Kommunikationsmesstechnik
Geräteprüfung bei 5G Network Slicing
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Testanforderungen für 5G Network-Slicing in Endgeräten
Ein wichtiger Grundsatz bei der Prüfung eines Geräts ist die Überprüfung der „Interoperabilität“ zwischen Geräten und Netzen. Dies soll sicherstellen, dass der Benutzer beim Wechsel zwischen verschiedenen Netzen das erwartete Maß an Funktionalität und Benutzererfahrung hat und sich nicht darum kümmern muss, welches Netz er benutzt und wie dieses Netz konfiguriert ist. Zudem soll dies gewährleisten, dass ein Netz nicht beeinträchtigt wird, wenn Geräte im Netz betrieben werden, und dass das Netz stabil funktioniert, unabhängig davon, welche Geräte mit dem Netz verbunden sind.
Die wichtigsten Prüfanforderungen gliedern sich in zwei Kategorien: „Normkonformität“ für den Austausch von Meldungen (d. h. NSSAI- und URSP-Konfigurationsinformationen) zwischen einem Netz und dem Gerät und „UE-Implementierung“ für das Verhalten des Geräts bei der Verwendung der URSP zur Auswahl und Anforderung bestimmter Slice-Konfigurationen. Die „Normkonformität“ ist normalerweise in den 3GPP-RAN5-Prüfanforderungen und -Verfahren enthalten und wird durch Prüfverfahren wie das Global Certification Forum (GCF) unterstützt. Die „UE-Implementierung“ ist in der Regel ein betreiber- oder gerätspezifischer Prüfplan. Bei dieser „UE-Implementierung“ sollte man prüfen, wie die Anwendung/das Gerät die Konfigurationsinformationen verwendet und welche Faktoren das Gerät veranlassen, den verwendeten Netzabschnitt und das Routing anzufordern/zu ändern. Diese Aspekte werden als „UE-implementierungsspezifisch“ bezeichnet; für sie gibt es kein standardisiertes Verhalten oder Prüfverfahren.
Eine Prüfung auf End-to-End-Ebene erfordert die Einbeziehung von Funktionen der Anwendungsschicht auf Gerät-Seite, da die Verfahren der Slice-Auswahl und des Traffic Routing anwendungsbezogene Auswahlkriterien und Zuordnungen verwenden, die im Gerät konfiguriert werden. Diese für das Anwendungslayer und das Gerät spezifischen Funktionen erfordern zusätzliche Testschnittstellen und Test-/Verifizierungsverfahren zur Unterstützung der Implementierung und der Interoperabilität/Konsistenz von Network-Slicing für Smartphones.
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Testbereiche für Network-Slicing
Der Austausch von NSSAI-Informationen zwischen Netz und Endgerät (Lesen, Autorisieren und Aktualisieren verfügbarer Slices) ist Bestandteil der 3GPP-Konformitätstests in TS38.523-1. Diese Tests verifizieren die Übertragung der nötigen Informationen über die Funkschnittstelle.
Prioritätsregeln für netzinformierte und Endgerät-konfigurierte (einschließlich etwaiger Standard-) Slice-Präferenzen und -Optionen sind in 3GPP TS23.501 Abschnitt 5.15.4 enthalten. Um sicherzustellen, dass alle von Dritten bereitgestellten Konfigurationen gegenüber den vom Netz bereitgestellten Konfigurationen korrekt behandelt werden, muss man diese validieren. Dies ist ein Endgerät-implementierungsspezifischer Bereich und liegt außerhalb des derzeitigen 3GPP-Konformitätstestbereichs. Der Text in 3GPP TS23.501 Abschnitt 5.15.5 enthält detaillierte Informationen zur Handhabung von NSSAI. Dies umfasst die Implementierung von NSSAI-Regeln, Verfahren zur Registrierung und Änderung der NSSAI-Listen im Endgerät und Verfahren zum Aufbau einer PDU-Sitzung unter Verwendung dieser Listen.
URSP-Testbereiche
Die USIM-basierte Aktualisierung von Routing-Indikator-Daten über NAS-Nachrichten (Non Access Stratum) und das Öffnen eines neuen Funkträgers nach Erhalt einer URSP-Richtlinienaktualisierung vom Netz sind von 3GPP in TS31.124 behandelt. Damit wird die Übertragung der erforderlichen Informationen über die Funkschnittstellen-Signalisierung an das USIM für alle im USIM gespeicherten/konfigurierten URSP-Regeln überprüft.
