51学通信

深度解析 3GPP TR 23.700-28：6.13 经济学考量 (无服务的适用性决策)

23分钟阅读

深度解析 3GPP TR 23.700-28：6.13 经济学考量 (无服务的适用性决策)

本文技术原理深度参考了3GPP TR 23.700-28 V18.1.0 (2023-03) Release 18规范中，关于“第六章 Solutions”的 6.13 节 “Solution #13: Applicability of no service in discontinuous coverage” 的核心章节，旨在为读者深度剖析一种将网络运营策略与UE行为决策深度融合的创新方案，它为UE在面临覆盖中断时“是原地等待还是主动寻网”的难题，提供了一套基于“经济学”考量的智能决策框架。

在上一篇文章中，我们见证了Solution 12如何通过复杂的跨网切换，为关键任务打造了一条“永不掉线”的VIP通道。这套方案追求极致的业务连续性，不惜付出高昂的系统复杂度和潜在的漫游成本。然而，对于广大的普通用户和海量的物联网设备而言，“永不掉线”可能并非总是最优解，甚至可能是一种不必要的奢侈。

当卫星信号消失时，贸然启动一场跨网搜索，就如同一位航班被取消的旅客，不计成本地立刻去抢购另一家航司的全价票。这固然能最快到达目的地，但代价高昂。如果旅客的行程并不紧急，那么在贵宾室里安静地等待几个小时，乘坐航空公司的免费改签航班，或许是更明智、更经济的选择。

通信的世界，同样遵循着“成本与收益”的经济学原理。Solution #13，正是将这种经济学考量，深刻地融入到了5G NTN的移动性管理哲学中。它不再简单地回答“能不能”切换，而是聚焦于回答“值不值”得去切换。它为网络运营商（特别是HPLMN）提供了一把精密的“遥控器”，能够根据商业策略，远程指导其用户的终端，在面临覆盖中断时，做出最符合经济效益的决策。

为了演绎这场充满商业智慧的决策过程，我们将引入一位新的主角——艾力克斯（Alex），一位负责管理一家大型物流公司遍布全球数万个“智能货箱”（Smart Container）的物联网运营总监。这些货箱上都安装了5G NTN追踪器。当货箱在远洋货轮上，穿越不同的国家和卫星运营商服务区时，追踪器是应该在主网络信号中断时，不惜成本地漫游到当地昂贵的卫星网络上，还是应该“入乡随俗”，安静地等待主网络的下一颗卫星？Alex的公司（HPLMN）迫切需要一种能精细化控制这数万个追踪器行为的工具，而Solution 13正是他梦寐以求的答案。

1. 核心哲学：从“技术可行”到“商业最优” (解读 6.13.1 Description)

Solution 13的出发点，是对Key Issue 1a——“UE如何决定是留在无服务状态，还是尝试注册到其他网络”——的一次根本性反思。它认为，这个决策不应仅仅是一个技术问题，更是一个商业策略问题。

6.13.1 Description

When UE enters into discontinuous coverage it has two options either to remain in no service or it can look for alternate RAT or PLMN… But based on what it has to make this decision is not very clear. This solution proposes that HPLMN can guide UE or UE determines itself on how to do on this aspect.

这段话直指问题的模糊地带，并明确提出解决方案的核心：由HPLMN来“指导”UE的决策。为什么是HPLMN（归属网络运营商）？因为它才是最终的“买单人”，对决策的后果有最深切的体会。

6.13.1 Description

Based on multiple factors HPLMN have better idea what UE should do in such a situation for example: a) There can be some delay tolerant UEs… If such UEs trigger signalling and register on alternate PLMN those can unnecessarily incur cost to the HPLMN. b) Based on alternate PLMN/RAT which is providing service to UEs, for example in few countries the roaming partner may incur less cost but in some other country it may incur higher cost. c) Based on subscription plans of the UE, etc.

