A method and devices for performing real time communication procedures with non-terrestrial networks

Abstract

Aspects of the present disclosure are directed to a method of establishing a real time service at a user equipment via a non-terrestrial network, NTN node, of a communications network, the method comprises: receiving at a first NTN node of the communications network a request to set up a real time service from an associated user equipment; detecting that the first NTN node is unable to connect to a terrestrial entity of the communications network; sending to the user equipment a message comprising carrier frequency information of one or more cells of a second NTN node which is able to connect to a terrestrial entity of the communications network to provide real time services; and causing, at the user equipment, initiation of the requested real time service via the second NTN node of the communications network.

Description

A METHOD AND DEVICES FOR PERFORMING REAL TIME COMMUNICATION PROCEDURES WITH NON-TERRESTRIAL NETWORKSFIELD OF THE INVENTION

[0001] This invention relates to methods and devices for improving the stability and quality of real time communications over Non-Terrestrial Networks which support Store and Forward architectures.BACKGROUND

[0002] In most populated areas communications networks are provided by terrestrial networks. Terrestrial networks are typically fixed at one location and serve populated areas. However, terrestrial networks may not always be available. This may be due to either economic rationales, such as where the revenue does not meet the minimum threshold for profitability, or disasters such as earthquakes or floods, which may lead to a temporary outage or total destruction of the terrestrial network infrastructures that then need to be restored.

[0003] A number of potential users may wish to access a communication network providing services in these “un-served” or “underserved” areas by terrestrial networks. However, they will be prevented from doing so unless satellite access networks can provide such a service.

[0004] Example situations where it would be desirable to maintain or re-establish a connection to a communication network may include an Internet of Things, IoT, network. The IoT network may be used for Agriculture, Critical Infrastructures Metering &Control such as pipelines, and Asset Tracking / Tracing. Another example may be emergency networks for public safety and associated situations.

[0005] Furthermore, the deployment of terrestrial networks is often driven by the coverage of population centres rather than by the coverage of geographical areas. This can lead to some geographical areas where it is not possible to access the communication network services through the radio coverage of a terrestrial network.

[0006] In such cases, user equipments (UEs) , whether associated with pedestrian users, or embarked on moving land mobile terrestrial platforms (e.g. a car, a coach, a truck, a train) , airborne platforms (e.g. a commercial or a private jet) or maritime platforms (e.g. a maritime vessel) can experience conditions where communications network services cannot be offered continuously by a single or a combination of terrestrial networks.

[0007] Hence there is a need for users to be provided continuous access to services granted by the communication network system, whilst moving between terrestrial and satellite networks. A phone may have all the necessary technical components to use the terrestrial networks or the satellite networks. However, the transition between the two is not always supported, timely, or energy efficient.SUMMARY OF THE INVENTION

[0008] According to one aspect there is provided a method of establishing a real time service  at a user equipment via a non-terrestrial network, NTN node, of a communications network, the method comprises: receiving at a first NTN node of the communications network a request to set up a voice call from an associated user equipment; detecting that the first NTN node is unable to connect to a terrestrial entity of the communications network; sending to the user equipment a message comprising carrier frequency information of one or more cells of a second NTN node which is able to connect to a terrestrial entity of the communications network to provide real time services; and

[0009] causing, at the user equipment, initiation of the requested real time service via the second NTN node of the communications network. This efficiently allows the S&F satellite to redirect a UE to other carrier frequencies of cells operating in the normal mode for performing real time services when the UE is camped on the S&F cell and attempts to perform such a service.

[0010] In an embodiment, the method may comprise rejecting, by the first NTN node, the requested real time service, and sending to the user equipment a reject message comprising carrier frequency information of the one or more cells of the second NTN node. This reduces power consumption and improves network capacity.

[0011] In an embodiment, the method may comprise accepting, by the first NTN node, the requested real time service, and sending to the user equipment a release message comprising carrier frequency information of the one or more cells of the second NTN node. This improves real-time service stability.

[0012] In an embodiment, the method may comprise initiating the requested real time service via the second NTN node using said carrier frequency information.

[0013] In an embodiment, the real time service may be initiated by the user equipment on the second NTN node.

[0014] In an embodiment, a wait timer may be started upon rejection of the real time service request prior to initiating the real time service with the second NTN node. In an embodiment, the wait timer may be set to zero or a minimum permitted value.

[0015] In an embodiment, the method may comprise: determining that the NTN node the user equipment is associated with is unable to connect with a terrestrial entity of the communications network; and providing an indication at the user equipment indicating that the real time service cannot be initiated or only text-based messages can be sent.

[0016] In an embodiment, the method may comprise: determining that the NTN node the user equipment is associated with is able to connect with a terrestrial entity of the communications network; and providing an indication at the user equipment indicating that real time services can be initiated.

[0017] In an embodiment, the indication may be displayed to a user on a screen of the user equipment.

