入5GC的融合網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。其中5G-RG（residential gateway）是具有5GC接入能力的新型家庭網(wǎng)關(guān)，支持SIM（subscriber identity module）卡與NAS（non-access stratum）模塊，支持有線接入技術(shù)，同時也支持無線蜂窩接入技術(shù)；W-AGF（wireline-access gateway function）為有線接入網(wǎng)關(guān)功能，只為了支持新型家庭網(wǎng)關(guān)（5G-RG）接入5GC新增的網(wǎng)元。其中，AMF（access and mobility management function）主要完成對無線蜂窩接入和有線接入的接入和移動性管理，SMF（session management function）完成對UE從無線蜂窩接入和有線接入進(jìn)行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的PDU會話從建立、修改，到釋放的管理功能，UPF（user plane function）是UE（user equipment）從無線蜂窩接入和有線接入進(jìn)行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的用戶面處理功能。該架構(gòu)實(shí)現(xiàn)了5GC和UE/5G-RG之間的N1接口、5GC和接入網(wǎng)關(guān)（W-AGF）之間的N2和N3接口與無線蜂窩接入接口的統(tǒng)一。鑒權(quán)和認(rèn)證架構(gòu)上也統(tǒng)一到共用UDM（unified data management）和AUSF（authentication server function）實(shí)現(xiàn)對3GPP接入及非3GPP接入的統(tǒng)一鑒權(quán)和認(rèn)證，從而實(shí)現(xiàn)了UE/5G-RG通過3GPP接入和非3GPP接入網(wǎng)絡(luò)的注冊、鑒權(quán)、認(rèn)證、會話各項(xiàng)業(yè)務(wù)和流程的統(tǒng)一。

圖1 5G新型家庭網(wǎng)關(guān)接入5GC融合網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

1.1.1 混合接入場景

針對新型家庭網(wǎng)關(guān)，固移融合網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)支持無線蜂窩與有線同時接入的混合接入場景，以提高網(wǎng)絡(luò)帶寬、提高鏈路可靠性，從而提升運(yùn)營商競爭力與業(yè)務(wù)拓展能力。

（1）提高網(wǎng)絡(luò)帶寬

隨著互動游戲、超高清視頻、VR/AR（virtual reality/augmented reality）等新興業(yè)務(wù)廣泛應(yīng)用于家庭網(wǎng)絡(luò)，用戶對網(wǎng)絡(luò)帶寬的需求增長速度越來越快。雖然光纖與傳統(tǒng)的xDSL（x digital subscriber line）技術(shù)相比，在帶寬提升方面有顯著提高，但光纖網(wǎng)絡(luò)的再提速仍然需要新鋪設(shè)光纜、擴(kuò)容光接入設(shè)備等，投資巨大，且升級周期長?；旌辖尤敕桨缚梢跃酆蠠o線蜂窩與有線資源，尤其在夜晚蜂窩流量明顯處于低谷期間，或者對網(wǎng)絡(luò)大帶寬需求呈現(xiàn)脈沖式動態(tài)變化期間，利用無線蜂窩補(bǔ)充有線，按需進(jìn)行資源調(diào)配，可以節(jié)省擴(kuò)容成本，既滿足大帶寬業(yè)務(wù)需求，又充分利用現(xiàn)網(wǎng)資源，便于運(yùn)營商快速擴(kuò)展新業(yè)務(wù)。

（2）提高網(wǎng)絡(luò)可靠性

混合接入模式的另一優(yōu)勢是提高鏈路可靠性。無線蜂窩與有線傳輸可以互為備份，當(dāng)一條鏈路發(fā)生故障或擁塞時，可以將業(yè)務(wù)流遷移到另一條鏈路。業(yè)務(wù)遷移過程中，混合接入方案可以保證業(yè)務(wù)的連續(xù)性，做到用戶無感知，從而提升用戶業(yè)務(wù)體驗(yàn)。例如，有線傳輸路徑中任一傳輸節(jié)點(diǎn)故障或擁塞都可能導(dǎo)致此鏈路故障，此時觸發(fā)業(yè)務(wù)流遷移過程，可以有效避免故障鏈路對業(yè)務(wù)和服務(wù)質(zhì)量產(chǎn)生的影響。

