移动网4G和5G互操作流程研究与实践

移动网 4G和 5G互操作流程研究与实践

李志芳  张志军 姜利

中国联合网络通信有限公司东营市分公司 邮编： 257000

摘要：通过对本论文的研究可以从四方面来概括，第一就是空闲态4G跨系统运行时主要存在以下问题，首先是由于网速低导致网络带宽变小；其次是上网费用过高；最后是因为接口过多引起数据流量变化和用户使用习惯改变等原因造成空耗率增加。第二是新技术的应用降低了移动通信业务流程管理效率，也降低了运营成本，同时也会带来很多不利影响比如减少了对原有硬件设备的利用率，使现有资源闲置浪费。由大数据分析可知从用户的角度出发，移动网中5G是其功率最大、电压波动最陡以及频率最高的区域。首先要保证在低频段才能满足需求；其次是流量问题，要充分利用大流量优势，因为由于流量的波动会影响到系统性能和数据传输质量等方面；最后需要考虑是否能够实现资源共享和提高网络效率等问题，并提出解决方法与途径以达到最优效果，此外还需注意的是由于4G系统具有较高的带宽特性，在不同通道中用户所需功率大小不一样，从通信设备、网络稳定性以及抗干扰能力考虑如何提高移动端信号处理速度和可靠性，还有信号强度问题也包括信道衰减等相关因素对多路无线接入网造成影响及安全隐患，从而导致了多通道业务运行不稳定甚至瘫痪现象发生。

关键词：移动网；操作流程；研究实践

一、引言

由于4G网络自身的特点其运行环境复杂，在进行通信过程中出现故障、老化等情况是无法避免，而且用户数量多且分散时又难以有效维护，同时对于设备本身而言也会因为质量问题造成一定损失和影响，还随着移动网技术的发展以及4G无线射频终端功能日益强大化与多样化发展趋势下所带来通信资源不足、网络带宽受限及使用成本过高等因素，导致其无法满足高速运行需求，进而影响到整个宽带市场环境建设。在实际操作过程中，由于部分用户存在对接入网进行“一刀切”导致出现了频发的故障。例如：当频率大于100MHz，网络运行速度低于500M，如果超过的话就会引起高频振荡；当达到30000kW时就会造成低频段震荡，或者是在长时间内无法恢复到原来工作状态下的频率为50赫兹至200赫兹之间，都将影响正常通信系统和其他设备^[1]。除此之外还有用户对网卡存在一些错误操作，导致客户使用过程产生误差，影响通话质量。

二、 终端注册模式

（一） 终端注册模式

4G终端注册模式是基于移动通信网的基础上，把用户接入到网络中，在这个过程当中需要考虑多种因素。首先要确定一个标准和原则；其次就是对接入技术进行选择，即使对于目前使用较多的宽带而言）还是比较好用，而对于那些价格昂贵且性能较差或者功能单一型客户而言则应该选用成本更低更便捷地去上网方式来解决，因为这是一种较为简便化、容易操作但不需要复杂程序和步骤。注册时用户将终端上的网点进行激活，并在该端口设置键入功能，手机终端上的接入信息通过客户端向移动运营商申请。如果需要撤销的话则可以取消，若是新建系统就必须要有新设备进入后才能使用，否则继续采用原有技术或者更换已有网络来满足需求即可恢复初始状态。除此之外移动网运营商提供接入服务，在这个模式中终端的注册和设置是为了满足不同用户需求，实现多样化。例如：手机的基本功能包括了打电话、发短信等。注册及使用过程管理通过此方式可以对新开通业务进行控制与操作，同时也能够为客户提供一个良好的上网环境并有效过滤掉不文明行为以及不良信息，此外还能保证网络安全防止黑客入侵和木马病毒感染导致数据丢失或被非法利用等情况发生^[2]。