这里，方案清晰地列出了HPLMN这位“战略家”在决策时所考量的多维因素：

  • 业务属性 (a): 这个UE承载的业务是否对延迟敏感？一个运输普通干货的“智能货箱”，其位置信息延迟几小时上报完全可以接受。如果让它也像运输生鲜冷链的货箱一样，频繁地进行高成本的漫游，对HPLMN来说就是不必要的成本支出。
  • 漫游成本 (b): Alex的公司与全球多家卫星运营商签订了漫游协议。在A国，漫游到当地“天价”卫星网络的成本极高；而在B国，与当地运营商有优惠合作，漫游成本几乎可以忽略不计。HPLMN掌握着这张全球“漫游价格地图”。
  • 用户套餐 (c): 不同的“智能货箱”可能订购了不同等级的服务套餐。VIP级别的货箱，其套餐内可能就包含了“全球无缝漫游”服务。

基于这些全局信息，HPLMN比任何人都清楚，在特定地点、特定时间，对于特定的UE，哪种选择才是“商业最优”的。

1.1 “遥控器”的核心按钮：DisCoNoserviceapplicability

为了将这份“商业智慧”传递给远在天边的UE，Solution 13设计了一个全新的“遥控按钮”。

Based on above factors… UDM in HPLMN is configured with DisCoNoserviceapplicability parameter in per PLMN basis and further this solution proposes this parameter is configured by HPLMN into the UE, based on which UE will determine the following aspects:

  • Whether it has to negotiate power saving mechanisms… for staying at no service…
  • Whether it remains in no service or it looks for alternate source(PLMN or RAT)…
  • 参数名称： DisCoNoserviceapplicability (Discontinuous Coverage No Service Applicability)，我们可以通俗地理解为**“无服务状态适用性”**。
  • 配置粒度： in per PLMN basis，即HPLMN可以为UE将要漫游到的每一个不同的VPLMN（访问网络），配置不同的参数值。
  • 参数作用： 它就像一个布尔开关，直接告诉UE：“在你当前所在的地方，当主网络信号消失时，‘原地等待（进入无服务状态）’这个选项，对你是否‘适用’？”
    • 如果值为 True (适用): UE接收到的指令是：“原地等待是推荐策略。你应该立即与当前网络协商PSM/MICO等省电模式，然后进入休眠，不要去尝试搜索其他网络。”
    • 如果值为 False (不适用): UE接收到的指令是：“原地等待不是推荐策略。你被‘授权’去执行小区/PLMN搜索和选择流程，尝试找到一个替代的网络来继续提供服务。”

Alex的场景： Alex在公司的UDM（统一数据管理）系统中，为他旗下的“智能货箱”配置了精细化的策略：

  • 对于前往A国（漫游费昂贵）的货箱，其DisCoNoserviceapplicability for PLMN-A 被设置为 True。
  • 对于前往B国（有优惠协议）的货箱，其DisCoNoserviceapplicability for PLMN-B 被设置为 False。
  • 对于运输VIP客户货物的货箱，无论去哪，该参数都设置为 False。

2. 操作流程：策略的下发与执行 (解读 6.13.2 Procedures)

这套“经济学”决策框架，需要一套可靠的流程来确保HPLMN的“商业意图”能够准确地传达并被UE所理解。

2.1 流程一：网络下发“指导方针” (Network decides UE action…)

Figure 6.13.2-1: UE parameter update for DisCoNoserviceapplicability parameter per PLMN 展示了HPLMN如何将这份“指导方针”主动推送到UE。

  • 步骤 0-1: HPLMN的决策

    0) …AF provisions the DisCoNoserviceapplicability parameter into the UDM/UDR… 1) UDM decides to perform UE parameter update… Alex的公司（作为AF）通过NEF，将其商业策略配置到运营商的UDM中。UDM检测到策略有更新，决定启动一次对UE的参数更新流程。

  • 步骤 2-6a: 跨越网络的“密令”传递

    2 to 6a) UDM uses the UE Parameters Update via UDM Control Plane Procedure… to configure the DisCoNoserviceapplicability parameter in per PLMN basis into the UE. 这份策略参数，沿着一条标准的5G核心网信令链路，被安全地推送到UE：UDM → AMF → UE。UE收到后，会将其存储在自己的非易失性存储中，作为未来的行动指南。

  • 步骤 7-8: UE的“遵旨”行动

    7) Based on DisCoNoserviceapplicability… if… set to true, the UE negotiates power saving mechanisms… for staying at current PLMN/RAT before moving out of coverage. 8) Each time UE detects that it has entered into discontinuous coverage, the UE: a) If… set to true then UE will remain in no service… b) If… set to false then UE can perform PLMN selection procedure… 当“智能货箱”上的追踪器预测到主网络信号即将中断时，它会查询自己存储的“指导方针”。