1.1.2 非直接接入場景

針對新型家庭網(wǎng)關(guān)或傳統(tǒng)家庭網(wǎng)關(guān)，固移融合網(wǎng)絡(luò)也支持上述家庭網(wǎng)關(guān)背后的末端用戶設(shè)備接入，此場景稱為非直接接入場景。末端設(shè)備接入過程中，家庭網(wǎng)關(guān)作為中繼設(shè)備，通過Wi-Fi或有線連接末端用戶設(shè)備。例如，IPTV機(jī)頂盒通過有線與家庭網(wǎng)關(guān)建立連接，智能終端通過Wi-Fi與家庭網(wǎng)關(guān)建立連接，智能終端背后還可能有其他第三方設(shè)備通過藍(lán)牙等接入技術(shù)與智能終端建立連接。因此非直接接入場景可能存在多個層級，末端設(shè)備基于其能力差異也包含了多種類型，如支持5GC接入的智能手機(jī)，或不支持5GC接入的第三方設(shè)備等。傳統(tǒng)核心網(wǎng)絡(luò)側(cè)很難對多層級末端用戶設(shè)備進(jìn)行識別與管理，而固移融合網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)方案使其成為可能。

（1）保證業(yè)務(wù)連續(xù)性

當(dāng)末端用戶設(shè)備為具備5GC接入能力的終端設(shè)備（如智能手機(jī)）時，非直接接入方案支持業(yè)務(wù)流從室內(nèi)家庭網(wǎng)絡(luò)平滑切換到室外蜂窩網(wǎng)絡(luò)。例如，用戶在家中使用手機(jī)通過家庭寬帶進(jìn)行某項(xiàng)業(yè)務(wù)，后續(xù)用戶可能移動到室外，為了保持手機(jī)上正在進(jìn)行的業(yè)務(wù)不受用戶位置移動的影響，業(yè)務(wù)流可以無縫地從家庭寬帶接入切換到無線蜂窩接入，保障業(yè)務(wù)連續(xù)性。

（2）提高精細(xì)化業(yè)務(wù)管理能力

傳統(tǒng)家庭網(wǎng)絡(luò)，運(yùn)營商只能看到家庭網(wǎng)關(guān)，對家庭網(wǎng)關(guān)進(jìn)行粗粒度的QoS與計(jì)費(fèi)策略控制。隨著用戶設(shè)備類型的不斷豐富、5G多樣性業(yè)務(wù)的快速發(fā)展，不同的終端類型或業(yè)務(wù)對QoS的需求有所不同。為了充分滿足業(yè)務(wù)的差異化管理，合理分配使用網(wǎng)絡(luò)資源以及提供豐富的計(jì)費(fèi)策略，核心網(wǎng)絡(luò)側(cè)需要看到家庭網(wǎng)關(guān)背后的末端用戶設(shè)備，從而提升運(yùn)營商對業(yè)務(wù)的感知管控能力、大數(shù)據(jù)分析能力以及拓展新業(yè)務(wù)的能力。尤其當(dāng)末端用戶設(shè)備為第三方設(shè)備時，運(yùn)營商建立與第三方業(yè)務(wù)平臺之間的聯(lián)系，可進(jìn)一步擴(kuò)大產(chǎn)業(yè)規(guī)模，催生新業(yè)務(wù)，增加產(chǎn)業(yè)收入。

下面將對上述兩個價(jià)值場景方案分別進(jìn)行論述，具體包括混合接入分流調(diào)度方案與非直接接入末端設(shè)備識別管理方案。

1.2 混合接入分流調(diào)度

3GPP定義了ATSSS（access traffic steering，switching，splitting）多接入分流調(diào)度特性，可以用于上述的固網(wǎng)移動混合接入場景，也可以用于Wi-Fi和蜂窩多接入場景。ATSSS定義了多種分流功能、多種分流模式、性能測量功能等，實(shí)現(xiàn)用戶通過一個UE或者一個5G-RG同時使用固網(wǎng)、Wi-Fi和蜂窩接入進(jìn)行業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸，增加帶寬和業(yè)務(wù)傳輸?shù)目煽啃?，同時充分利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)，加快新業(yè)務(wù)部署和商用。

當(dāng)一個終端同時通過3GPP蜂窩和Wi-Fi或者固網(wǎng)接入5GC時，如果有業(yè)務(wù)流需要傳輸且終端支持ATSSS多接入分流調(diào)度，網(wǎng)絡(luò)側(cè)會根據(jù)業(yè)務(wù)流特征及網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)制定相應(yīng)的策略，確定如何在兩條路徑上對該業(yè)務(wù)流進(jìn)行傳輸，或者如何在傳輸過程中切換路徑。