[0018] According to another aspect there is provided a non-terrestrial network, NTN, node, for establishing real time services from a user equipment over a communications network, the NTN node configured to: receive, from a user equipment, a request to establish a real time service over the network; determine that the NTN node is unable to connect to a terrestrial entity of the network; and sending to the user equipment a message comprising carrier frequency information of one or more cells of a further NTN node which is able to connect to a terrestrial entity of the communications network. This efficiently allows the S&F satellite to redirect the UE to other carrier frequencies of cells operating in the normal mode for performing real time services when the UE is camped on the S&F cell and attempts to perform such a service.

[0019] In an embodiment, the NTN node may be configured to accept the real time service request and the message is a release message comprising the carrier frequency information.

[0020] In an embodiment, the NTN node may be configured to reject the real time service request and the message is a reject message comprising the carrier frequency information.

[0021] According to another aspect there is provided an NTN node for establishing over a communications network a real time service at a user equipment via a non-terrestrial network, NTN, node, of a cell controlled by the node, the node configured to: determine whether each of one or more cells it controls are in a first mode or a second mode; and send the current mode and associated carrier frequency information of each of the one or more cells it controls to a neighbouring NTN node for determining the availability of said cells to establish a real time service at a user equipment located within a nearby cell. This efficiently allows an S&F satellite to redirect a UE to other carrier frequencies of cells operating in the normal mode at other NTN nodes for performing real time services when the UE is camped on the S&F cell and attempts to perform such a service.

[0022] In an embodiment, the node may be configured to send the mode information in an X2 setup request message.

[0023] In an embodiment, the node may be configured to send the mode information in an Xn setup request message.

[0024] In an embodiment, the node may be configured to send the mode information in an X2 setup response or an Xn setup response message sent in response to receiving a setup request message from a neighbouring node.

[0025] In an embodiment, the node may be configured to send the mode information in an X2 configuration update message or an Xn configuration update message.

[0026] In an embodiment, the message may comprise the time of operation in the current mode.

[0027] In an embodiment, the first mode may be a store and forward mode where the NTN node is unable to connect to a terrestrial entity of the network and the second mode may be a typical operation mode where the NTN node is able to connect to a terrestrial entity of the network.

[0028] In an embodiment, the node may be configured to broadcast the mode information and time of operation in the current mode for receiving by the user equipment.

[0029] According to another aspect there is provided a user equipment for establishing a real time service over a communications network via a non-terrestrial network, NTN, node of the network, the user equipment is configured to: send a request to establish a real time service to a first NTN node; receive a message from the first NTN node comprising carrier frequency information for one or more cells of a second NTN node; and initiate the real time service via the second NTN node of the communication network. This allows the UE to efficiently inform the user that the UE is camped on an S&F cell or an cell operating in the normal mode when they attempt to perform a real time service.

[0030] In an embodiment, the user equipment may be configured to: determine if an associated NTN node is able to connect to a terrestrial entity of the communication network; and if so, provide an indication to a user indicating that real time services are possible; if not, provide an indication to the user indicating that only non-real time services are possible. In an embodiment, the associated NTN node may be the first NTN node or the second NTN node.

[0031] BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES

[0032] The present invention will now be described by way of example with reference to the accompanying drawings. In the drawings:

[0033] Figure 1 shows an example of a Non-Terrestrial Network (NTN) providing non-terrestrial access by means of an NTN payload and an NTN Gateway.

[0034] Figure 2 shows an example of a Non-Terrestrial Network (NTN) providing non-terrestrial NR access to the UE by means of an NTN payload and an NTN Gateway.

[0035] Figure 3 shows a proposed Non-Terrestrial Network configuration.

[0036] Figure 4 shows a message diagram indicating the events and messages exchanged between network entities for redirection of a real-time communication during a setup procedure.

[0037] Figure 5 shows a message diagram indicating the events and messages exchanged between network entities for redirection of a real-time communication during a release procedure.

[0038] Figure 6A shows the messaging diagram for inter node co-ordination on X2 using setup messages.

[0039] Figure 6B shows the messaging diagram for inter node co-ordination on X2 using configuration messages.

[0040] Figure 7 shows a message diagram indicating the mechanism for providing satellite mode information to the user of the UE.DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

[0041] Store and Forward (S&F) Satellite operation is a satellite operation mode providing communication service by storing and forwarding information to a UE in periods of time and / or geographical areas in which the serving satellite is not simultaneously connected to the ground network via feeder link or ISL. For the case of uplink (UL) , "store" refers to on-board storage of UL information from the UE and "forward" refers to forwarding of stored UL information to the ground network. For the case of downlink (DL) , "store" refers to on-board storage of DL information from the ground network and "forward" refers to forwarding of stored DL information to the UE.

[0042] One specific characteristic of Store and Forward S&F satellite operation is that service link and feeder link are not available at the same time. Therefore, the transmission towards one direction will consist of three steps: transmission over the service or feeder link, storage of the data, and transmission over the feeder or service link.

