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2024年7月19日发(作者:)
异厂家 4G/5G 互操作功能验证
XX
目录
异厂家 4G/5G 互操作功能验证 ..................................................................................................... 1
摘要 .......................................................................................................................................... 3
一 互操作策略简介 ......................................................................................................................... 3
1.1 4G/5G 重选策略 ............................................................................................................. 3
1.2 4G/5G 切换、重定向策略............................................................................................. 4
1.3 语音解决方案 ................................................................................................................... 5
二 互操作验证安排 ......................................................................................................................... 6
2.1 网络架构需求 ................................................................................................................... 6
2.2 4G 与5G 互操作验证内容: ............................................................................... 6
三 互操作测试验证方案及实施情况 .............................................................................................. 7
3.1 基于覆盖的 5G-SA 到4G 的切换 ......................................................................... 7
3.2 基于覆盖的 4G 到5G-SA 切换 ........................................................................... 11
3.3 4G 到5G-SA 的小区重选.................................................................................... 13
3.4 5G-SA 到4G 的小区重选.................................................................................... 15
3.5 基于业务的 5G-SA 到4G 的EPS FB 主被叫 ...................................................... 18
3.6 4G 到5G-SA 的语音结束后快速返回 ......................................................................... 20
3.7 短消息 ................................................................................................................. 22
四 测试结果统计 .......................................................................................................................... 23
摘要
4G/5G 互操作是 5G 商用的重要特性之一,特别是在 5G 布网初期,没有达到
整个网络全面覆盖的情况下,严重需要依赖现有网络制式,从而 5G 与 4G 之间
的互操作的重要性自然凸显而出。本文主要总结这段时间XX电信华为 5G-SA
站点与中兴 4G 站点互操作的基本配置和信令流程,涉及 5G 与 4G 的之间的重选
切换以及 5G 到 4G 的 EPS FB 主被叫,通过实地测试验证,为后续 5G 互操作优化
提供参考。
【关键字】4G/5G 互操作、切换、重选、主被叫
— 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。