ATSSS定義了兩種分流功能。一種是MPTCP（multi-path TCP protocol）功能，一種是ATSSS-LL（ATSSS low-layer）功能。

（1）MPTCP功能

非漫游架構(gòu)下支持ATSSS示意圖如圖2所示，3GPP將MPTCP 代理功能部署在UPF中，和UE側(cè)支持的MPTCP功能配合，可以實(shí)現(xiàn)對TCP業(yè)務(wù)流的分流功能，也就是一條流可以同時在3GPP接入路徑和非3GPP接入路徑上進(jìn)行傳輸，或?qū)崿F(xiàn)傳輸過程中在兩條路徑間的無縫切換。

圖2 非漫游架構(gòu)下支持ATSSS示意圖

（2）ATSSS-LL功能

ATSSS-LL功能也是在UE和UPF中實(shí)現(xiàn)的，分別支持對上行業(yè)務(wù)流和下行業(yè)務(wù)流的分流傳輸，可以用于IP、TCP、UDP和以太類型的業(yè)務(wù)流。ATSSS-LL功能與MPTCP代理功能最大的區(qū)別是：ATSSS-LL不支持單業(yè)務(wù)流（比如一個IP 5-tuple流）在3GPP和非3GPP接入路徑上的同時傳輸，或者說ATSSS-LL不支持包粒度分流。

3GPP的ATSSS特性定義了4種分流模式：主備模式、最小時延模式、優(yōu)先級模式和負(fù)載均衡模式。

（1）主備模式

一個業(yè)務(wù)流正常情況下是在主接入路徑上傳輸，當(dāng)主接入路徑不可用時切換到備份接入路徑。

（2）最小時延模式

一個業(yè)務(wù)流總是在時延最小的接入路徑上傳輸。

（3）優(yōu)先級模式

一個業(yè)務(wù)流優(yōu)先在一個路徑上傳輸，當(dāng)該路徑擁塞時，業(yè)務(wù)流可以同時在另外一個路徑上傳輸。

（4）負(fù)載均衡模式

一個業(yè)務(wù)流可以按固定的比例同時在兩個接入路徑上傳輸。

在負(fù)載均衡模式下，又定義了自主操作方式和UE輔助操作方式。自主操作方式是UE和UPF以最大帶寬為目的、可以自主調(diào)節(jié)兩條接入路徑上的業(yè)務(wù)分流比例；UE輔助操作方式是UE根據(jù)功耗等內(nèi)在狀態(tài)自行確定上行分流比例，同時通知UPF，UPF可以據(jù)此調(diào)節(jié)下行在兩條接入路徑上的分流比例。

為了配合以上分流功能和分流模式的執(zhí)行，在UE和UPF上定義了PMF功能，可以對UE和UPF間每條接入路徑上的時延和丟包進(jìn)行測量。UE和UPF可以據(jù)此執(zhí)行相應(yīng)的分流模式。同時UE還可以在一條接入路徑不可用時通過PMF消息通知UPF。上面提到的UE輔助操作方式下UE也是通過PMF消息將上行分流比例傳遞給UPF的。PMF協(xié)議棧示意圖如圖3所示。

圖3 PMF協(xié)議棧示意圖

為了彌補(bǔ)在5G建網(wǎng)初期蜂窩覆蓋不足的缺陷，3GPP的ATSSS特性定義了一個業(yè)務(wù)流同時通過無線蜂窩接入4G EPC（evolved packet core）網(wǎng)絡(luò)和通過固網(wǎng)或者Wi-Fi接入5GC網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸或分流。蜂窩接入EPC和固網(wǎng)/Wi-Fi接入5GC分流示意圖如圖4所示，通過UE/5G-RG在EPC和5GC跨網(wǎng)絡(luò)建立多接入會話，實(shí)現(xiàn)同一個業(yè)務(wù)流通過4G EPC網(wǎng)絡(luò)的3GPP接入和5GC的非3GPP接入同時或分流傳輸。