[0043] Additionally, the satellite will not always be in the S&F mode, and at times will be in the normal mode as both the service and feeder links will be available at times.

[0044] The current assumption is that either the full CN is on board the satellite or the split MME is on board the satellite. As mentioned above, one characteristic of S&F satellite operation is that service link and feeder link are not available at the same time. The transmission towards one direction will thus consist of three steps: transmission over the service / feeder link, storing the data, and transmission over the feeder / service link.

[0045] First, the UE sends uplink data / signalling to the eNB when the service link is available and the eNB stores it. Then, when the feeder link is available, the eNB sends the uplink data / signalling to the CN. The eNB also receives the downlink data / signalling from the CN and stores it. Finally, the eNB sends the downlink data / signalling to the UE when the service link is available again.

[0046] S&F Satellite operation is especially suited for the delivery of delay-tolerant / non-real-time satellite services including CIoT / MTC or SMS. Additionally, the satellite will not always be in the S&F mode but at times will be in normal mode as the service and feeder links will be available at these times.

[0047] That is, a satellite will not always be in the S&F mode of operation but will switch between the “normal” mode and the S&F mode of operation. When the Satellite operates in the S&F mode it broadcasts the indication for S&F mode in the SIB. However, when it switches to the ‘Normal’ mode the broadcast of this indication is stopped in the SIB.

[0048] For example, a phone camped on the cell of this Satellite Cell can send NAS based SMS only during the S&F mode of operation and can make voice calls only during normal mode of operation.

[0049] Accordingly, there are multiple issues to address. For example, how to prevent the user of the phone initiating the voice call when the phone is camped on the cell of a satellite operating in the S&F mode. Similarly, if the user cannot get any information on the S&F mode from the phone and initiates the voice call, how can the voice call be made possible.

[0050] Architecture of Non-Terrestrial Networks for LTE

[0051] Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN) supports radio access over non-terrestrial networks for Bandwidth Limited (BL) UEs (e.g. enhanced machine-type communication (eMTC) UEs) , and narrow band (NB) IoT UEs. Support for non-terrestrial networks, NTNs, encompasses platforms that provide radio access through Geosynchronous orbits (GSO) , Non-Geosynchronous Orbit (NGSO) , which includes Low-Earth Orbit (LEO) and Medium Earth Orbit (MEO) , or High Altitude Platform Systems (HAPS) .

[0052] Figure 1 illustrates an example of a Non-Terrestrial Network (NTN) 100 providing non-terrestrial access by means of an NTN payload 102 and an NTN Gateway 104. A service link 106 between the NTN payload and a UE 108 is depicted, along with a feeder link 110 between the NTN Gateway and the NTN payload.

[0053] In the NTN, the NTN payload 102 transparently forwards the radio protocol received from the UE 108 (via the service link 106) to the NTN Gateway 104 (via the feeder link 110) and vice-versa. The following connectivity is supported by the NTN payload:

[0054] A RAN node may serve multiple NTN payloads; and An NTN payload may be served by multiple RAN nodes.

[0055] For NTN, the following terminology applies. A Tracking Area corresponds to a fixed geographical area. Any respective mapping is configured in the Radio Access Network, RAN.

[0056] Three types of service links are supported. Earth-fixed: provisioned by beam (s) continuously covering the same geographical areas all the time (e.g., the case of GSO satellites) . Quasi-Earth-fixed: provisioned by beam (s) covering one geographic area for a limited period of time and a different geographic area during another period of time (e.g., the case of NGSO satellites generating steerable beams) . Earth-moving: provisioned by beam (s) whose coverage area slides over the Earth surface (e.g., the case of NGSO satellites generating fixed or non-steerable beams) .

[0057] With NGSO satellites, the RAN node can provide either quasi-Earth-fixed cell coverage or Earth-moving cell coverage, while RAN node operating with GSO satellites can provide Earth fixed cell coverage or quasi-Earth-fixed cell coverage.

[0058] Architecture of Non-Terrestrial Networks for New Radio, NR

[0059] Figure 2 illustrates an example of a Non-Terrestrial Network (NTN) providing non-terrestrial NR access to the UE 108 by means of an NTN payload 102 and an NTN Gateway 104, depicting a service link 106 between the NTN payload 102 and a UE 108, and a feeder link 110 between the NTN Gateway 104 and the NTN payload 102.

[0060] The NTN payload 102 transparently forwards the radio protocol received from the UE 108 (via the service link 106) to the NTN Gateway 104 (via the feeder link 110) and vice-versa. The following connectivity is supported by the NTN payload: An NTN gateway may serve multiple NTN payloads; An NTN payload may be served by multiple NTN gateways.

[0061] A Tracking Area corresponds to a fixed geographical area. Any respective mapping is configured in the RAN.