一.1 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
一.2 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
一.3 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
二.1 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
二.2 4G 与 5G 互操作验证内容:
XX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,
要需验证如下业务:
主
4G 与 5G
互操作功
能验证
(区分
4G 与 5G
厂家)
5 、基于
1. 基于覆
2. 基于覆
3.4G 到
4.5G-SA
业务的
5G-SA 到
盖的 5G-
盖的 4G
到 4G 的
5G-SA 的
4G 的
SA 到 4G
到 5G-SA
小区重选
小区重选
EPS FB 主
的切换
的切换
被叫
6 、 4G
到 5G-SA
的语音结
束后快速
返回
7 、短消
息
三 互操作测试验证方案及实施情况
三.1 基于覆盖的 5G-SA 到 4G 的切换
测试编号
测试项目
测试目的
测试工具
001
4G 与 5G-SA 网络间互操作
验证终端连接态时,基于覆盖的 5G-SA 到 4G 的切换功能、流程
1. 支持 5G-SA/4G 的终端 1 部,该终端能做上行和下行数传业
务;
2. 建议通过终端侧软件如手机的 HIDS、便携式 4G/5G 路测仪表
或网络侧的信令跟踪等工具,观测信令、速率、时延等;
测试子项目
基于覆盖的 5G-SA 到 4G 的切换
预置条件
1. 5G-SA 小区和 4G 小区工作正常;
2. UE 支持 5G-SA/4G 且工作正常;
3. 互操作所需 License 已申请并激活;
测试步骤
4. 5G-SA 小区和 4G 小区,存在覆盖交叠区域;
5. 5G-SA 小区和 4G 小区,互相配置好相邻频点/外部小区/邻区
关系;
6. EPC 与 5GC 之间的 N26 接口互通;
7. 测试卡已在 5GC 签约 5QI 及在 EPC 签约QCI,并在核心网侧
完成 5QI-QCI 的映射关系的配置。
1. 5G-SA 小区打开移动性算法开关,切换方式选择切换且关闭
重定向;
5G-SA 侧配置如下:(5->4G 切换,只需 5G 完成配置)
2. 在 5G-SA 侧设置合理的 A2/B1 事件相关门限;
5G-SA 侧配置如下:
(门限为参考值,根据现网配置)
3. 5G-SA 小区和 4G 小区,互相配置好相邻频点/外部小区/邻区
关系;
5G-SA 侧的配置如下:(5->4G 切换,只需 5G 完成配置)
4. 启动信令跟踪;
5. 配置进行网页浏览或视频业务;
6. UE 在 5G-SA 侧接入,确保终端始终处于连接态;移动终端至
5G-SA 信号质量达到 A2 门限,继续移动终端到 4G 小区的信
号质量达到 B1 门限区域,触发 5G-SA 到 4G 切换,移动过程
中观察接收到的空口信令;
7. 重复步骤 5-6,至少重复 10 次。基于网络侧或终端侧的信令
测试过程及
数据记录
判断并记录切换请求次数、成功次数和失败次数。对于失败
次数过多(比例超过 30%),须主动分析失败原因,完善测
试方法及优化数据配置,重新测试并记录测试结果。
1. 记录“5G-SA 小区打开移动性算法开关,切换方式选择打开
切换关闭重定向”的详细配置;
2. 记录“在 5G-SA 侧设置的 A2/B1 事件的门限”的配置;
3. 跟踪、存储 5G-SA 侧 NG 口和 UU 口、4G 侧 S1 口和 UU 口的信
令;
4. 终端侧记录消息的时间点:发送 MR(B1)、接收
mobilityFromNRCommand、发送 MSG1、发送切换重配完成。
5. gNB 侧记录消息的时间点:接收 MR(B1)、发送 Handover
Required、接收 HandoverCommand;
6. eNB 侧记录消息的时间点:接收 Handover Request、发送
Handover Request ACK。
三.2 基于覆盖的 4G 到 5G-SA 切换
测试编号
测试项目
测试目的
测试工具
002
4G 与 5G-SA 网络间互操作
验证测试终端连接态,基于覆盖的 4G 到 5G-SA 切换功能、流程
1. 支持 5G-SA/4G 的终端 1 部,该终端能做上行和下行数传业
务;
2. 建议通过终端侧软件如手机的 HIDS、便携式 4G/5G 网络测试
仪表或网络侧的信令跟踪等工具,观测信令、速率、时延
等;
1. 5G-SA 小区和 4G 小区工作正常;
测试子项目
基于覆盖的 4G 到 5G-SA 切换
预置条件
UE 支持 5G-SA/4G,且工作正常;
互操作所需 License 已申请并激活;
5G-SA 小区和 4G 小区,存在覆盖交叠区域;
5G-SA 小区和 4G 小区,互相配置好相邻频点/外部小区/邻区
关系;
6. EPC 与 5GC 间 N26 接口互通;
7. 测试数据由异厂家完成配置;
1. 配置进行网页浏览或视频业务;
2. UE 在 4G 侧接入,确保终端始终处于连接态;移动终端至 4G
服务小区信号达到 A2 门限,继续移动终端至 5G-SA 小区的
信号质量达到 B1 门限,触发 4G 到 5G-SA 切换;
测试步骤
3. 重复步骤 1-2,至少重复 10 次。基于网络侧或终端侧的信令
判断并记录切换请求次数、成功次数和失败次数。对于失败次
数过多(比例超过 30%),必须主动分析失败原因,完善
测试方法及优化数据配置,重新测试并记录测试结果。
测试过程及 1. 终端侧记录消息的时间点:发送 MR(B1)、接收
mobilityFromEutraCommand、发送 MSG 1、发送切换重配完
数据记录
成。
2.
3.
4.
5.