圖4 蜂窩接入EPC和固網(wǎng)/Wi-Fi接入5GC分流示意圖

1.3 末端設(shè)備識別管理

基于3GPP Rel-16標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)末端用戶設(shè)備為具有5GC接入能力的用戶設(shè)備（如智能手機(jī)）時，固移融合網(wǎng)絡(luò)可以實(shí)現(xiàn)對5GC capable UE（5GC能力用戶設(shè)備）的獨(dú)立鑒權(quán)認(rèn)證、獨(dú)立接入與會話管理。5GC capable UE非直接接入方案如圖5所示。

圖5 5GC capable UE非直接接入方案

家庭網(wǎng)關(guān)首先通過有線或無線注冊到5GC網(wǎng)絡(luò)，并建立用戶面會話連接，獲取5GC分配的終端IP地址。然后，5GC capable UE通過Wi-Fi連接到家庭網(wǎng)關(guān)。當(dāng)5GC capable UE申請UE IP地址時，家庭網(wǎng)關(guān)將其從5GC獲得的IP地址分配給5GC capable UE使用。5GC capable UE使用上述IP地址作為UE的源IP地址發(fā)起到非3GPP接入網(wǎng)關(guān)（N3IWF（non-3GPP interworking function）或TNGF（trusted non-3GPP gateway function））的連接。如果5GC capable UE選擇的是非可信非3GPP接入網(wǎng)關(guān)（即N3IWF），則上述連接需要加密。當(dāng)5GC capable UE選擇的是可信非3GPP接入網(wǎng)關(guān)（即TNGF）時，上述連接無須加密。此方案中，5GC capable UE與非3GPP接入網(wǎng)關(guān)之間無論是信令面消息還是用戶面消息都通過家庭網(wǎng)關(guān)的PDU會話傳輸，因此是overlay方案。

2 5G-Advanced功能增強(qiáng)

2.1 混合接入方案增強(qiáng)

如前所述，當(dāng)前3GPP標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)支持了ATSSS多接入分流調(diào)度的基本特性，定義了MPTCP和ATSSS-LL兩種分流功能以及主備模式、最小時延模式、優(yōu)先級模式、負(fù)載均衡模式4種分流模式。基于MPTCP功能和負(fù)載均衡模式能夠?yàn)閱蜹CP業(yè)務(wù)流提供在3GPP和非3GPP接入路徑上的同時傳輸，提升了網(wǎng)絡(luò)帶寬和業(yè)務(wù)體驗(yàn)。也支持通過4G EPS的蜂窩和5GS的非3GPP接入跨網(wǎng)絡(luò)建立多接入會話，彌補(bǔ)在5G建網(wǎng)初期蜂窩覆蓋不足的問題，但是3GPP定義的ATSSS還存在以下不完善的地方。

· 當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)很多需要大帶寬支持、對實(shí)時性要求高的應(yīng)用（如XR業(yè)務(wù)），都是基于UDP進(jìn)行傳輸?shù)摹６?dāng)前3GPP定義的MPTCP功能無法支持單UDP業(yè)務(wù)流在3GPP和非3GPP接入路徑上的同時傳輸，需要定義新的機(jī)制。

· 當(dāng)前定義的4種分流模式也不足以支持對可靠性和丟包率有很高要求的業(yè)務(wù)，如游戲、直播等，需要引入新的分流模式。

· 5GS規(guī)模部署以后，如何充分利用4G EPS時已經(jīng)部署的非3GPP接入網(wǎng)絡(luò)為用戶提供多接入和跨網(wǎng)絡(luò)協(xié)同以提升網(wǎng)絡(luò)帶寬和增強(qiáng)業(yè)務(wù)體驗(yàn)，也是需要考慮的。

為了解決以上這些問題，本文建議在5G-Advanced網(wǎng)絡(luò)中對現(xiàn)有5G中的ATSSS特性做如下增強(qiáng)。

（1）在當(dāng)前兩種MPTCP分流功能和ATSSS-LL分流功能之外，定義一種新的基于MPQUIC（multipath extension for QUIC）的分流功能，以實(shí)現(xiàn)對UDP單業(yè)務(wù)流在3GPP和非3GPP接入路徑上的同時傳輸。

方案的核心點(diǎn)是：基于MPQUIC支持ATSSS的示意圖如圖6所示，類似于MPTCP分流功能，將MPQUIC分流功能部署在UPF中，和UE側(cè)支持的MPQUIC功能配合，可以實(shí)現(xiàn)對UDP業(yè)務(wù)流的分流功能，即一條業(yè)務(wù)流可以同時在3GPP接入路徑和非3GPP接入路徑上進(jìn)行傳輸，或?qū)崿F(xiàn)傳輸過程中的無縫切換。