[0062] Three types of service links are supported. Earth-fixed: provisioned by beam (s) continuously covering the same geographical areas all the time (e.g., the case of GSO satellites) . Quasi-Earth-fixed: provisioned by beam (s) covering one geographic area for a limited period and a different geographic area during another period (e.g., the case of NGSO satellites generating steerable beams) . Earth-moving: provisioned by beam (s) whose coverage area slides over the Earth surface (e.g., the case of NGSO satellites generating fixed or non-steerable beams) .

[0063] With NGSO satellites, the gNB can provide either quasi-Earth-fixed service link or Earth-moving service link, while gNB operating with GSO satellite can provide Earth fixed service link or quasi-Earth-fixed service link.

[0064] Figure 3 shows a proposed NTN configuration. The proposed network comprises a UE 108, RAN node 302, and a split MME with part terrestrial 304 and part non-terrestrial 306. The store and forward, S&F, satellite operation is especially suited for the delivery of delay-tolerant and non-real-time satellite services (i.e. Cellular Internet of Things (CIoT)  / Machine Type Communication (MTC) , Short Message Service (SMS) ) . To support S&F Satellite operation for such services, it is proposed to consider the following two architectures: First, where part of the MME (split MME) is on board the satellite. Second, where the full CN is on board the Satellite.

[0065] It is also considered what enhancements on the related UE and network procedures are needed to support S&F Satellite operation, including informing the UE when the S&F Satellite operation is applied.

[0066] In the split MME architecture option, the MME, which is the mobility anchor for the UE, is split into two network elements, MME-NT (MME on board satellite) and MME-T (MME terrestrial) . The MME-NT shall act as a mobility anchor point to UE and performs only a subset of MME functionality such as assist in Store and Forward operations i.e. combination of two steps not concurrent in time. The MME-T on the ground is responsible for maintaining UE context information, including security context information. MME-T is also responsible for NAS ciphering / deciphering and integrity protection. MME-NT is responsible for maintaining S1 connection towards the RAN node and maintaining associated connection ID per UE towards MME-T. MME-NT is responsible for encoding NAS messages received from MME-T into S1AP payload towards the RAN node and decoding the NAS payload from messages received from the RAN node and sending it to the MME-T.

[0067] For the Split MME onboard architecture where the Home Subscriber Server, HSS, is on the ground, the following are the general principles for the S&F operation.

[0068] MME functionality is split into two parts: MME-onboard -the MME part which is onboard the satellite; and MME-ground -the MME part which is on the ground network with an interface out of scope of 3GPP.

[0069] The MO data is stored in the MME-onboard when the service link is available and the feeder link is unavailable; and transferred to the ground when the feeder link becomes available.

[0070] The Mobile Terminated (MT) data is stored in the MME-ground or in satellite–gateway, S-GW, when the feeder link is unavailable, and transferred to the MME-onboard when the feeder link becomes available. The MT data is stored in the MME-onboard when the feeder link is available and service link is unavailable, and transferred to the UE when service link becomes available. All types of data traffic (e.g. IP, etc. ) can be supported and transferred using the existing user plane and control plane procedures defined in EPS.

[0071] For MO SMS, upon reception of the MO SMS the MME-onboard stores the MO-SMS and may immediately send the delivery report (i.e. RP-ACK) to the UE, i.e. as if the MO-SMS has already been successfully delivered to the Service Centre (SC) .

[0072] When feeder link is not available and the network supports S&F operation, the network shall be able to inform UE (s) whether S&F Satellite operation is applied through system information.

[0073] When UE initiates an Attach or TAU procedure, it indicates support for S&F mode to the MME following existing NAS capability, the MME sends Attach or TAU Reject message to the UE if these procedures cannot be completed due to S&F operation.

[0074] How the UE processes this information depends on the UE implementation and during the wait timer the UE can search for another terrestrial or satellite PLMN to get normal service.

[0075] The MME may indicate to HSS the "Request Time" , allowing the HSS to check that no other (e.g. terrestrial) MME has sent an Update Location Request after the "Request Time" , and may fetch the authentication vector and other details from the HSS following Authentication and security procedures. The MME may trigger an Update location with the HSS and an Update location ACK is received by the MME. That is, all the subscription details are retrieved by MME-ground. The Update Location Request may include an indication that this location update is provisional. That is, the HSS may not consider the UE as registered until it receives the final Update Location Request.

[0076] When the wait timer given to the UE has expired, if the UE has not successfully attached to another PLMN and the UE finds the cell which broadcast the Satellite ID valid to re-attempt the attach procedure, the UE re-sends the Attach or TAU Request message.

[0077] During the Attach or TAU procedure with the UE, the MME may also provide a list of Satellite IDs over which the UE may exchange the signalling and data, and a wait-timer that indicates to the UE the time it should wait before attempting signalling and data exchanges in those satellites.

[0078] The MME may indicate to UE the estimated delivery time in NAS messages (Attach accept or TAU accept message or service accept) . How the UE uses this information is left for UE implementation.

