1 引言

5G NR支持NSA（Non-Standalone，非獨(dú)立組網(wǎng)）和SA（Standalone，獨(dú)立組網(wǎng)）兩種組網(wǎng)模式，不同組網(wǎng)模式所支持的業(yè)務(wù)能力不同。其中，NSA主要是通過(guò)利用現(xiàn)有的LTE網(wǎng)絡(luò)，改造、升級(jí)和增加NR設(shè)備，使得網(wǎng)絡(luò)速率增強(qiáng)。SA則是新建一張NR網(wǎng)絡(luò)，包括全新的基站、回程鏈路、核心網(wǎng)。

一方面，由于SA的標(biāo)準(zhǔn)比NSA標(biāo)準(zhǔn)晚一年凍結(jié)，在NR建設(shè)起步時(shí)期，SA的標(biāo)準(zhǔn)、終端、產(chǎn)業(yè)鏈等各方面的條件尚未成熟，鋪開(kāi)建設(shè)難度大；另一方面，NSA組網(wǎng)模式有助于保護(hù)現(xiàn)有龐大的LTE網(wǎng)絡(luò)投資，節(jié)省NR建網(wǎng)開(kāi)支，同時(shí)享受NR體驗(yàn)，營(yíng)造網(wǎng)絡(luò)先發(fā)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。因此，運(yùn)營(yíng)商普遍選擇在熱點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行NSA建設(shè)，同步進(jìn)行少量SA組網(wǎng)實(shí)驗(yàn)。如今，在SA標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)凍結(jié)、產(chǎn)業(yè)鏈的快速發(fā)展以及政策的推動(dòng)等有利條件下，國(guó)內(nèi)各大運(yùn)營(yíng)商紛紛宣布SA為目標(biāo)架構(gòu)。伴隨而來(lái)的問(wèn)題是，如何從現(xiàn)有的NSA組網(wǎng)架構(gòu)向SA組網(wǎng)架構(gòu)平滑演進(jìn)。

2 5G NR網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)路徑

基于當(dāng)前5G NR網(wǎng)絡(luò)起步期，運(yùn)營(yíng)商采用以EPC+為核心網(wǎng)的NSA網(wǎng)絡(luò)的前提，業(yè)界推薦的網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)路徑有二，分別是直接建設(shè)SA網(wǎng)絡(luò)，以及從NSA/SA雙模組網(wǎng)最終過(guò)渡到SA網(wǎng)絡(luò)。

2.1 演進(jìn)路徑一（option 3x/option2-> option2）

路徑一如圖1所示，即以現(xiàn)有的NSA網(wǎng)絡(luò)（option 3x）、少量SA試驗(yàn)網(wǎng)（option2）作為起點(diǎn)。

第一步：在SA投產(chǎn)前，控制NSA網(wǎng)絡(luò)規(guī)模；

第二步：停止NSA建設(shè)，保留NSA規(guī)模；SA批量投產(chǎn)，到整張SA網(wǎng)絡(luò)成熟；

第三步：將原有的NSA網(wǎng)絡(luò)升級(jí)成SA網(wǎng)絡(luò)；

第四步：將LTE清頻，將其資源轉(zhuǎn)移到NR網(wǎng)絡(luò)，最終實(shí)現(xiàn)全SA網(wǎng)絡(luò)。

圖1 演進(jìn)路徑一

2.2 演進(jìn)路徑二（option 3x/option2-> option 3x+option2-> option2）

路徑二如圖2所示，同樣是以現(xiàn)有的NSA網(wǎng)絡(luò)（option 3x）、少量SA試驗(yàn)網(wǎng)（option2）作為起點(diǎn)。

第一步：將現(xiàn)有的NSA網(wǎng)絡(luò)升級(jí)成NSA/SA雙模網(wǎng)絡(luò)；同時(shí)鋪開(kāi)建設(shè)NSA/SA雙模網(wǎng)絡(luò)；

