5G 互通

测试蜂窝和 Wi-Fi 互通

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3GPP 和非 3GPP 互通

WLAN 的应用日益普及，尤其是在室内环境中，推动 3GPP 等机构开展标准化工作，以增强 WLAN 与蜂窝网络的互通。通过这种集成，使用这两种技术的用户既能够访问 4G (LTE) 和 5G 移动核心网络，同时还能受益于蜂窝网络固有的安全性、隐私性和服务质量 (QoS) 管理功能。

5G 设计阶段的一个关键目标是创建一个接入无关的核心网络，使其能够同时支持 3GPP 和非 3GPP 接入技术。在传统网络中，自 LTE 技术开始就初步引入了互通能力，并在后续版本中不断完善。这样就能支持 Wi-Fi 和 LTE 或 5G 新空口的同时接入。

5G 互通拓展了互通概念，涵盖了更广泛的非 3GPP 接入技术。这一演进促成了接入流量引导、交换和拆分 (ATSSS) 技术的发展，该技术涵盖 WLAN 和 5G 之间的流量引导以及跨多个接入网络的无缝连接交换和高级流量拆分，细粒度比单个协议数据单元 (PDU) 会话更高。这包括协议栈各层的多路径传输概念，例如较低的 ATSSS-LL 层、TCP 层 (MPTCP) 或 UDP 层 (MPQUIC)。

罗德与施瓦茨提供独特的解决方案来测试和验证 5G 互通功能，推进 Wi-Fi 和蜂窝融合接入与移动核心网络的集成。

非 3GPP 互通功能 (N3IWF)

N3IWF 让设备可以通过非 3GPP 标准中的接入技术连接到 5G 核心网络。

5G 核心网络的接入示例包括：

可信非 3GPP 网络：例如在 Wi-Fi 网络中运营商可以定义安全设置；通过可信非 3GPP 接入网络 (TNAN) 接入 5G 核心网络。
不可信非 3GPP 网络：例如在 Wi-Fi 网络中运营商无法控制安全设置；通过非 3GPP 互通功能 (N3IWF) 接入网络。该类别还包括用于关键任务通信 (MCX) 的陆地移动无线电 (LMR) 技术（例如 TETRA 或 P25）和用于电视广播的 DVB-S2X 技术。
有线网络：例如 DSL 或光纤，代表用于实现固定移动融合 (FMC) 的底层技术。

Wi-Fi 的优势在于其非常简单，尤其是在网络接入方面。5G 则非常灵活，尤其是在调度、安全凭证和 QoS 方面。非 3GPP 接入的主要目标是综合 Wi-Fi 与 5G 的优势：

更广泛的服务和应用场景
为带宽密集型应用提供高效的流量分流
实现无缝移动性和 QoS 管理，提升用户体验

在 5G 网络的架构设计中，设备可以通过非 3GPP 互通功能 (N3IWF) 或可信非 3GPP 接入网络 (TNAN) 连接到 5G 核心网络功能。这些功能都支持安全接入。例如，它们可以利用安全的 IP 隧道来传输非接入层控制消息和用户平面数据。此外，还可以通过信令程序管理跨两个接入网络的接入、身份验证和移动性场景，并利用 QoS 流量控制来控制用户平面数据。

接入流量引导、交换和拆分 (ATSSS)

ATSSS 利用多路径连接概念，并提供先进机制来支持高层与低层引导功能和模式，这些功能和模式可用于同时连接 3GPP 和非 3GPP 接入网络。

引导：为新的数据流选择一个接入网络，并通过所选接入网络传输该数据流的流量。
交换：所有正在进行的数据流量从一个接入网络转移到另一个接入网络，以保持数据流的连续性。
拆分：数据流量被拆分到多个接入网络，以便通过接入实现链路聚合或冗余。

通过使用多路径传输控制协议 (MPTCP) 或多路径用户数据报协议 (MPQUIC)，可以在 IP 层之上实现 ATSSS。使用新的 ATSSS 低层流量引导功能，也可以在 IP 层之下实现 ATSSS，从而支持多接入 PDU。关于 ATSSS 控制，可以利用基于运营商定义的 ATSSS 规则（多接入规则 (MAR)）的策略控制功能 (PCF) 以及 UE 侧和网络侧的性能测量功能 (PMF)。

蜂窝和 Wi-Fi 互通测试挑战

要成功实现 3GPP 与非 3GPP 网络互通，关键测试挑战包括：

在信令模式下测试无线接入技术
测试互通和移动性功能
相关音频和视频服务的应用测试
从不同角度测试设备功能，例如功能合规性、体验质量 (QoE) 或功耗
性能测试，例如评估关键性能指标 (KPI)
增强型故障排除，例如详细分析信令流以及用户设备 (UE) 与网络之间的第三层消息交换

所需测试装置需要支持所有的无线接入技术。

用于蜂窝和 Wi-Fi 互通测试的高性能解决方案

数十年来，罗德与施瓦茨一直致力于提供各种用于 Wi-Fi 和蜂窝融合的测试解决方案。例如，我们在 LTE 测试解决方案中提供了成熟完善的 WLAN 流量分流功能。

在一开始，我们的蜂窝和 WLAN 互通测试解决方案是基于 R&S®CMW500 移动无线综测仪。随着 5G 和 Wi-Fi 7 的到来，该解决方案现在由 R&S®CMX500 5G 一体化信令测试仪提供全面支持。

R&S®CMX500 内置衰落模块，并允许用户自定义 IP 损伤配置，例如数据丢失或数据错乱。测试仪提供先进的信令分析仪视图，让用户可以了解信令流详情，并使用过滤器、断点或分层视图等工具深度排查故障。这款一体化测试仪同时支持 WLAN 和 5G，可以执行复杂的协议流程分析和射频测试。它还包含一个数据应用程序，可用于端到端数据应用测试。

该测试装置集成了 N3IWF 功能，可用于测试 Wi-Fi 和 5G 之间的无缝连接转换。为了进行增强型应用和服务质量 (QoS) 分析，可以在 IP 层测量吞吐量。集成式管理系统 (IMS) 服务器支持从 NR 语音 (VoNR) 到 Wi-Fi 语音通话的转换。它还使用 PoLQA 算法进行音频质量分析。