2. 终端单注册模式

终端单注册就是在一键入户，用户只需要填写手机号，就可以打开网络登录客户端进行下一步操作，这种方式是一种简单易行且成本低的方法，但是由于移动网卡和手机上部不相连或者存在很多硬件接口等问题会导致数据传输失败或丢失信息，此外因为没有任何软件支持直接使用该端口的信息传递到服务器端去获取终端地址、密码以及其他相关资料。在传统的终端网中用户需要注册手机号码才能打开网络，而4G移动网接入技术与智能手机结合后就可以实现这一功能。首先是通过网络流量分析来判断是否为其接入点；然后再根据流量大小确定合适的切换频率和模式、时间等参数设置方式及操作策略等等；最后将数据传输到服务器上进行存储并计算处理用户所需资源配置，完成终端设备的注册工作之后便可在该客户端软件中运行并且能够实时地监控移动网中所有网络。目前中国移动在二、三级市场都有自己的终端，用户可以通过手机号和短信注册，也可直接使用自有网卡进行缴费。但是由于其自身技术水平有限以及管理存在漏洞等原因，因此这种模式主要适用于非流量服务类产品上，开始采用的是在移动设备端增加一个客户端的方式来实现终端单号和开户，然后再通过短信平台向用户发送开户通知^[3]。对于一些大型企业或个人来说是很有意义和价值的一种方式来完成客户管理业务流程操作模式，而对于小型公司及家庭运营商而言则会比较繁琐复杂、成本高且效率低等问题，所以在实际使用中采用“一键开户”的形式进行终端注册。在这个模式中客户可以通过手机号和注册的电子邮箱进行登录，然后再下载相应的软件，其中只需要用户输入自己所需信息就行。

 （三）终端双注册模式

终端双注册模式是一种基于移动运营商的新型网络营销手段，它将传统意义上的客户和公司紧密联系在一起，实现了用户与客户端之间双向交流。在移动网运营商的业务办理中终端是用户使用频率最高、最关键和最为重要的部分，而随着4G网络技术发展速度越来越快，手机流量也会逐渐增加，这样就需要将终端与互联网结合起来进行操作从而实现“大数据”应用到客户端界面上，就是所谓“双注册模式”。这一功能可以解决很多方面问题和缺陷性因素，比如说在移动网运营商推出的新业务时如果客户想要更换一个产品或者服务的话都要经过多道工序才能完成全部流程。由于用户终端在使用时需要进行注册才能成为接入网卡，考虑到手机的功能是根据运营商提供的服务来设计，所以在建设过程中要充分考虑到客户需求和市场情况等因素，另外由于移动网络用户数量庞大且分布范围广以及通信技术要求高导致了其对设备运行速度有一定限制作用，因此为了保证系统安全稳定地正常使用及维护需要采用双注册模式，即只需接入网卡就能获取相应信息内容即可进行终端操作^[4]。首先终端用户可以通过移动网卡获取到自己的手机信息，然后在使用终端操作时只需注册成为PC端用户，而当出现一个新的号码或者手机号被其他人拿走后就会自动消失掉了；其次是没有任何接入方式和连接形式进行交换数据流转过程中产生大量数据缓存并将其丢弃为零等等情况下，这些都是由网络运营商直接提供服务给客户造成的资源浪费，在这种背景下“双注册模式”被广泛运用。

三、4G和5G互操作组网

4G网络互操作组网是指以3G、4G及5G为核心，将多种接入点连接起来实现多路切换技术。 在进行跨区传输时需要采用“全光””的方式，因为不同地区的地理条件和气候情况有所不同以及各县市之间通信量差异性较大等原因都会影响数据交换速率，并且由于光缆线路长度较长且不稳定容易受到干扰从而导致无法正常运行造成故障甚至崩溃，所以要保证互操作网能够安全可靠地工作。目前4G在市场上的应用层出不穷，但由于其自身特点使得3G和4G网络之间存在较大差异，这就需要对互操作组网进行优化改造。为了解决接入频率低且具有一定延迟性和系统结构复杂导致误入用户或死机等这些问题可以在原有基础上增加新的接口来提高效率降低成本并且减少误用率和故障发生概率。通过建立一个新型的通信业务管理体系，实现对基站和用户之间进行统一化接入控制，其基本原则是在原有基础上增加新技术应用。首先要根据不同类型客户需求来组建多通道数据交换传输网络；其次还要考虑是否能够满足移动终端的各种要求以及如何将多种功能整合到一起；最后还需要考虑能否与现有通信业务管理体系融合^[5]。同时4G网络是一个异构的网在接入点上可以进行三个用户之间同时访问，其原理是基站通过基站将信息传输到各个电信运营商终端，然后各移动通信系统间需要互联交换数据和信号等各种类型的业务，采用DDS技术提供各类数字化设备接口服务或应用端口、数字解码器、模拟屏驱动接口及控制功能实现网络连接与接入器与路由器交互。在三网中接入点一般都会设置有三个或以上的通信网络，这些移动终端与主干网、从属渠道之间形成了互相联系。首先要确定一个合适的互操作组数，根据需要进行选择和配置；其次对于单台接入而言两个及多个4G交换机可以同时使用三种不同类型功能或者是多台设备接入；最后对双模联网来说必须保证网络有足够大的频率稳定度来支撑整个网，并且能够保持信号的稳定性和完整性。

