5G优化案例：异厂家4G、5G互操作测试验证案例

异厂家 4G/5G 互操作功能验证

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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