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4G与5G融合组网及互操作技术研究

更新时间：2019-12-08 02:00:00 大小：946K 上传用户：xiaohei1810查看TA发布的资源 标签：5g 下载积分：1分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

4G/5G融合组网及互操作技术是运营商在5G网络部署中需要重点考虑的问题之一,因此根据3GPP Rel-15标准要求,分析了4G/5G跨系统互操作架构、核心网网元融合部署原则、应用单注册/双注册模式,以及部署/未部署N26接口情况下具体的4G/5G互操作业务流程,为后续运营商的网络演进和部署提供参考.

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4G与5G融合组网及互操作技术研究  
任驰  
（中国联合网络通信有限公司网络技术研究院，北京 100048）  
【摘 要】  
【关键词】  
4G/5G融合组网及互操作技术是运营商在5G网络部署中需要重点考虑的问题之一，因此根据3GPP Rel-15标准  
要求，分析了4G/5G跨系统互操作架构、核心网网元融合部署原则、应用单注册/双注册模式，以及部署/未部  
署N26接口情况下具体的4G/5G互操作业务流程，为后续运营商的网络演进和部署提供参考。  
5G；互操作；融合组网；单注册/双注册  
doi:10.3969/j.issn.1006-1010.2018.01.016  
中图分类号：TN929.53  
文献标志码：A  
文章编号：1006-1010(2018)01-0087-04  
引用格式：任驰. 4G与5G融合组网及互操作技术研究[J]. 移动通信, 2018,42(1): 87-90.  
Study on Integrated Networking and Interoperation for 4G and 5G  
REN Chi  
(China Unicom Network Technology Research Institute, Beijing 100048, China)  
[Abstract]  
The 4G/5G integrated networking and interoperation are the key problem in the 5G network deployment for  
operators. Therefore, according to the requirements of 3GPP Rel-15 standard, the 4G/5G cross-system interoperation  
architecture, the integrated deployment principle of the core network element, the application of single-registration  
and dual-registration mode, the detailed 4G/5G interoperation business procedure in the conditions of deployment  
and without deployment of N26 interface were analysed to provide a reference to the network evolution and  
deployment for operators in the future.  
[Key words]  
5G; interoperation; integrated networking; single-registration/dual-registration  
为保障用户业务连续性体验这一目的的最好补充。因  
1 引言  
此4G/5G融合组网以及互操作技术将是各大运营商在  
网络演进中需要重点考虑的问题之一。  
基于3GPP现阶段的结论，本文仅讨论5G同4G之  
间的融合组网及互操作技术，暂不涉及5G同2G/3G之  
间的互操作。  
5G网络是当前移动网络领域最热门的概念之一，  
“万物互联”的愿景和助力产业升级的目标使5G的研  
究和商用部署的节奏不断加快。3GPP SA2第124次会  
议的闭幕，也宣告了Rel-15阶段的工作胜利完成，5G  
核心网正式完成了第一阶段架构的设计，商用产品的  
研发、试验和网络的商用部署工作即将大规模铺开。  
5G的商用部署进程将是一个基于4G系统进行的长  
期的替换、升级、迭代的过程，而在5G网络部署的前  
中期阶段，4G系统也是在5G覆盖不完善的情况下，作  
2
4G/5G融合互操作架构  
4G/5G融合组网意味着网络、数据、业务均需要  
进行一体化的融合演进，对从现有4G网络到5G的演  
进过程来说，用户签约数据融合、业务策略数据融合  
以及业务连续性是网络融合过程中需最优先考虑的  
收稿日期：2017-12-12  
万方数据  
同接入制式流量需要在不同的网元中进行累积，无法  
进行数据同步，难以进行同一套餐的统一控制，同时  
需要在两个网元中进行策略数据的受理，业务处理相  
对复杂。  
问题。基于这部分网络演进需求，3GPP定义了专用  
于跨系统互操作的4G/5G融合网元，即HSS+UDM、  
PCRF+PCF、PGW-C+SMF和PGW-U+UPF。4G/5G融  
合互操作系统架构如图1所示，其中N26接口为可选接  
口，其应用部署取决于运营商具体的部署策略和业务  
需求。  
针对PGW-C+SMF以及PGW-U+UPF，融合部署  
支持4G/5G切换过程中的业务连续性，保证用户的无  
缝切换体验，同时用户面融合部署对接入制式不敏  
感，切换过程中不需要变更用户面锚点，节省业务处  
理资源。如不采用融合组网，切换过程中会发生用  
户IP地址的改变，将无法保证用户业务和会话的连续  
性，并且需要更多资源处理切换相关的流程，增加网  
络负荷。  
考虑到以上情况，跨系统互操作网元融合部署将  
是一个相对合理和优化的选择。  
3 4G/5G互操作处理流程  
3.1 单注册/双注册  
为支持4G/5G间的互操作，5G系统针对同时支持  
5GC NAS和EPC NAS的UE定义了单注册和双注册两  
种注册模式，其中对UE来说，单注册是必选功能，  
而双注册为可选功能，运营商可根据具体的网络部  
署情况和业务需求进行UE能力的要求。在UE注册过  
程中，UE应该向网络侧发送指示，表明UE同时具备  
5GC NAS和EPC NAS能力，以支持后续网络的互操  
作处理。  
图1 4G/5G融合互操作系统架构  
4G/5G网元融合部署的收益除了数据和用户状态  
的统一管理外，大部分4G/5G间的主要交互流程均可  
以通过融合网元内部接口实现，不需要单独定义标准  
化接口，简化了互操作业务处理流程。  
针对HSS+UDM，融合部署使用同一AUC，不需  
要进行鉴权向量的二次获取，同时BOSS方面可以进行  
统一管理，降低了操作维护的复杂度。另外在移动性  
管理方面，用户从4G或者5G注册，UDM或HSS可以  
通过内部接口通知对端清除各自网络下的用户注册信  
息，简化了业务处理流程。如果HSS和UDM不采用融  
合组网，则UDM和HSS需要通过MAP接口或Diameter  
接口去对方获取鉴权五元组，实现上相对复杂，同时  
BOSS需要考虑两个网元间的操作及数据一致性等问  
题，增加了处理复杂度。  
在单注册状态中，UE同一时间内仅保持一种激活  
的移动性管理状态，可以是5GC的注册管理状态，或  
EPC的EPS移动性管理状态其中之一，即UE同时仅接  
入EPC或5GC之一。当UE发生4G/5G间的互操作时，  
UE会将当前的EPS-GUTI映射为5G-GUTI（当由4G移  
动到5G时），或将当前的5G-GUTI映射为EPS-GUTI  
（当由5G移动到4G时）。  
在双注册模式中，UE能够同时独立处理5GC和  
EPC的注册流程，同时存储5G-GUTI和EPC-GUTI，  
并且5G-GUTI和EPC-GUTI均是由5GC或EPC系统分配  
的，而不是互相映射得来的。支持双注册模式的UE可  
以单独地注册到5GC或EPC，也可以同时注册到5GC  
和EPC。  
针对PCRF+PCF，融合部署支持统一的套餐流量  
管理，一个套餐可以同时在多种接入方式下累积，同  
时支持网络采用统一的控制策略，可以根据用户的网  
络切换情况在内部进行QoS映射，保证统一的策略控  
制和用户体验。如PCRF和PCF不采用融合组网，则不  
万方数据  

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