[0079] The core network can indicate to external SCS / AS whether UE is registered in S&F Mode and the estimated delivery time.

[0080] The following principles are used for supporting the Store and Forward operation with a full CN onboard the satellite.

[0081] The whole CN, including the evolved Node B (eNB) , Mobility Management Entity (MME) , Serving Gateway (SGW) , Packet Data Network Gateway (PGW) , Home Subscriber Server (HSS) , Enhanced Serving Mobile Location Center (E-SMLC) , Short Message Service Center (SMSC) etc. are on board each satellite. Proxies are deployed on the satellite and the ground for application traffic, including support of MT traffic, MO traffic, SMS, etc.

[0082] The UE attaches, transfers data (e.g. SMS, MO and MT data, etc. ) and detaches from each satellite as required and as determined by the monitoring list. MT traffic is delivered to the UE after it performs an ATTACH procedure.

[0083] For MT traffic, the UE attaches to a satellite to allow delivery of MO traffic from the user or applications on the UE. A UE, based on implementation, could first wait for an indication from the user or from an application on the UE of pending MT traffic, or could wait based on knowledge of when MT traffic may arrive, before performing the attach.

[0084] Depending on the deployment and implementation, the HSSs on the satellites may be populated with subscription data, either for only the UEs that may access the satellite or all UEs that may access the satellite.

[0085] Depending on the deployment, the UE may have a USIM enhanced for IOPS, or a USIM dedicated to the satellite network.

[0086] Accordingly, there may be the following specification impacts. The Store and forward may only be supported by EPS. Optionally, the MME provides the UE with an S&F monitoring list of satellites IDs during attach / TAU. The UE may use the satellites in the S&F monitoring list for MO / MT data / signalling with the CN. The S&F monitoring list may be determined by the CN.The UE needs to be aware that a satellite supports S&F mode. A UE may be rejected if the satellite cannot support the UE at a given time. The attach reject may provide a timer for the time the UE should wait before reattempting attach and a S&F monitoring list with which the UE can attempt attach again.

[0087] There is provided a method of establishing a real time service at a user equipment via a non-terrestrial network, NTN node, of a communications network. The method comprises receiving, at a first NTN node of the communications network, a request to set up a real time service from an associated user equipment. The method continues by detecting that the first NTN node is unable to connect to a terrestrial entity of the communications network and sending, to the user equipment, a message comprising carrier frequency information of one or more cells of a second NTN node which is able to connect to a terrestrial entity of the communications network to provide real time services. The method further comprises causing, at the user equipment, initiation of the requested real time service via the second NTN node of the communications network. The first node may be the node controlling the cell on which the user equipment is camped. The terrestrial entity may be the part of the split MME on the ground or the corresponding entity when the full CN is on the satellite. The cell of the first node and the cell of the second node may overlap. The messages, as described in reference to the examples in the figures, may be Radio Resource Control (RRC) format messages.

[0088] The proposed approach thus comprises initiating the requested real time service via the second NTN node using said carrier frequency information. A real time service is any service that occurs in real time at both ends of the communication connection. That is, for example, a voice call, a video call, streaming, or gaming. That is, any service which requires a continuous back and forth of data transmissions.

[0089] There is therefore provided a non-terrestrial network, NTN, node, for establishing real time services from a user equipment over a communications network. The NTN node is configured to receive, from a user equipment, a request to establish a real time service over the network. The node is configured to determine that the NTN node is unable to connect to a terrestrial entity of the network, and send to the user equipment a message comprising carrier frequency information of one or more cells of a further NTN node which is able to connect to a terrestrial entity of the communications network.

[0090] Figure 4 shows a message diagram indicating the events and messages exchanged between network entities for redirection of a real-time communication during a setup procedure. More specifically, an example of a redirection of a real time communication event initiated at a UE 402 from a satellite 404 in an S&F mode to a satellite 406 in a normal mode during an RRC setup procedure.

[0091] In the current scenario it is assumed that there is overlaying coverage provided by the normal mode satellite in addition to the S&F mode satellite and that the user equipment, e.g. a phone, camped on the S&F satellite initiates a real-time communication, e.g. a voice call.

[0092] As can be seen, the real-time communication setup procedure is started as usual in steps 1 to 2. The setup request message is sent to the S&F satellite.

[0093] At step 3, on initiating e.g. the voice call, the network may be configured to re-direct the UE on the S&F satellite to the normal mode satellite. This can be achieved by recognising that the UE initiates the RRCSetupRequest with the EstablishmentCause set to mo-VoiceCall. That is, the request comprises information about the type of communication being requested.

[0094] The Satellite in the S&F mode may then be configured to send, in step 4, an RRCReject message which includes RedirectedCarrierInfo. That is, the reject message may comprise carrier frequency information for a different satellite operating in the normal mode which is capable of initiating the required real-time connection. The wait timer can be set to 1sec (as in legacy systems) or alternatively a new wait timer can be defined with a value of 0 sec to immediately re initiate the RRC Connection on the redirected carrier.

