5G与4G互通的桥梁：N26接口

news2024/11/20 16:06:25

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，4G系统是在过渡到5G全覆盖过程中，作为保障用户业务连续性体验这一目的的最好补充。

因此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。

1N26接口

4G(LTE)与5G(NR)共存的移动通信网络中N26是(4G)MME与5GS AMF之间核心网络的接口；它用于实现EPC和5GC(NG核心网)之间的互通。

在涉及LTE-EPC和5G-NR-5GS之间无线网(RAT)间移动性流程时使用N26接口，该接口支持源和目标RAT网络间MM(移动性管理)和SM(会话管理)状态的信息交换。

2N26接口用途

支持终端在LTE和5G间的无线网RAT间切换——这对实现语音服务的无缝连续性至关重要；

就是当终端(UE)在NR发起语音呼叫后可通过RAT间切换到LTE，保证VONR可继续且以VoLTE呼叫通话。

35G(NR)侧N26

网络中对N26接口的支持与互通是可选，而不是强制性的；当网络间支持N26时，可减少RAT间操作过程中的延迟----N26支持S10所支持部分功能(互通所必需)；其中：

①

支持与EPC互通网络可支持使用N26接口互通流程或不使用N26接口的互通流程。

②

支持N26的互通流程为支持5GC NAS和EPC NAS并以单注册模式运行的UE提供了系统间移动IP地址连续性。

③

支持不带N26互通流程的网络应支持为以单注册模式和双注册模式运行的UE提供系统间移动IP地址连续性的程序。

4网络互通与限制

AMF应在5GC中初始注册期间向终端(UE)提供指示表明支持不带N26的互通，或MME可选择在TS 23.401[26]中定义与EPC连接流程中提供指示，表明支持不带N26的互通。

当终端(UE)驻留在EPC上时，核心网络中订阅不应对核心网络类型(5GC)和NR无线网(RAT)有任何限制；

HSS将这些限制提供给MME，然后MME根据从HSS收到的信息向eNB提供核心网类型和RAT限制。

MME和eNB使用这些限制来决定是否应允许移动到5GS或NR连接到5GS。

4G(LTE)与5G(NR)共存的移动通信网络中，终端(UE)经常从4G向5G覆盖区域切换，其间N26接口对切换或业务转移的具体操作如下：

1PDU会话切换

当终端(UE)具有多个处于LTE连接状态的PDU并且网络决定在支持N26接口时执行移动到5GS的操作时。

其在LTE上已为每个PDU会话激活承载，相应5G PDU会话ID也会映射到每个EPS承载。

在移动过程中MME选择可重新定位到目标5GS的PDN连接PGW+SMF；其中：PGW+SMF确定哪些PDN连接可以重新定位到目标5GS，如基于部署的 5GS的功能、订阅和运营商策略，哪个PDN连接、无缝会话连续性应得到支持等。

成功从LTE移动到NR后，5GS会在PDU会话中向UE指示哪些相应的EPS承载已成功移动到5GS。

S1和N1模式支持

若网络支持N26接口，且终端(UE)也指示支持S1和N1模式，则网络将为UE配置接收与需激活的专用/默认EPS承载及相对应的GS QoS流规则；

具体是在ACTIVATE DEDICATED EPS BEARER CONTEXT REQUEST或ACTIVATE DEFAULT EPS BEARER CONTEXT REQUEST消息的协议配置或扩展协议配置选项IE中；

终端(UE)将存储QoS规则，以便在从S1模式到N1模式的系统间更改时使用。

3PDU无法切换处置

如多PDU会话从LTE切换时其中某些PDU会话无法移动或者5GS不支持，则P-GW+SMF和NG-RAN可拒绝无法作切换或空闲模式下部分PDN连接的转移。

如终端(UE)中有两个用于Internet承载的活动PDU会话，另一个用于IMS承载，在移动期间如MME为不支持会话连续性的Internet PDN选择了P-GW且AMF在EPS到5GS移动期间无法检索相应SMF的地址，则AMF不会将PDN连接移动到5GS；切换(移动)后UE必须在5GS中触发用于Internet PDN的新PDU会话。

4N26模式指示

在4G网络中通过ATTACH REQUEST消息中指示终端(UE)对N1模式支持和MME与5GS的系统间互通，其中MME可将IWK N26位设置如下：

– 如果MME不支持没有N26接口的互通程序，则“interworking without N26 interface not supported”；或

– 如果 MME 在 ATTACH ACCEPT 消息中EPS网络功能支持IE中支持没有N26接口的互通程序，则为“interworking without N26 interface supported”。

4G与5G共存的移动通信网络，中终端(UE)如何知道已建有N26接口？

这就需要网络为其指示并通知其支持和运行方式；其中：

15G网络N26支持

5G(NR)系统中如在UE的"REGISTRATION REQUEST"消息中包含了S1模式支持指示则支持AMF与EPS互通；AMF应将IWK N26指标位设置如下：

a)如果AMF支持N26接口则“interworking without N26 interface not supported”或

b) 如果AMF不支持5GS网络功能支持中的N26接口则“interworking without N26 interface supported”。

2S1运行方式支持

如5GS网络功能支持IE中IWK N26位设置为“interworking without N26 interface not supported”，则UE应在单注册模式下运行，其中：

– 如5GS网络功能支持IE中的IWK N26位设置为“interworking without N26 interface supported”并且如果UE支持双注册模式，则UE可在双注册模式下运行；或

– 如5GS网络功能支持IE中的IWK N26位设置为“interworking without N26 interface supported”并且UE仅支持单注册模式则应在单注册模式下运行。

5GS network feature support information element Interworking without N26 interface indicator (IWK N26) (octet 3, bit 7) This bit indicates whether interworking without N26 interface is supported Bit 7 0 ---> Interworking without N26 interface not supported 1 ---> Interworking without N26 interface supported

也就是终端(UE)可在单注册模式或双注册模式下运行，其功能不受网络控制；对于同时支持5GC和EPC NAS的终端(UE)必须支持单注册模式。

终端单注册

也称为移动终端(UE)单一注册模式，它是终端(UE)只在EPC或5GC中只有一个活动MM状态。

终端(UE)在5GC中只有一个活动MM状态，即RM状态或EPC中的EMM状态并且当连接到5GC或EPC时它处于5GC NAS或EPC NAS模式；在此模式下认为其为5GC和EPC保持单一协调注册，期间：

·当终端(UE)从EPS移动到5GC期间，UE将EPS-GUTI射到5G GUTI和

·当终端(UE)从5GC移动到EPC期间，UE将5G GUTI映射到EPS-GUTI。

在单注册模式下UE只能注册到5GC或EPC，不能同时注册到5GC和EPC。

但当UE从5GC移动到EPC时将保留本机5G-GUTI和安全上下文；以便UE从EPS返回5G时它们会重新使用这些。

终端双注册

UE同时注册到5GC和EPC，在双注册模式下UE使用单独的RRC连接处理5GC和EPC独立注册。UE独立维护5GC的5G-GUTI和EPS的EPS-GUTI。

·此模式下如果5GC先前分配了5G-GUTI，则UE为5G 的注册提供本机5G-GUTI；如果EPC先前分配了5G-GUTI则UE为EPC的 Attach/TAU 提供本机EPSGUTI；

·此模式下UE可以仅注册到5GC、仅注册到EPC或同时注册到5GC和EPC。