5G核心網SA組網方案及4G/5G互操作分析

倪玥

摘要：相比于非獨立組網，獨立組網（SA組網）有著更高優勢，更適合用于5G核心網的組網工作中。同時，為了保證5G網初期用戶獲取網絡業務的流暢性，需要實現4G與5G的互操作，即在未覆蓋5G網絡的區域為用戶自動提供4G網絡服務;在進入5G基站覆蓋區域后自動轉入5G網絡的提供。基于這樣的情況，形成可以完成4G/5G互操作的5G核心網SA組網方案具有極高的現實價值。基于此，本文提出了一種基于Option 2的5G核心網SA組網方案，并從控制面、移動性管理功能的分設、）用戶數據庫遷移、語音及短信方案、計費設計、4G與5G融合互操作的架構設計設計方面入手，對該包含4G/5G互操作功能的5G核心網SA組網方案進行了詳細說明。

關鍵詞：5G核心網;獨立組網;4G/5G互操作

一、基于Options的5G核心網SA組網總體設計

在設置Option時，需要對不同無線接入以及核心網的排列組合進行考量，如圖1所示。從終端方面來說，同時連接兩個基站的終端實施數據傳輸屬于雙連接;只連接一個基站進行數據傳輸為單連接，由此可以對非獨立組網（NSA）以及獨立組網（SA）進行區分。在本次研究中，主要選用獨立組網的方式，要求終端落實單連接，包含Option1、Option2、Option5以及Option6[1]。其中，對于Option2來說，其包含著相對獨立的5G架構，可以在5G核心網內接入5G基站，因此在本次進行5G核心網獨立組網的過程中主要選用了Option2。

需要注意的是，在進行5G基站建設的初期階段，其所覆蓋的區域并不完善，這就要求實現4G與5G協同互操作，以此保證業務的連續性。在Option2中，如果5G終端并未位于5G基站的覆蓋范圍內，則要回落至4G網絡。同時，因為5G核心網只能夠與5G基站建立起連接關系，所以要在N26接口的支持下完成4G與5G之間的互操作。

二、基于Option 2的5G核心網SA組網的開放式部署策略

（一）控制面

主要選用分省集中設置架構完成控制面的搭建，在集團骨干層面實現對網絡倉儲功能、網絡開放功能的集中部署;在省層面完成UDM/HSS、AMF等的部署;在用戶面，依托現實需求，促使UPF SAEGW -U下沉到地市層面。

（二）移動性管理功能的分設

新建立起AMF，并與現網MME進行分設。實踐中，現網MME與4G基站的配置不做新的調整，保持原有設置情況即可。在此基礎上，新建AMF承擔起接入5G基站的任務，且在N26接口的支持下，新建AMF與現網MME實現互通。依托這樣的設置方式，能夠進一步提升4G核心網與5G核心網各自承載容量規劃的清晰性與簡單程度。實踐中，新建立起的AMF可以與現網MME保持同一廠家，也可以異廠家，在本此組網設計中，出于便捷程度的考量，選用了同廠家。

（三）用戶數據庫遷移

為了保證4G網用戶可以在不更換號碼與電話卡的前提下流暢使用5G網絡，就必須要在HSS上將4G網用戶數據轉移至UDM/HSS數據庫內（5G核心網）。在此過程中，由于新建立起的AMF可以與現網MME選用了同廠家，所以4G核心網與5G核心網也為同廠家。實踐中，可以融合后臺部分并分設前臺部分，此時，無論移動終端用戶是否進行了5G網絡業務的簽約，只要5G用戶從4G網絡介入后，均可以在HSS的支持下獲取相應移動終端用戶的數據信息，實現數據的平滑遷移。

（四）計費設計

對4G核心網下的計費方式展開深入分析能夠了解到，現階段，我國的三大運營商（移動、聯通、電信）均使用了分離計費的方式。此時，如果在5G核心網的組網過程中，選用的計費方案為融合計費架構，則必須要在IT側落實更大的調整與變動。由于計費具有極高的落實意義，筆者認為，在凍結分離計費架構標準的基礎上，持續沿用4G核心網中的分離計費架構;在凍結分離計費架構標準前，難以實現計費，則可以引入包月收費等計費方案。

（五）語音及短信方案

受到5G基站（5G無線網絡）覆蓋不全面、不連續的影響，在當前的5G網絡建設初期，基于5G的語音業務方案難以成為現實。基于這樣的情況，主要引入EPS Fallback方案實現語音與短信業務的開發與實現，具體如下：由5G網絡回落至4G網絡，在基于LTE語言業務的支持下，向移動終端用戶提供語音及短信服務。隨著5G網絡的不斷發展，當無線網絡實現連續全面覆蓋的背景下，既可以開發、引入基于5G的語音業務，此時，移動終端用戶的語音業務主要由5G網絡直接提供與承載。

（六）4G與5G融合互操作的架構設計

想要實現4G與5G融合互操作，就需要引入通信技術融合組網，此時，要重點考量業務數據融合、用戶簽約數據融合等等。為了滿足網絡演進的現實需求，原有技術中PP定義了相應的4G與5G的網元，包括U+UPF-PGW、 SMF+PGW-C、PCF+PCRF等等[2]。參考4G技術與5G技術的特點進行4G與5G融合互換操作的架構。其中，N26設定為可選接口，主要由供應商完成對相應部署策略、業務需求的設定。

總結：綜上所述：選用Option2進行5G核心網的獨立組網，并在在N26接口的支持下完成4G與5G之間的互操作。通過控制面分省集中設置架構、 新建AMF與現網MME的分設、分離計費、基于LTE語言業務的引入，實現了4G與5G融合互操作以及5G核心網的獨立組網。

參考文獻

[1]龍青良，田元兵，李菲.5G共建共享NSA向SA演進技術方案研究[J].郵電設計技術，2020（06）：11-16.

[2]黃元元.5G核心網SA組網方案及4G/5G互操作探討[J].電信快報，2020（02）：30-33.

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