4G/5G 互操作验证
前景理论 2021-05-06

— 、互操作策略简介

互操作是基于蜂窝移动通信的移动性管理机制,能够实现网络的业务连续性、提高用户体验以及系统整体性能。而移动性管理主要分为两大类:空闲状态下的移动性管理和连接状态下的移动性管理。空闲状态下的移动性管理主要通过小区选择/重选来实现;连接状态下的移动性管理主要通过小区切换来实现。

1.1、4G/5G 重选策略

重选是指当UE处于Idle状态时需要间断性的测量服务小区和邻小区的信号质量,以便在满足条件时可以驻留到优先级更高或者信号更好的小区。网络侧会在信令中下发对应的参数门限,从而对UE的重选进行控制。

5G与4G的重选策略中,NR接入优先级最高,支持NR的终端尽可能驻留在NR 网络,开启基于覆盖的NR到LTE重选及基于绝对优先级的LTE到NR重选。当NR小区覆盖不连续,NR RSRP<-114dBm, 且 LTE RSRP>-110dBm 时, UE重选到LTE;当前 UE 移动入 NR 小区覆盖区域时, 且当NR RSRP>-110dBm 时, UE 重选到NR 小区。基本原则见图 1-1。

图1-1,4G/5G 空闲态重选策略

1.2、4G/5G 切换、 重定向策略

切换是指当UE处于 RRC-CONNECTED状态时,基于覆盖、业务、 容量等进行服务小区变更的过程。基于覆盖主要指 UE 变更至比服务小区信道质量更好的邻小区;基于业务,指服务网络不支持业务(或业务受限)产生的切换,如当前5G到并不支持语音功能, 需通过 EPS FB 回落至 4G 进行语音通话。

而重定向通常是为不支持切换的 UE 准备的一种过渡手段, 重定向有两种基于测量和基于非测量(盲重定向) 。

切换流程, 包含切换判决:基于覆盖、 容量或业务等, 然后进行切换准备:源小区和目标小区之间会进行资源申请, 数据转发等, 切换准备完成后, 下发切换命令, UE 执行切换。而重定向则没有切换准备的过程, 通过 RRC release 消息携带目标小区信息, UE 根据目标小区信息重新发起接入。

5G 与 4G 的切换策略中,当前主要以重定向方式进行,初期 NR 覆盖不连续,UE移动到NR小区覆盖边缘,主要基于覆盖重定向到 LTE 网络。当UE由LTE网络移动入NR小区覆盖区域时, 基于业务/覆盖的移动性, 重定向至 NR 网络,提升业务体验, 策略见图 1-3。

图 1-2 4G/5G 连接态移动性策略

1.3、语音解决方案

根据3GPP标准定义,5G将沿用4G的语音架构,仍基于IMS提供语音业务。4G的无线接入技术为LTE,其上面承载语音称之为 VoLTE;5G 的无线接入技术为NR,其上面承载语音称之为 VoNR(Voice over NR) 。VoLTE,VoNR作为IMS语音的不同接入方式存在。

但在 5G 建设初期为解决 5G 覆盖不足对语音业务带来的不利影响, 主要通过EPS FB 方案, 将语音回落到 VoLTE 来承载, 语音结束后 Fast return 回到 5G 网络。

图 1-3 4G/5G 时代语音方案

图 1-4 EPS FB 策略


二、互操作验证安排

2.1、网络架构需求

1. 至少保证具备 1 个 4G 小区和 1 个 5G-SA 小区正常, 能够验证 4G 与 5G-SA 网络间的互操作;

2. 核心网(EPC & 5GC) 互通, 且支持基于 N26 接口的 4G 与 5G-SA 网络间互操作;

图 2-1 SA 组网 4/5G 互操作网络互通架构示意图

2.2、4G 与 5G 互操作验证内容:

电信七星关主城区区域 5G-SA 站点为华为厂家, 4G 站点为中兴厂家, 主要需验证如下业务:


三、互操作测试验证方案及实施情况

3.1、基于覆盖的 5G-SA 到 4G 的切换

2.2、基于覆盖的 4G 到 5G-SA 切换

3.3、4G 到 5G-SA 的小区重选

3.4、5G-SA 到 4G 的小区重选

3.5、基于业务的 5G-SA 到 4G 的 EPS FB 主被叫

3.6、4G 到 5G-SA 的语音结束后快速返回

3.7、短消息



四、测试结果统计

本次 4G/5G 互操作验证主要针对重选及切换验证, 通过验证基于覆盖的 5G-SA 到 4G 的切换, 基于覆盖的 4G 到 5G-SA 的切换, 4G 到 5G-SA 的小区重选, 5G-SA 到 4G 的小区重选, 5G-SA 与 5G-SA 之间切换等业务均正常。电信七星关主城区区域 5G-SA 站点为华为厂家, 4G 站点为中兴厂家, 互操作验证中, 需双方紧密配合, 该方案内涉及双方网管操作命令、 信令跟踪流程, 可为后续互操作参数实施优化提供参考。

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