    • 场景A（在A国）： 查到DisCoNoserviceapplicability = True。它便立即与当前网络协商一个长周期的PSM模式，然后进入深度休眠。
    • 场景B（在B国）： 查到DisCoNoserviceapplicability = False。它便知道自己“有权”去寻找新的网络，于是启动PLMN搜索流程。

2.2 流程二：UE的“自主裁量权” (…UE decides its action…)

即使网络“授权”UE去寻找新网络，UE也并非一个无脑的执行者。它还保留了基于自身状况的“最终裁量权”。

The UE can determine the better action when entering into discontinuous coverage with taking the following example information into account if DisCoNoserviceapplicability indicates UE can register on alternate PLMN/RAT… a) The coverage information and the UE location… b) The UE preference… c) UE battery level. For example, if the battery level is lower than 30%, the UE determines to enter power saving mode… d) The UE type, the application type that the UE subscribed to…

  • Alex的场景： 一个运输VIP货物的货箱，在B国收到了DisCoNoserviceapplicability = False的指令，即“允许搜索”。然而，此时追踪器的机载软件检测到：

    • 电池电量已低于10% (c)。
    • 根据内部的覆盖地图，下一次主网络的覆盖窗口将在1小时后到来，延迟可以接受 (a, d)。
    • 用户预设的偏好是“优先保电” (b)。

  • 最终决策： 综合考量后，追踪器否决了网络的“授权”，决定不进行耗电的网络搜索，而是主动进入PSM模式，节省最后的电量以确保在下一次覆盖窗口能成功上报一次位置。

这个“自主裁量”机制，完美地体现了该方案的灵活性。它建立了一种“网络指导，终端决策”的智能协同模式，实现了全局商业策略与终端局部状态的最优结合。

3. 系统影响分析：一场自上而下的策略变革 (解读 6.13.3 Impacts)

UDM:

  • To configure DisCoNoserviceapplicability parameter in per PLMN/Satellite RAT basis in the UE…

UDM的影响： 成为**“总策略师”**。需要新增数据模型来存储和管理这个新的参数，并能够触发对UE的更新。

AF/NEF:

  • …the AF can provision the DisCoNoserviceapplicability parameter into the UDM/UDR.

AF/NEF的影响： 成为**“商业意图的输入接口”**。为像Alex公司这样的企业客户，提供了一个标准化的API，来将其商业逻辑，转化为网络可以理解的策略参数。

UE:

  • Based on the DisCoNoserviceapplicability parameter UE determines if it can remain in no service or it can trigger registration on alternate RAT or PLMN…
  • Support to stay at no service discontinuous coverage… based on the UE configuration.

UE的影响： 成为**“智能决策的执行者”**。它需要升级软件，能够接收、存储、并根据这个新的参数，结合自身状态，来执行不同的移动性策略分支。

4. 方案评估：控制与灵活的完美平衡 (解读 6.13.4 Solution evaluation)

6.13.4 Solution evaluation

The solution proposes a better control on the UEs during discontinuous coverage period. Operator based on roaming agreements, subscription of the UE, deployment choice can decide if UE has to get the service from alternate PLMN/RAT… The UE is expected to follow network instructions: a) if network indicates that it has to remain in no service… b) If network indicates it can select alternate PLMN/RAT, then based on UE inputs/preference UE can select alternate RAT/PLMN.

评估部分高度赞扬了本方案所带来的**“更优的控制力”和“灵活的执行力”**。

  • 对运营商的价值： 它为HPLMN提供了一把精细的“手术刀”，能够显著降低不必要的漫游成本，并根据业务等级提供差异化的服务。这在物联网时代，对于管理数百万个终端的运营商来说，是至关重要的运营工具。
  • 对UE的价值： 它避免了UE进行“盲目”的决策。通过遵循网络的指导，UE可以避免在不必要的时候进行耗电的网络扫描，从而延长了电池寿命。
  • 设计的平衡感： 方案完美地平衡了网络的“宏观指导”与UE的“微观自主”。网络提供的是“建议”而非“铁律”，UE保留了最终的决策权，确保了在任何情况下，都能做出最符合其当下生存状态（如电量）的选择。

