5G移动性管理解决方案分析

赖光何

（中睿通信规划设计有限公司，广东 广州 510630）

0 引 言

5G移动性管理方案就是通过技术切换来保障通信设备在移动过程中通信的连续性和稳定性。和2G/3G/4G移动通信技术相比，5G移动通信技术的移动效率和通信能力相对较高。

1 5G技术的概念分析

2G/3G/4G移动通信技术多采用较为单一的通信网络信道。虽然单一的通信网络可在一定程度上保障通信质量，但是难以满足用户多样化的通信需求。随着通信技术的不断发展，5G通信技术已经成为主流。如图1所示，5G通信技术采用多元化的通信网络，不仅可以满足用户传统制式的网络需求，还可以满足其他类型的网络需求。5G网络技术不会随着用户个体的位置移动发生改变，即无论用户个体的位置如何变化，用户的网络需求都不会被中断。此外，和普通的制式网络上下行传输速度相比，5G通信技术可以自由选择系统切换控制方案，从而有效缩短网络响应时间。

2 5G移动性管理中需要注意的问题

在针对5G技术进行移动性方案管理的过程中，为保障网络业务的正常使用和用户的通信质量，需要注意以下问题[1]。一方面，5G技术的基站还没有做到全国大面积普及，一些用户在使用5G技术的过程中必然会产生一些问题，从而影响用户的使用感受。因此，要按照区域实际情况进行移动性管理，从而保障用户的通信质量。另一方面，移动性管理过程中要做好移动性测量工作。测量工作越细致，后期的技术普及将越便利。

3 5G移动性管理解决方案

3.1 5G移动性测量与报告技术

5G移动性测量过程中，无线信道衰落期较早，不能保证移动测量报告的连续性，影响最终的测量结果，而测量报告的精确性会对无线信道的链路质量产生影响。鉴于此，为增强用户的使用感受，确保通信质量，在实际的移动性测量过程中，一定要进行连续监测。

实际的移动测量要合理控制测量时间。测量时间越短，链路的切换速度和反应时间就越短，进而影响实际的测量效果。一般情况下，5G通信系统支持交换机的速度不得低于500 km/h。如果低于该速度阈值，则会产生切换时间过长等问题。用户在一个信号区域内停留时，如果切换时间过长，则通信系统很难获取相对精确的测量报告，将增加用户上网业务中断频率。为有效减少切换时间，可利用一些大规模天线减少无线信道的衰弱速度。大规模天线技术如图2所示。

图1 5G基站主控软件构成

图2 5G通信中采用的多天线技术

5G技术的测量报告方案中，仅网络切换控制方式必须采用终端上报测量报告。在终端自动控制切换模式的过程中，用户可根据自己的喜好选择合适的测量报告，而终端系统也会通过自动分析用户选择合适的目标小区。这一过程不耗费额外的切换时间，保障用户能够正常使用通信网络业务。

3.2 5G下行同步技术

2G/3G/4G移动通信技术在不同区域内难以同步，只有用户的个体位置发生变化后，终端系统才会接收到网络切换要求，然后再进行下行同步。5G技术不同，该技术使用的信道是多样的，虽然不同区域内接入的网络信号不同，但连接热点的过程仍然可以实现同步。相比传统的移动通信技术，5G下行同步技术省略了不同通信小区内部的下行同步环节，为提高用户的通信质量奠定了基础。

3.3 5G随机接入技术

在5G移动性测量方案中，随机接入技术属于重要的一部分。5G通信接入技术，如图3所示。一般情况下，5G通信接入技术有两种类型：一种是有竞争性的随机接入技术；另一种是无竞争性的随机接入技术[2]。前者主要是指在用户有网络需求而周边无网络资源时，可以通过竞争获取网络传输许可。虽然这类技术会降低网络信道接入的稳定性，但是可以保证用户随时随地使用网络资源。

实际的使用和操作过程中，当用户产生网络使用需求时，5G系统的原始基站会随机为用户保留相应的网络信号接入通道，然后通过“竞争”方式帮助用户进行网络切换。同时，为保障网络终端成功切换，原始基站为用户保留的网络信号接入通道采用非竞争接入方式。这样即便用户接入失败，也会迅速自动跳转到下一个保留的网络信号通道中，从而确保用户切换成功。此外，5G通信技术系统会利用上行同步的方式将目标切换小区的数据发送给终端系统，有效减短网络信号接入的时间，为用户带来良好的上网体验。

图3 5G通信接入技术图

3.4 5G链路失败与重新接入解决方案

使用5G通信系统的过程中，信道质量容易受到各类因素的影响，可能会导致网络切换失败。如果在连接过程中出现如切换失败、链路失败以及无线配置失败等现象，则需要进行链路接入[3]。在进行链路接入的过程中，系统进行承载恢复操作的同时，为确保上行数据不丢失，会二次激活已经传输或正在传输的安全数据。只有完成以上两步骤，才会进行后续的链路重新接入。需要用户注意，如果没有经过以上两步骤直接进行链路重接，终端网络系统会自动跳转至空闲状态，此时需要循环上述链路恢复接入步骤。因为5G通信技术和其他普通的移动通信技术存在本质区别，所以实际使用过程中应采用多种方式降低链路接入失败的概率。

例如，通过改善网络控制切换方式提高接入质量。当5G终端系统收到用户端发送的网络切换要求时，在不考虑其他因素干扰的情况下，只要目标小区可以正常接入，则表示链路接入成功。但是，因为5G移动通信技术有非竞争态和竞争态两种接入方式，所以网络切换过程中一旦出现链路质量下降现象，必须调整和优化数据的传输编码方式。此外，可以通过优化终端切换方式降低链路接入失败概率。虽然不能选择网络切换控制方式，但是可以自由选择终端系统的自动切换控制方式。鉴于此，用户可以先向目标网络小区发送切换命令，然后利用获取的接入许可完成终端系统的切换。需要注意，在实际切换过程中，目标接入小区可以根据实际的网络信道情况选择是否接收用户的系统切换需求。因此，为有效缩短命令接纳时间并降低链路接入失败概率，一定要合理选择目标接入小区的接纳控制方案，以此提高链路质量和链路稳定性。鉴于影响无线通信环境的因素繁多，不能完全保障链路接入效果，所以当链路接入失败后，终端系统一定要敏锐地捕捉到链路接入失败的原因，并在最短的时间内重新进行链路连接。同时，为有效降低因链路接入失败对用户产生的影响，缩短延迟时间，相关技术部门一定要做好链路备份工作。这样即便发生链路接入失败，也可以迅速转移上下行信道的目标小区。

4 结 论

综合来看，针对5G通信技术进行移动性管理的过程，为提高用户的通信质量和通信体验，一定要采取多种有效措施降低切换延迟时间，可借助移动性测量数据报告和链路重新接入方案等，有效减少终端系统网络切换时间。