第二步：將LTE清頻，NSA網(wǎng)絡(luò)資源將其資源轉(zhuǎn)移到SA網(wǎng)絡(luò)，最終實(shí)現(xiàn)全SA網(wǎng)絡(luò)。

圖2 演進(jìn)路徑二

在NSA/SA雙模網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中，NSA網(wǎng)絡(luò)側(cè)由升級(jí)后的EPC+（LTE核心網(wǎng)）、LTE eNB（LTE基站）組成；SA網(wǎng)絡(luò)側(cè)由NGC（NR核心網(wǎng)）、gNB（NR基站）組成。兩側(cè)核心網(wǎng)均可通過(guò)各自的基站下發(fā)控制信令，用戶(hù)面數(shù)據(jù)可以通過(guò)各自的基站進(jìn)行承載分離。另外，gNB的用戶(hù)面也可以直接與EPC連接。

3 演進(jìn)路徑價(jià)值差異分析

單就技術(shù)理論設(shè)計(jì)而言，SA無(wú)疑是最佳的組網(wǎng)模式。但現(xiàn)實(shí)是，運(yùn)營(yíng)商需兼顧LTE網(wǎng)絡(luò)投資效益、用戶(hù)群體遷移、業(yè)務(wù)需求和體驗(yàn)、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)優(yōu)化等多重因素。因此，其5G NR網(wǎng)絡(luò)從NSA向SA的演進(jìn)也就存在著不同的選項(xiàng)和價(jià)值考量。以下就前述兩條演進(jìn)路徑，從終端支持程度、用戶(hù)體驗(yàn)、組網(wǎng)規(guī)劃以及維護(hù)優(yōu)化等維度分析其各自的價(jià)值差異。

3.1 終端支持程度

NR終端制式有三種，即NSA單模、SA單模和NSA/SA雙模。由于NSA單模入網(wǎng)受限，NSA終端將不作評(píng)估。SA單模和NSA/SA雙模的主要差異是，NSA/SA雙模基帶芯片需要兼容兩種不同的制式、功能要求高，軟件上比SA單模復(fù)雜，若再考慮未來(lái)毫米波頻段的接入，難度會(huì)再次疊加，造成雙模的軟件成本比較高；此外，在射頻前端，SA實(shí)現(xiàn)雙流需要配置兩套5G NR頻點(diǎn)的射頻前端，NSA/SA兩側(cè)網(wǎng)絡(luò)各需配置一套5G NR頻點(diǎn)的射頻前端。因此，要求終端廠商研發(fā)NSA/SA雙模終端相對(duì)于SA單模終端，可能涉及更高的終端補(bǔ)貼。

結(jié)合演進(jìn)路徑考慮，路徑一由于存在小規(guī)模的NSA網(wǎng)絡(luò)，為保證用戶(hù)的NR連續(xù)性體驗(yàn)，仍然要求使用NSA/SA雙模終端。路徑二無(wú)疑有同樣的終端支持需求。因此，在終端支持程度方面，二者對(duì)終端的需求可以近似視為相同。

3.2 用戶(hù)體驗(yàn)

3.2.1 語(yǔ)音業(yè)務(wù)

SA語(yǔ)音業(yè)務(wù)未來(lái)主要依賴(lài)VoNR提供優(yōu)質(zhì)的語(yǔ)音業(yè)務(wù)。但在建網(wǎng)初期，SA未能實(shí)現(xiàn)連續(xù)覆蓋時(shí)，如采用路徑一，用戶(hù)發(fā)起語(yǔ)音業(yè)務(wù)時(shí)，需要回落到4G承載語(yǔ)音業(yè)務(wù)，這個(gè)回落再發(fā)起的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生較長(zhǎng)的等待時(shí)延。如采用路徑二，用戶(hù)能夠直接在NSA網(wǎng)絡(luò)通過(guò)IMS發(fā)起VoLTE業(yè)務(wù)，不存在回落的過(guò)程，等待時(shí)延相對(duì)較短。因此，在中短期內(nèi)，就語(yǔ)音業(yè)務(wù)體驗(yàn)而言，路徑二優(yōu)于路徑一。