2. eNB 侧记录消息的时间点:接收 MR(B1)、发送 Handover
Required、接收 HandoverCommand;
三.3 4G 到 5G-SA 的小区重选
测试编号
测试项目
003
4G 与 5G-SA 网络间互操作
测试子项目
4G 到 5G-SA 高优先级小区重选
验证测试终端空闲态时,基于频率优先级的 4G 到 5G-SA 的小区
测试目的
重选功能
1. 支持 5G-SA/4G 的终端 1 部,该终端能做上行和下行数传业
务;
测试工具
2. 建议通过终端侧软件如手机的 HIDS、便携式 4G/5G 网络测试
仪表或网络侧的信令跟踪等工具,观测信令、速率、时延
等;
预置条件
测试步骤
1.
2.
3.
4.
1.
5G-SA 小区和 4G 小区工作正常;
UE 支持 5G-SA/4G 且工作正常;
5G-SA 小区和 4G 小区,存在覆盖交叠区域;
测试数据配置由异厂家完成配置;
在 4G 侧配置 4G 小区的重选优先级和 5G-SA 邻区的重选优先
级,使得 4G 服务小区的优先级低于 5G-SA 邻区的重选优先
级,根据环境能力配置好相关的重选门限;
2. 终端在 4G 侧接入并驻留,等待 UE 不活动定时器超时后进入
RRC IDLE 态;
3. 移动终端,使得 5G-SA 小区和 4G 小区信号达到重选门限,
触发 4G 到 5G-SA 高优先级小区重选;
测试过程及
数据记录
4. UE 驻留到 5G-SA 小区后进入 IDLE 态,发起下行业务使 UE 进
入连接态.
5. 重复步骤 2-4,至少重复 10 次。基于网络侧或终端侧的信令
判断并记录重选成功次数和失败次数。对于失败次数过多
(比例超过 30%),须主动分析失败原因,完善测试方法及
优化数据配置,重新测试并记录测试结果。
1. 在 4G 侧配置 4G 小区的重选优先级和 5G-SA 邻区的重选优先
级,使得 4G 服务小区的优先级低于 5G-SA 邻区的重选优先
级,根据环境能力配置好相关的重选门限;
4G 侧的配置:
(1)打开 SIB24 系统消息开关及移动性算法开关;
(2)通过 MML 配置相关重选参数:
2. 终端在 4G 侧接入并驻留,等待 UE 不活动定时器超时后进入
RRC IDLE 态;
3. 移动终端,使得 5G-SA 小区和 4G 小区信号达到重选门限,
触发 4G 到 5G-SA 高优先级小区重选;
4. UE 驻留到 5G-SA 小区后进入 IDLE 态,发起下行业务使 UE 进
入连接态.
重复步骤 2-4,至少重复 10 次。基于网络侧或终端侧的信令
判断并记录重选成功次数和失败次数。对于失败次数过多
(比例超过 30%),须主动分析失败原因,完善测试方法及
优化数据配置,重新测试并记录测试结果。
5. NR 小区的空口信令跟踪
6. UE 成功附着 5G 网络;
三.4 5G-SA 到 4G 的小区重选
测试编号
测试项目
测试目的
004
重选
验证 UE 是否可以完成从 5G 网络到 4G 网络的空闲态重选
1. NR 测试终端一套;
2. 连接 NR 测试终端的笔记本一台,安装路测软件,以及安装
业务应用软件,支持 UDP 收发数据包;
3. 网络侧安装业务应用软件,支持 UDP 收发数据包。
测试子项目 数据业务 5G 到 4G 空闲态重选(异厂家)
测试工具
预置条件
1. UE 已注册,处于 RRC_IDLE 态
2. UE 驻留在 5G 小区 1
3. 5G 小区 1 配置有异厂家 LTE 邻区小区
1. UE 在 5G 小区 1 发起接入,与异厂家LTE 小区 1 覆盖有共同
区域,并保持业务数据传输;
2. UE 暂停数据业务,确保 UE 进入空闲态,UE 移动至无 5G 覆
盖的区域,以便重选到异厂家 LTE 小区;
3. 重复以上步骤测试验证 10 次。
测试步骤
数据记录
1. NR 小区的空口信令跟踪