另外，IETF制定了一種適用于多鏈路傳輸?shù)腗PDCCP（multipath DCCP），該協(xié)議也可以以類似于圖6所示的MPQUIC的方式，來支持在UE和UPF間實(shí)現(xiàn)單UDP業(yè)務(wù)流的分流功能。

圖6 基于MPQUIC支持ATSSS的示意圖

（2）在當(dāng)前的4種分流模式基礎(chǔ)上，為了提高業(yè)務(wù)流傳輸可靠性及實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)流在兩條路徑間的無縫切換，建議增加一種新的冗余傳輸模式。也就是一個業(yè)務(wù)流同時在兩個接入路徑上進(jìn)行冗余傳輸。

該方案的核心點(diǎn)是：冗余傳輸模式示意圖如圖7所示，發(fā)送端對數(shù)據(jù)包進(jìn)行復(fù)制，為每個數(shù)據(jù)包打上相同的序列號，同時發(fā)送到兩個接入路徑上，接收端從兩個路徑上收到具有相同序列號的數(shù)據(jù)包后進(jìn)行包去重。冗余傳輸模式可以在數(shù)據(jù)包正常傳輸時就啟動，提高可靠性；也可以在數(shù)據(jù)包從一條傳輸路徑切到另一條傳輸路徑時再啟動，進(jìn)行冗余傳輸，減少切換時延并可以防止切換過程中丟包；也可以在網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)達(dá)到某些設(shè)定條件時啟動，比如丟包率超出了某個閾值時啟動。

圖7 冗余傳輸模式示意圖

（3）在當(dāng)前支持通過蜂窩接入4G EPC網(wǎng)絡(luò)和通過固網(wǎng)、Wi-Fi接入5GC跨網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)分流傳輸?shù)幕A(chǔ)上，增加通過非3GPP接入4G EPC網(wǎng)絡(luò)和通過蜂窩接入5GC跨網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)分流傳輸方式，以更好地利用現(xiàn)有4G EPS網(wǎng)絡(luò)的存量非3GPP接入資源。固網(wǎng)、Wi-Fi接入EPC和蜂窩接入5GC分流示意圖如圖8所示，通過UE/5G-RG建立多接入會話，實(shí)現(xiàn)同一個業(yè)務(wù)流通過4G EPC網(wǎng)絡(luò)的非3GPP接入和5GC的3GPP接入同時傳輸或分流傳輸。

圖8 固網(wǎng)、Wi-Fi接入EPC和蜂窩接入5GC分流示意圖

方案的核心點(diǎn)是：UE在EPC建立會話連接時需要增強(qiáng)，包括以下幾點(diǎn)。

· 核心網(wǎng)能夠?qū)TSSS相關(guān)的分流策略通過4G的非3GPP接入網(wǎng)關(guān)ePDG（evolved packet data gateway）下發(fā)給UE。

· UE能夠通過ePDG將ATSSS相關(guān)的信息上報(bào)給核心網(wǎng)，比如UE支持ATSSS的能力，是否請求MA PDU（multi-access PDU）會話等。

· ePDG可以選擇到4G和5G合設(shè)的會話管理網(wǎng)元PGW-C（packet gateway-control）/SMF進(jìn)行后續(xù)的多接入MA PDU會話的處理。

2.2 末端設(shè)備識別與管理增強(qiáng)

3GPP Rel-16定義了固移融合網(wǎng)絡(luò)具備末端設(shè)備識別與管理能力。在此基礎(chǔ)上，本文建議5G-Advanced網(wǎng)絡(luò)根據(jù)末端設(shè)備角色和業(yè)務(wù)流特征，進(jìn)一步增強(qiáng)對末端設(shè)備業(yè)務(wù)流的差異化計(jì)費(fèi)與服務(wù)質(zhì)量管理。具體的，末端設(shè)備角色可以區(qū)分成員用戶（host user）與拜訪用戶（guest user）。家庭成員用戶末端設(shè)備與新型家庭網(wǎng)關(guān)設(shè)備屬于同一所有者，因此成員用戶的業(yè)務(wù)流計(jì)費(fèi)管理與新型家庭網(wǎng)關(guān)統(tǒng)一。例如，為其提供最高優(yōu)先級的服務(wù)質(zhì)量保證、以家庭為單位共有一張計(jì)費(fèi)賬單等。拜訪用戶末端設(shè)備與新型家庭網(wǎng)關(guān)設(shè)備屬于不同所有者，因此在業(yè)務(wù)流服務(wù)質(zhì)量方面可能低于成員用戶的業(yè)務(wù)流。尤其在網(wǎng)絡(luò)資源緊張的情況下，優(yōu)先滿足成員用戶的業(yè)務(wù)體驗(yàn)。此外，計(jì)費(fèi)方面，拜訪用戶的計(jì)費(fèi)賬單與新型家庭網(wǎng)關(guān)計(jì)費(fèi)賬單分開管理，基于獨(dú)立的流量統(tǒng)計(jì)與計(jì)費(fèi)策略。