3.2.2 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)

在數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)方面，兩種路徑各有優(yōu)劣。

路徑一支持上行終端雙發(fā)和雙流SU-BF，會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的上行增益。

路徑二的終端由于采用雙連接的形式需要同時(shí)發(fā)送4G和5G的信號(hào)，因此只能實(shí)現(xiàn)單發(fā)，導(dǎo)致上行覆蓋受損；但雙連接同時(shí)也增強(qiáng)了NR和LTE的協(xié)同能力，能夠提升網(wǎng)絡(luò)下行峰值。

3.2.3 漫游業(yè)務(wù)

在路徑一的SA架構(gòu)下，如果當(dāng)前用戶(hù)僅簽約了NSA網(wǎng)絡(luò)，則用戶(hù)只能在局限的NSA區(qū)域使用網(wǎng)絡(luò)，一旦移動(dòng)至SA單模覆蓋范圍內(nèi)，就只能回落到LTE，NR體驗(yàn)的連續(xù)性無(wú)法保障。路徑二下的雙模網(wǎng)絡(luò)對(duì)用戶(hù)的友好度相對(duì)更高，即使是NSA單模網(wǎng)絡(luò)的簽約用戶(hù)也可以在全域范圍內(nèi)連續(xù)體驗(yàn)NR網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。

3.3 組網(wǎng)規(guī)劃

3.3.1 覆蓋規(guī)劃

在路徑一下，優(yōu)先利舊LTE站址進(jìn)行NR的1:1建站的策略仍然有效，但由于NR工作頻段相對(duì)更高，其覆蓋范圍相對(duì)LTE可能略有收縮，LTE與NR共址容易導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)覆蓋盲點(diǎn)，需要后續(xù)新增立項(xiàng)進(jìn)行補(bǔ)充覆蓋。路徑二則完全可以規(guī)避上述問(wèn)題的出現(xiàn)。由于采用雙模組網(wǎng)，NSA側(cè)的覆蓋能力與LTE網(wǎng)絡(luò)相近，在NSA錨點(diǎn)選擇合理的前提下，可有效保證網(wǎng)絡(luò)的連續(xù)覆蓋。

3.3.2 鄰區(qū)配置

對(duì)于路徑一，其鄰區(qū)配置相對(duì)簡(jiǎn)單，只需對(duì)NR和LTE小區(qū)互相配置鄰區(qū)，滿(mǎn)足移動(dòng)性管理要求；而在路徑二下，鄰區(qū)配置則相對(duì)復(fù)雜得多。對(duì)于NSA側(cè)，LTE至LTE方向需配置鄰區(qū)，以滿(mǎn)足NSA DC用戶(hù)的移動(dòng)性切換；LTE至NR方向，也需配置鄰區(qū)以實(shí)現(xiàn)在LTE上添加NR輔載波；NR至NR方向則需配置鄰區(qū)以滿(mǎn)足NR小區(qū)間的移動(dòng)性切換?？梢?jiàn)，在NSA/SA雙模組網(wǎng)條件下，鄰區(qū)配置工作極為復(fù)雜。如不能合理配置好鄰區(qū)，則直接影響到用戶(hù)的體驗(yàn)。

3.3.3 分流策略

在路徑一中，LTE和NR網(wǎng)絡(luò)只在核心網(wǎng)互通，不需要考慮分流。而在路徑二中，NSA、SA兩側(cè)通過(guò)X2/Xn接口互聯(lián)互通，其中涉及網(wǎng)絡(luò)間數(shù)據(jù)分流的管理體系的建立，需要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)在X2接口上的分流、流量控制以及雙連接下的移動(dòng)性等功能。

3.3.4 上行功率規(guī)劃

路徑二的雙模網(wǎng)絡(luò)上行覆蓋受終端的上行功率分配方式的影響。對(duì)于NSA場(chǎng)景，上行功率分配方式規(guī)定NR和LTE兩側(cè)網(wǎng)絡(luò)所分配的功率之和不大于終端最大上行功率，平均兩側(cè)到達(dá)基站的上行功率小于路徑一下SA組網(wǎng)下的終端上行功率。