3GPP TS23.503 Abschnitt 6.6.2.3 beschreibt das Endgerät-Verfahren für die Zuordnung von Anwendungen zu PDU-Sitzungen auf Basis von URSP-Informationen. Das Verhalten des Endgerät bei der Umsetzung dieser Verfahren ist der „UE-implementierungsspezifische“ Testbereich. Die Zuordnung von Anwendungen zu URSP-Regeln und der Auswahlprozess für verschiedene URSP-Regeln ist UE-implementierungsspezifisch und liegt außerhalb des derzeitigen Bereichs der 3GPP-Konformitätstests. Wenn Betreiber spezifische URSP-Regeln mit den benötigten Parametern/Einstellungen bereitstellen, sollte man die Zuordnung im Endgerät auf Konsistenz bei der Auswahl und Priorisierung von Regeln und der Zuordnung zu PDU-Sitzungstypen überprüfen. Das Endgerät kann auch ‚lokale Konfigurationen‘ enthalten, die für die Auswahl eines bestimmten PDU-Sitzungstyps für eine bestimmte Anwendung dienen (im Endgerät oder in der USIM gespeichert). Werden die gleichen Regeln für verschiedene Endgeräte bereitgestellt, sollte man die Interpretation und Reaktion auf diese Regeln durch jedes Endgerät auf Konsistenz und korrektes erwartetes Verhalten überprüfen. Beim Roaming kann es Unterschiede in den Regeln geben, die vom Home-PLMN und vom Visited-PLMN bereitgestellt werden; die korrekte Prioritätsbehandlung dieser Regeln sind zu überprüfen.
3GPP TS24.562 beschreibt die Endgerät Policies für URSP. Abschnitt 4.2 befasst sich mit dem Prozess der Behandlung von URSP, und Abschnitt 5 behandelt die Einzelheiten der Kodierung der URSP-Regeln. URSP-Regeln können in der USIM und/oder im Endgerät vorkonfiguriert sein und vom Netzbetreiber (von der PCF, Policy Control Function) unter Verwendung des NAS-Messaging „UE Policy Delivery Service“ bereitgestellt werden. Unter Umständen muss man die korrekte Bereitstellung und Interoperabilität (Äquivalenz) der Regeln überprüfen, um ein konsistentes/vorhersehbares Auswahlverhalten der Endgeräte beim Betrieb in verschiedenen Netzen (z. B. Roaming-Szenarien) zu gewährleisten.
Für die Auslösung der URSP-Regelauswahl gibt es keine standardisierte Methode, diese wird von der Anwendungsschicht gesteuert und ist von der UE-Implementierung abhängig. Zum Testen ist das Endgerät mit einer geeigneten Testmethode (z. B. Fernbefehl) oder einer geeigneten Testanwendung zu versehen, die die erforderlichen Auswahlverfahren auslösen kann. Der Vorgang der Anpassung der UE-Anwendung (PDU-Sitzung) an die URSP und die Anforderung geeigneter Netzwerk-Slices ist weiter oben in diesem Dokument beschrieben, und es wird darin auf verschiedene Optionen verwiesen. Jede der verschiedenen Methoden erfordert eine Kombination aus NSSAI und URSP-Bereitstellung, an die sich die anwendungsspezifische Auswahl von Regeln/Profilen anschließt, die wiederum eine Betriebssystem-spezifische Implementierung darstellen. Zur Verifizierung der korrekten Funktionsweise sind eine Kombination aus NSSAI- und URSP-Tests sowie die Auswahlverfahren des Betriebssystems erforderlich. Für die Auslösung der erforderlichen Auswahl spezifischer Profile sind entweder eine „Testanwendung“ oder spezifische Testschnittstellen im Betriebssystem erforderlich, damit eine spezifische Auswahl im Endgerät möglich wird.
Testbett für Netzwerk-Slicing
Der Anritsu MT8000A Radio Communication Tester eignet sich zum Aufbau einer Testumgebung für Network-Slicing und URSP. Mit dieser Plattform lässt sich die Netzwerksignalisierung einschließlich S-NSSAI und URSP präzise und kontrolliert konfigurieren, so dass man spezifische Testfälle und Konfigurationen validieren kann. Ebenso lässt sich der MT8000A direkt mit externen Multi-Access Edge Compute (MEC)-Servern verbinden, um Benutzerdaten mit unterschiedlichen Routings bereitzustellen. Die gleiche MT8000A-Plattform kommt auch im ME7834NR Protocol Conformance Test System zum Einsatz und ermöglicht damit die Validierung von 3GPP Conformance Test Spezifikationen.
Zusammenfassung
Network-Slicing eröffnet 5G-Geräten neue Möglichkeiten und kann unterschiedlichen Anwendungen eine differenzierte Dienstqualität bieten. Dies erfordert einen neuen Ansatz für die Prüfung der Anwendungs- und Dienstschicht-Aspekte von 5G-Geräten. Vor allem gibt es eine neue Art der Interaktion zwischen den 3GPP-Protokoll-/Modemschichten und den Betriebssystem-/Anwendungsschichten. Diese erfordern neue Testmethoden und -Verfahren, mit denen man sowohl die Leistung des Geräts und der Anwendung als auch die Interoperabilität und Roaming-/Mobilitätsszenarien überprüfen kann. Da Network-Slicing dafür ausgelegt ist, dem Nutzer einen differenzierten Dienst anzubieten, wird die Überprüfung der Nutzererfahrung zu einem kritischen Aspekt der Einführung von Network-Slicing.
- Geräteprüfung bei 5G Network Slicing
- Testanforderungen für 5G Network-Slicing in Endgeräten
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