為實(shí)現(xiàn)上述5G-Advanced新的需求挑戰(zhàn)，本文建議增強(qiáng)5GC及新型家庭網(wǎng)關(guān)與接入網(wǎng)關(guān)TNGF之間的接口。具體增強(qiáng)步驟如下。

步驟1新型家庭網(wǎng)關(guān)將其標(biāo)識信息發(fā)送給TNGF，TNGF通過EAP-5G消息轉(zhuǎn)發(fā)家庭網(wǎng)關(guān)的標(biāo)識信息給末端設(shè)備。

步驟2末端設(shè)備通過新型家庭網(wǎng)關(guān)發(fā)起到5GC的連接建立過程，其中攜帶步驟1中從TNGF收到的新型家庭網(wǎng)關(guān)的標(biāo)識信息。

步驟3末端設(shè)備接入的5GC可以基于新型家庭網(wǎng)關(guān)標(biāo)識信息查找新型家庭網(wǎng)關(guān)注冊的AMF網(wǎng)元，從而獲得新型家庭網(wǎng)關(guān)簽約數(shù)據(jù)。在上述家庭網(wǎng)關(guān)簽約數(shù)據(jù)中，擴(kuò)展包含其成員用戶列表信息，即 host user列表。網(wǎng)絡(luò)側(cè)可以基于家庭網(wǎng)關(guān)的成員用戶列表信息判斷接入的末端設(shè)備角色，例如是成員用戶，還是拜訪用戶。

步驟4末端設(shè)備接入5GC的AMF將用戶角色上報(bào)給SMF?？蛇x的，SMF將此信息上報(bào)給策略控制網(wǎng)元PCF（policy control function）。策略控制網(wǎng)元或SMF可以基于末端設(shè)備角色、業(yè)務(wù)流特性等生成不同的服務(wù)質(zhì)量參數(shù)。

步驟5末端設(shè)備接入的5GC為其建立不同業(yè)務(wù)流服務(wù)質(zhì)量參數(shù)與末端設(shè)備的業(yè)務(wù)流IP數(shù)據(jù)包頭DSCP（differentiated services code point）值的對應(yīng)關(guān)系。

步驟6當(dāng)上述業(yè)務(wù)流通過接入網(wǎng)關(guān)（TNGF）發(fā)送給新型家庭網(wǎng)關(guān)的UPF時，接入網(wǎng)關(guān)基于策略設(shè)置IP包頭中DSCP值。

步驟7新型家庭網(wǎng)關(guān)的UPF基于DSCP值進(jìn)行差異化的服務(wù)質(zhì)量控制。當(dāng)新型家庭網(wǎng)關(guān)與末端設(shè)備屬于不同運(yùn)營商時，兩個運(yùn)營商之間可以基于SLA確定DSCP值對應(yīng)的具體服務(wù)質(zhì)量參數(shù)。

3 結(jié)束語

本文提出的在5G-Advanced網(wǎng)絡(luò)中對混合接入分流調(diào)度能力以及末端設(shè)備識別管理能力的增強(qiáng)，不但可以進(jìn)一步提升5G網(wǎng)絡(luò)通過3GPP接入和非3GPP接入雙通道為用戶提供大帶寬業(yè)務(wù)，提高可靠性，減少切換時延和丟包，也可以對末端設(shè)備進(jìn)行差異化的服務(wù)質(zhì)量控制，提升用戶體驗(yàn)。同時利用現(xiàn)有4G EPC網(wǎng)絡(luò)的存量非3GPP接入和新部署的5GC的3GPP接入更好地服務(wù)于用戶的大帶寬業(yè)務(wù)（如VR業(yè)務(wù)）。