四、4G和5G互操作场景GUAMI规划

4G在网络部署上采用了“三统一”的方式，即一体化、同步化、共享化。一体化物流体系即四元城市与周边区县建立起互联机制，比如五力集团和京能公司为它们提供专业支持服务平台及技术支撑等方面的合作。信息共享体系建设开展网络管理信息系统集成研究，实现了业务流程统一控制，提高效率和效益、降低成本的目标。网络的融合是一个复杂的系统工程需要大量技术人才，在这个过程中要对新用户进行识别^[6]。首先确定了新接入点，在此基础上制定出相应策略方案并形成一套完整流程框架；其次根据已有业务需求将其转化为各种场景类型，比如应用型业务（如电信、燃气及有线电视等）、数据流量计和网络服务系统集成商和增值性增值服务产品；再者在进行互操作时需要先确定好接入点与线路、接入终端以及用户，根据相关理论知识对网络拓扑分析后再逐步向着基站迁移；最后接着通过建立场景模型来研究如何将多种功能融合在一起从而形成新层次上实现多频化应用服务系统和4GM-V通信体系之间的兼容问题，最终完成4G移动网管理业务的互操作模式设计。在进行互操作性规划时需要考虑用户体验问题，首先要确定接入点及相关参数；其次根据流量需求对站点资源进行分配并建立相应指标体系以保证接入过程中数据交换可靠稳定且无故障率；最后根据网络拓扑结构和系统性能要求确立4G网与5G、6G的转换关系以及转化系数，从而制定符合实际情况下运行策略。4G在运行过程中必须要保证网速，并且确保能够满足用户的需求，所以需要制定相应的策略来实现。首先是在进行接入前需确定好网速和流量；其次就是对所获取到信息内容进行筛选处理后再做传输协议设计工作；最后就是传输线路规划工作以及互操作场景选择等问题都应该有一个明确方案并付诸实施才能达到理想效果，确保通信网络的可靠性，并且保证数据交换过程能够顺利完成。

五、基于N26接口的跨系统移动

（一）连接态5G跨系统移动到4G的流程

首先在进行跨网连接的时候，我们将对整个接地网络中所包含的所有信息都要仔细筛选并选择出一个最重要且有效可靠连接方式；然后再通过数据采集、分析处理等一系列工作后才能确定；最后通过传输设备获取到终端上端的信号之后才可开始下一步操作。连接态5G跨系统的移动终端，并通过在本地安装和交换机将其与网卡链条中的数据信息进行关联，从而实现对接入点到用户端的映射。首先要把接收到传输指令后（即从网络中间向主站传输）所需传递路径发送给各个子流转单元；然后再根据每个子流转状态和所需要发送消息内容来调整终端连接位置的变化以达到目的，在移动客户端上输入一个新的连接码。从两个不同的角度考虑，将其分为两种类型，一种是主跨移动终端即是副跨移动终端和全网型手机接入网络；另一种则为主链路的多链路多端交换机与其他线路之间进行传输时采用的是侧向信道传递方式即通过中间层或者路由器来完成信息传送过程所需要用得到的通信技术措施，从而实现整个连接态中所有设备都能在同一时间内顺利运行。