总结：为移动性管理注入商业智慧

Solution 13以其独特的视角，为我们打开了一扇新的窗户。它告诉我们，在5G NTN的世界里，移动性管理不仅仅是信号与协议的技术博弈，更是成本与收益的商业考量。通过引入DisCoNoserviceapplicability这个小小的参数，它成功地在运营商的商业意图与终端的技术行为之间，建立起了一条坚实的桥梁。

Alex的“智能货箱” fleet，正是在这套“经济学”框架的指导下，才得以在全球范围内，以最低的运营成本，实现最高效的资产追踪。

然而，当HPLMN的“指导方针”是False，UE的自身状态也允许它去搜索新的网络时，一个新的问题又摆在了面前。如果一个区域内，成千上万个“智能货箱”在同一时刻都收到了“允许搜索”的指令，它们会不会像Solution 7所描述的那样，在“回归”原网络时一样，在“寻找”新网络时，也对目标网络造成“惊群效应”？

答案是肯定的。为此，我们需要另一套“交通疏导”机制，来管理这种“寻网”行为。这，正是我们下一篇文章将要探讨的Solution #14——“非连续覆盖的等待定时器”——的用武之地。它将告诉我们，即使被允许“自由寻票”，旅客们也应该有序排队，而非一拥而上。

FAQ

Q1：DisCoNoserviceapplicability这个参数是针对每个UE都不同，还是针对一个区域的UE都相同？ A1：这个参数是基于UE的签约（subscription）来配置的，因此它可以做到每个UE都不同。它存储在HPLMN的UDM中，是UE签约数据的一部分。Alex可以为他公司下的每一个“智能货箱”追踪器，都配置不同的策略。例如，运输高价值货物的追踪器，其参数可以被设为False（允许漫游），而运输普通货物的，则可以设为True（原地等待）。

Q2：这个方案和手机里的“数据漫游”开关有什么区别？ A2：区别巨大。手机里的“数据漫游”开关是一个静态的、用户手动配置的、一刀切的设置。一旦关闭，手机在任何海外地区都不会尝试数据连接。而DisCoNoserviceapplicability是动态的、网络远程配置的、精细化的策略。它可以由运营商根据UE所在的具体国家（PLMN）、接入的技术（RAT）、甚至时间，来动态地推送到UE。它不是简单地禁止漫游，而是指导UE在“主网络暂时不可用”这一特定场景下，该如何行动。

Q3：如果UE收到的指令是True（原地等待），但此时有紧急的上行数据要发送，UE会怎么做？ A3：在这种情况下，UE的内部策略会进行权衡。DisCoNoserviceapplicability = True是一个强烈的“建议”。但如果UE的应用层标记了某个数据包为“紧急”（例如，货箱发出了被非法开启的警报），UE的协议栈可能会覆盖这个建议，依然尝试进行网络搜索，以尽最大努力将紧急信息发送出去。3GPP的设计哲学通常会为高优先级的紧急业务预留“特权”。

Q4：什么是“Steering of Roaming (SoR)”，这个方案和它有什么关系？ A4：SoR是HPLMN用来“引导”其漫游用户优先选择哪些VPLMN网络的一种技术。传统上，SoR信息（一个优先的PLMN列表）可以存储在USIM卡中，或者由网络通过信令推送给UE。Solution 13提出，DisCoNoserviceapplicability这个参数，可以作为SoR信息的一部分被传递。例如，在SoR的PLMN列表中，除了有优先级，还可以为每个PLMN附带一个DisCoNoserviceapplicability标志，从而将“选哪个网”和“丢网后怎么办”这两个策略，整合到一套统一的信息中。

Q5：这个方案看起来非常适合物联网，对普通的手机用户有意义吗？ A5：同样有意义。想象一下一位在偏远地区徒步的旅行者，他的手机是他唯一的求生工具。此时，电池续航比任何事情都重要。通过Solution #13，运营商可以根据该用户的位置（例如，识别出他在一个国家公园的非连续覆盖区），自动为其手机推送DisCoNoserviceapplicability = True的策略。这样，手机在没有主网络信号时，就不会徒劳地扫描其他可能不存在或漫游费极高的网络，从而最大限度地延长了电池使用时间，保障了在关键时刻的通信能力。

关系图谱