2. 记录 MIB 消息、小区 PCI
1. UE 成功附着 5G 网络,并正常使用数据业务;
2. UE 可以重选到 4G LTE 网络, 并且数据业务可以正常使
用,IP 地址不发生变化;
测试分析
三.5 基于业务的 5G-SA 到 4G 的 EPS FB 主被叫
测试编号
测试项目
测试目的
005
EPS FB 主被叫
验证 UE 是否可以完成从 5G 网络到 4G 网络进行 EPS FB
1. NR 测试终端一套;
2. 连接 NR 测试终端的笔记本一台,安装路测软件,以及安装
业务应用软件,支持 UDP 收发数据包;
3. 测试手机两部,进行主 10 次主被叫测试验证。
1. UE 已注册,处于 RRC_IDLE 态
2. UE 驻留在 5G 小区 1
3. 5G 小区 1 配置有同/异厂家 LTE 邻区小区
1. UE 在 5G 小区 1 发起接入,与同厂家 LTE 小区覆盖有共同区
域,并保持主、被叫均能正常接通;
2. 重复以上步骤验证 10 次。
1. 主叫;
测试子项目 语音业务 5G 到 4G 回落(同厂家和异厂家)
测试工具
预置条件
测试步骤
数据记录
2. 被叫;
三.6 4G 到 5G-SA 的语音结束后快速返回
测试编号
测试项目
006
4G 语音结束后与 5G-SA 网络间互操作
验证 4G Fast Return 返回 5G
1. 支持 5G-SA/4G 的终端 2 部,终端主要完成主被叫功能测
试;
2. 5G-SA 小区和 4G 小区工作正常;
3. UE 支持 5G-SA/4G 且工作正常;
4. 相关 LICENS 资源已经配置
测试子项目
4G 语音结束后到 5G-SA 网络快速返回
测试目的
测试工具
预置条件
测试步骤
1. 5G-SA 小区和 4G 小区,存在覆盖交叠区域;
2. 打开Fast return 开关,由 4G 异厂家配置;
1. 当主被叫通话结束后,跟踪 4G 返回 5G 是否正常;
测试过程及 1:主叫:
数据记录
2:被叫:
三.7 短消息
测试编号
测试项目
007
5G-SA 与 4G 异厂家短信业务验证
测试子项目
验证 5G-SA 与 4G 之间互发短信是否成功
测试目的
测试工具
预置条件
测试步骤
验证终端分别在 5G-SA 到 4G 之间收发短信是否正常
1. 支持 5G-SA/4G 的终端共 2 部,该终端能做短信业务;
1. UE 支持 5G-SA 与 4G 基站工作正常;
1. 5G 手机向 4G 手机发送短信,核查 5G 手机发送是否成功。
2. 4G 手机向 5G 手机发送短信,核查 5G 手机接收是否成功。
1、发送
测试过程及
2、接收
数据记录
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。XX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。
请求次 成功次 失败次
成功
测试用例
数 数 数
率
4G 与 5G 1.基于覆盖的 5G-SA 到 4G 的
10 10 0 100%
切换
2.基于覆盖的 4G 到 5G-SA 的
切换
互操作
3.4G 到 5G-SA 的小区重选
功能验
证(5G
4.5G-SA 到 4G 的小区重选
5、基于业务的 5G-SA 到 4G 的
华
EPS FB 主被叫
为、4G
5G-SA 的语音结束后
异 厂
6、4G 到
快速返回
家)
7、5G-SA 与 4G 接收、发送短
消息
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
0
0
0
0
0
0
100%
100%
100%
100%
100%
100%
表 4-1测试验证结果统计
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