（二）连接态4G跨系统移动到5G的流程

连接态4G的跨系统移动到5G时需首先打开接入点，然后再重新设置一个控制点，将新加入的4号数据传输出去，由于在切换过程中需要改变原有网段与线路之间关系。连接态4G网络后再对其进行连通性验证，当确认了接头之后便可直接更换交换机或者路由器来实现交换机和路由器的功能配置，并确保接入到5G时信号正常显示且稳定可靠，同时要注意的是

路由器交换机网段线路。在这过程中需要注意以下几点：第一是要保证交换机和用户电源的正常运行；第二是确保交换机与用户之间通信线路不间断通畅；第三就是保证传输数据链路无短滞情况下的断电状况及故障率等指标符合标准要求后才可继续操作并达到接地目的，否则会影响到整个网络安全稳定可靠、高效性以及可靠性。在传统的移动网中当出现故障时，只能将其进行更换，这种方法会造成资源浪费，另外由于传统传输方式存在着信道损耗。因此为了解决这一问题我们采用了扩频技术来提高带宽和消除跳链等一系列措施从而达到改善网络性能的目的；同时还可以通过增加终端设备以实现数据共享功能来降低通信系统成本并改善信号质量的稳定性。在连接网络时要将整个接通线上所包含的所有信息，包括各个传感器、基站和交换机等；然后把这些数据进行收集并处理之后需要传输到用户终端当中去。

（三）空闲态5G跨系统移动到4G的流程

4G手机的运行模式，空余状态在正常情况下当移动终端切换到2G时需要考虑此时的4S关断问题，如果是出于2G或3G之间交换信息等原因出现了故障则需重新启动新技术或者更换网络进行传输，若是用于接入至5M网中而暂时停止工作的移动设备则需在5个小时内就可以使用该移频信号。通过分析总结出了空闲状态的形成原因，并提出了相应解决方案。首先进行数据准备工作，将采集到的信息和传输至手机终端后再由移动设备向用户发送短信通知以及进行处理与报警等操作，在用户接通4G之后可利用3G、WT技术实现对无线网络资源配置功能完成无线接入网卡及接入器信号控制功能，通过空闲状态下的通信流量获取并计算出所需功率，然后使用蓝牙或拨号系统将数据传输至手机终端。在移动网的4G网络中空闲态5G技术是一项非常重要，对整个通信系统具有举足轻重作用，而对于数据流量来说的话。因为它可以实现流量上下游之间的切换和交换功能，而且还能将用户使用到的资源进行分配给各个区域以满足不同需求点，同时也能够通过此方法来提高传输时延、减少带宽等方面问题从而降低成本等一系列优势，所以说空闲态5G技术是十分重要且有意义发展前景非常大。

六、总结

对于个人用户使用4G网卡进行网络数据传输的行为，需要注意以下几点，首先在确认身份之前要对其身份证件、手机号等信息进行验证，如果是本人使用了移动网卡后，则需先与对方核实相关资料并签到，若未填写或拒绝填写前不允许他人再次开户操作；其次对于用4G接入方式进行网络传输的用户而言，需要提供相应的身份证件和手机号码以及绑定银行账户。在整个过程中网卡收银员身份认证包括使用身份证号码、手机号和用户名，在用身份证号码进行注册时需要输入的唯一性信息，还需填写个人基本资料（如家庭状况和收入情况）才能成功办理相关业务或完成开户手续。如果网卡持牌照人没有及时将账户转账到网卡上，就无法顺利实现充值功能并使用手机号直接支付，所以必须保证其身份合法性才可以进行充值。

参考文献：

[1]任驰  .4G与5G融合组网及互操作技术研究[J].移动通信,2018

[2]任驰；.4G与5G融合组网及互操作技术研究[J].移动通信，2018:94-97+103.

[3]祝文会.运用移动互联网优化就医流程的实践研究[J].中国科技纵横,2016:16.

[4]左秀然,孙淼,杨国良.运用移动互联网优化就医流程的实践研究[J].中国数字医学,2015:43-45+69.

[5]陈文博.移动互联网思维与4G网络建设策略研究[J].信息记录材料,2018

[6]粟栗，邵京，杜海涛.移动通信网2G/3G/4G互操作风险分析与防护方案[J].信息网络安全，2017