[0095] In step 5, the UE initiates a new RRC Connection setup on the redirected carrier for the satellite in the normal mode of operation. The setup request and reply mechanism may then continue as it would have had the initial satellite been in the normal mode.

[0096] Once the connection setup is complete the real time service continues according to existing protocols and procedures as shown in steps 7 to 11.

[0097] Accordingly, the proposed approach comprises rejecting, by the first NTN node, the requested real time service, and sending to the user equipment a reject message comprising carrier frequency information of the one or more cells of the second NTN node. The real time service may be initiated by the user equipment on the second NTN node. A wait timer may be started upon rejection of the real time service request prior to initiating the real time service with the second NTN node. The wait timer may be set to zero or a minimum permitted value.

[0098] The NTN node may be configured to reject the real time service request and provide a reject message comprising the carrier frequency information of a cell of the second NTN.

[0099] There is thus provided a user equipment for establishing a real time service over a communications network via a non-terrestrial network, NTN, node of the network. The user equipment is configured to send a request to establish a real time service to a first NTN node and receive a message from the first NTN node comprising carrier frequency information for one or more cells of a second NTN node. In response the user equipment is configured to initiate the real time service via the second NTN node of the communication network.

[0100] Figure 5 shows a message diagram indicating the events and messages exchanged between network entities for redirection of a real-time communication during a release procedure. More specifically, redirection of a real time communication event initiated at a UE 502 from a satellite 504 in an S&F mode to a satellite 506 in a normal mode during an RRC release procedure.

[0101] In this scenario it is also assumed that there is overlaying coverage provided by the normal mode satellite 506 in addition to the S&F mode satellite 504 and that the user equipment 502, e.g. a phone, camped on the S&F satellite 504 initiates a real-time communication connection, e.g. a voice call.

[0102] Similarly to the embodiment shown and described in reference to figure 4, as can be seen in figure 5, the real-time communication setup procedure is started in the typical fashion in steps 1 to 2. The setup request message is sent to the S&F satellite 504.

[0103] Again, at step 3, on initiating the real-time communication, e.g. a voice call, the network may be configured to first accept the connection request. It is only after the connection is established at step 4 that the UE 502 on the S&F satellite 504 is re-directed to the normal mode satellite 506 via a connection release procedure.

[0104] As in the previous embodiment, the UE initiates the RRCSetupRequest with the EstablishmentCause set to mo-VoiceCall and the satellite 504 in S&F mode accepts the RRC Connection and the connection is established in step 4. In step 5, the S&F satellite 504 then sends a release message to the UE 502 and includes RedirectedCarrierInfo. For example, an RRCRelease message may be sent from the connected S&F satellite 504 to the UE 502 to begin the transfer to the normal mode satellite 506. The carrier frequency info of the normal mode satellite 506 is included in the release message.

[0105] At step 6, the UE 502 initiates RRC Connection setup on the redirected carrier frequency corresponding to the satellite 506 in the normal mode of operation. Therefore, instead of rejecting the initial connection request, the request may instead be accepted and then transferred.

[0106] Once the connection setup is complete the real time service continues according to existing protocol and procedures as shown in steps 8 to 12.

[0107] Therefore, the proposed approach may also comprise accepting, by the first NTN node, the requested real time service, and sending to the user equipment a release message comprising carrier frequency information of the one or more cells of the second NTN node. The NTN node may be configured to accept the real time service request and provide a release message comprising the carrier frequency information.

[0108] Figure 6A and 6B show two messaging diagrams for inter node co-ordination for exchange of Store and Forward and Normal Mode information on X2 from the neighbouring eNBs 602 and 604.

[0109] Figure 6A shows the messaging diagram for inter node co-ordination on X2 using setup messages. Figure 6B shows the messaging diagram for inter node co-ordination on X2 using configuration messages.

[0110] The neighbouring eNB can provide information about the Store and Forward Mode or Normal Mode of operation, along with the time for the S&F mode or Normal Mode, at the cell level for the cells it controls. This information can be provided to the neighbouring eNB over the X2 interface. This information will then assist the satellite on which the UE is camped or connected, to redirect the UE to the right carrier frequency of an overlapping cell as described above.

[0111] The information may be exchanged either in an X2 setup request 606 and response 608 message exchange or in an X2 configuration update request 610 and response 612 message exchange. The information may be specified through a new information element (for example called ‘mode information’ ) carrying the S&F or Normal mode information of the cells controlled by eNB.

[0112] The eNB can then take the mode information of a cell into account along with its frequency information when redirecting the UE to this frequency. That is, as the eNB knows the current mode of the neighbouring cells and possibly when the mode may change, the selection of which cell to redirect the connection to can be an informed one based on the mode of the available overlapping cells.

[0113] As mentioned above, the time for which the S&F mode will be operational can also be indicated to the neighbouring eNB. This information about the mode of operation and the time of operation of the mode may also be broadcast by the eNB to assist the UE, or it may be provided in dedicated signalling when voice call is attempted as in the embodiments described in reference to figures 4 and 5 above.

[0114] Thus, the neighbouring eNB can provide the information about the Store and Forward Mode or Normal Mode of operation along with the time of the S&F mode or Normal Mode at the cell level, for the cells it controls, to the neighbouring eNB over the X2 interface to assist in redirecting the UE to the right carrier frequency of the overlapping cell.

[0115] There is provided an NTN node for establishing over a communications network a real time service at a user equipment via a non-terrestrial network, NTN, node, of a cell controlled by the node. The node is configured to determine whether each of one or more cells it controls are in a first mode or a second mode. The node is configured to then send the current mode and associated carrier frequency information of each of the one or more cells it controls to a neighbouring NTN node for determining the availability of said cells to establish a real time service at a user equipment located within a nearby cell.

[0116] The node may be configured to send the mode information in an X2 setup request message. The node may be configured to send the mode information in an Xn setup request message. The Xn setup request message may be used for the NR based 5G networks. The X2 setup request message may be used for the LTE based 4G networks.

[0117] The node may be configured to send the mode information in an X2 setup response or an Xn setup response message sent in response to receiving a setup request message from a neighbouring node.

[0118] The node may be configured to send the mode information in an X2 configuration update message or an Xn configuration update message. The message many comprise the time of operation in the current mode.

[0119] The first mode may be a store and forward mode where the NTN node is unable to connect to a terrestrial entity of the network and the second mode may be a typical operation mode where the NTN node is able to connect to a terrestrial entity of the network.

[0120] The node may be configured to broadcast the mode information and time of operation in the current mode for receiving by the user equipment.

[0121] Figure 7 shows a message diagram indicating the mechanism for providing satellite mode information to the user of the UE.

[0122] When the Satellite operates in S&F mode it broadcasts the indication of S&F mode in a System Information Block (SIB) in the AS layer 702. When the satellite switches to Normal mode, the broadcast of this indication is stopped in the SIB. This AS Layer indication is typically provided to the UE.

[0123] However, this AS Layer Indication may also be used to inform the NAS 704 and Application 706 layer. Accordingly, the phone display may be configured to provide an indication of the satellite mode to the user. This may comprise an indication of which capabilities are enabled and which capabilities are not enabled. For example, “SMS Only” may be indicated when the satellite is operating in S&F operation, and “SAT” may be used to indicate the normal Satellite operation.

[0124] In this way a user may be made aware, via e.g. an appropriate service icon on the screen, and may only initiate that service when it is enabled. For example, “SMS” when the satellite is in S&F mode and both “SMS” and “Voice call” when the satellite is in the Normal mode.

[0125] The proposed approach may comprise determining that the NTN node the user equipment is associated with is unable to connect with a terrestrial entity of the communications network; and providing an indication at the user equipment indicating that the real time service cannot be initiated or only text-based messages can be sent.

[0126] The proposed approach may further comprise determining that the NTN node the user equipment is associated with is able to connect with a terrestrial entity of the communications network; and providing an indication at the user equipment indicating that real time services can be initiated.

[0127] The indication may be displayed on a screen of the user equipment.

[0128] The user equipment may be configured to determine if an associated NTN node is able to connect to a terrestrial entity of the communication network. If so, the UE may provide an indication to a user indicating that real time services are possible. If not, the UE may provide an indication to the user indicating that only non-real time services are possible. The associated NTN node may be the first NTN node or the second NTN node.

[0129] The proposed approach also helps the user of the UE not to initiate the real-time communication on a cell operating in S&F mode through an indication on the display. If the user ignores the indication on the display and initiates a voice call in a cell operating in S&F mode, then the network redirects the UE to the appropriate frequency of the overlapping cell coverage which is operating in the normal mode to allow the user to make the voice call.

[0130] The proposed approach is for efficiently allowing the S&F network to redirect the UE to the other carrier frequencies or cells operating in the normal mode for performing real time services when the UE is camped on the S&F cell and attempts to perform such a service.

[0131] Additionally, the proposed approach also proposes to allow the user to be aware of the mode of operation of the cell at the application layer (i.e. on the display) .

[0132] The proposed approach also proposes a method of exchanging the mode related information and the time the mode will be active at the cell level among the neighbouring eNB so that the redirecting eNB has the correct information and can redirect the UE to the right cell operating in the normal mode for it to be able to make the real time communication connection.

[0133] These mechanisms can be applied to communication systems and networks of the future where it supports S&F types of modes with the NTN.

[0134] The applicant hereby discloses in isolation each individual feature described herein and any combination of two or more such features, to the extent that such features or combinations are capable of being carried out based on the present specification as a whole in the light of the common general knowledge of a person skilled in the art, irrespective of whether such features or combinations of features solve any problems disclosed herein, and without limitation to the scope of the claims. The applicant indicates that aspects of the present invention may consist of any such individual feature or combination of features. In view of the foregoing description it will be evident to a person skilled in the art that various modifications may be made within the scope of the invention.

Claims

1.A method of establishing a real time service at a user equipment via a non-terrestrial network, NTN node, of a communications network, the method comprises:receiving at a first NTN node of the communications network a request to set up a real time service from an associated user equipment;detecting that the first NTN node is unable to connect to a terrestrial entity of the communications network;sending to the user equipment a message comprising carrier frequency information of one or more cells of a second NTN node which is able to connect to a terrestrial entity of the communications network to provide real time services; andcausing, at the user equipment, initiation of the requested real time service via the second NTN node of the communications network.2.The method according to claim 1, wherein the method comprises rejecting, by the first NTN node, the requested real time service, and sending to the user equipment a reject message comprising carrier frequency information of the one or more cells of the second NTN node.3.The method according to claim 1, wherein the method comprises accepting, by the first NTN node, the requested real time service, and sending to the user equipment a release message comprising carrier frequency information of the one or more cells of the second NTN node.4.The method according to any of claim 2 or 3, wherein the method comprises initiating the requested real time service via the second NTN node using said carrier frequency information.5.The method according to claim 4, wherein the real time service is initiated by the user equipment on the second NTN node.6.The method according to any of claim 4 or 5, when dependent on claim 2, wherein a wait timer is started upon rejection of the real time service request prior to initiating the real time service with the second NTN node.7.The method according to claim 6, wherein the wait timer is set to zero or a minimum permitted value.8.The method according to any preceding claim, wherein the method comprises:determining that the NTN node the user equipment is associated with is unable to connect with a terrestrial entity of the communications network; andproviding an indication at the user equipment indicating that the real time service cannot be initiated or only text-based messages can be sent.9.The method according to any preceding claim, wherein the method comprises:determining that the NTN node the user equipment is associated with is able to connect with a terrestrial entity of the communications network; andproviding an indication at the user equipment indicating that real time services can be initiated.10.The method according to claim 8 or 9, wherein the indication is displayed to a user on a screen of the user equipment.11.A non-terrestrial network, NTN, node, for establishing real time services from a user equipment over a communications network, the NTN node configured to:receive, from a user equipment, a request to establish a real time service over the network;determine that the NTN node is unable to connect to a terrestrial entity of the network; andsending to the user equipment a message comprising carrier frequency information of one or more cells of a further NTN node which is able to connect to a terrestrial entity of the communications network.12.The NTN node according to claim 11, wherein the NTN node is configured to accept the real time service request and the message is a release message comprising the carrier frequency information.13.The NTN node according to claim 11, wherein the NTN node is configured to reject the real time service request and the message is a reject message comprising the carrier frequency information.14.An NTN node for establishing over a communications network a real time service at a user equipment via a non-terrestrial network, NTN, node, of a cell controlled by the node, the node configured to:determine whether each of one or more cells it controls are in a first mode or a second mode; andsend the current mode and associated carrier frequency information of each of the one or more cells it controls to a neighbouring NTN node for determining the availability of said cells to establish a real time service at a user equipment located within a nearby cell.15.The node according to claim 14, wherein the node is configured to send the mode information in an X2 setup request message.16.The node according to claim 14, wherein the node is configured to send the mode information in an Xn setup request message.17.The node according to any of claims 14 to 16, wherein the node is configured to send the mode information in an X2 setup response or an Xn setup response message sent in response to receiving a setup request message from a neighbouring node.18.The node according to any of claims 14 to 17, wherein the node is configured to send the mode information in an X2 configuration update message or an Xn configuration update message.19.The node according to any of claims 15 to 18, wherein the message comprises the time of operation in the current mode.20.The node according to any of claims 14 to 19, wherein the first mode is a store and forward mode where the NTN node is unable to connect to a terrestrial entity of the network and the second mode is a typical operation mode where the NTN node is able to connect to a terrestrial entity of the network.21.The node according to any of claims 14 to 20, wherein the node is configured to broadcast the mode information and time of operation in the current mode for receiving by the user equipment.22.A user equipment for establishing a real time service over a communications network via a non-terrestrial network, NTN, node of the network, the user equipment is configured to:send a request to establish a real time service to a first NTN node;receive a message from the first NTN node comprising carrier frequency information for one or more cells of a second NTN node; andinitiate the real time service via the second NTN node of the communication network.23.The user equipment according to claim 22, the user equipment configured to:determine if an associated NTN node is able to connect to a terrestrial entity of the communication network; andif so, provide an indication to a user indicating that real time services are possible;if not, provide an indication to the user indicating that only non-real time services are possible.24.The user equipment according to claim 23, wherein the associated NTN node is the first NTN node or the second NTN node.

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