3.4 工程實(shí)施

施工難度上，兩種演進(jìn)方式都是上一套新設(shè)備，工程量大體相同。但在路徑一中，由于LTE和NR之間主要是切換關(guān)系，耦合度低，兩種制式的設(shè)備可以異廠商建設(shè)，組網(wǎng)靈活度更高。而路徑二采用雙模組網(wǎng)方式過(guò)渡，NSA側(cè)要與LTE基站連接，設(shè)備要求高耦合，容易出現(xiàn)廠家捆綁的問(wèn)題。

3.5 優(yōu)化維護(hù)

3.5.1 網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化

在路徑二下，由于涉及多網(wǎng)優(yōu)化，會(huì)存在兩方面的問(wèn)題：第一，NSA、SA使用同一套系統(tǒng)，NSA、SA的工參相關(guān)聯(lián)，SA無(wú)法進(jìn)行獨(dú)立優(yōu)化；第二，在SA覆蓋邊緣會(huì)存在NSA、SA頻繁切換的現(xiàn)象，這對(duì)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的要求非常高，需要通過(guò)頻繁的測(cè)試得到合適的切換門(mén)限配置值。路徑一的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化則相對(duì)簡(jiǎn)單，屬于單網(wǎng)優(yōu)化。

3.5.2 網(wǎng)絡(luò)維護(hù)

基于兩種演進(jìn)路徑均是上一套新設(shè)備的前提，二者日常維護(hù)的工作量大致相等。但是，在路徑二下，當(dāng)LTE網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時(shí)，雙模組網(wǎng)中NSA側(cè)會(huì)同時(shí)故障，可能導(dǎo)致處在原NSA小區(qū)邊緣的用戶(hù)無(wú)法及時(shí)接入SA網(wǎng)絡(luò)，從而影響用戶(hù)體驗(yàn)。

4 演進(jìn)路徑建議

路徑一（option 3x/option2-> option2）和路徑二（option 3x/option2-> option 3x+option2-> option2）的整體對(duì)比如表1所示。

表1 不同演進(jìn)路徑的價(jià)值差異對(duì)比

綜合上述分析，建議采用路徑一的演進(jìn)策略。從用戶(hù)的角度看，用戶(hù)對(duì)語(yǔ)音的等待時(shí)延容忍度較大，對(duì)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的時(shí)延則比較敏感，而對(duì)應(yīng)的兩種演進(jìn)路徑在數(shù)據(jù)性能上差異不大。對(duì)于NSA單模用戶(hù)漫游的友好度問(wèn)題，則可以通過(guò)合理控制前期的NSA放號(hào)，以及通過(guò)出臺(tái)補(bǔ)貼政策引導(dǎo)用戶(hù)向SA遷移等手段予以解決。從運(yùn)營(yíng)的角度看，路徑一的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單、獨(dú)立，理論上組網(wǎng)規(guī)劃的復(fù)雜度較低，工程上受廠家捆綁的程度小，并且對(duì)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化維護(hù)的要求相對(duì)降低。另一個(gè)不然忽視的角度則是建設(shè)投入的問(wèn)題。采用路徑一，實(shí)現(xiàn)共建共享相對(duì)容易；而采用路徑二，由于雙模基站與4G廠商的緊耦合，共建共享的難度相對(duì)較大，且雙模軟件可能需要單獨(dú)收費(fèi)。因此，采用路徑一所需的建設(shè)投資相對(duì)較小。

5 結(jié)束語(yǔ)

5G NR網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的演進(jìn)路徑存在多種可能性，需要運(yùn)營(yíng)商綜合權(quán)衡當(dāng)中利弊，選擇適合的方案。此外，具體的組網(wǎng)規(guī)劃也不能一蹴而就，當(dāng)前5G NR網(wǎng)絡(luò)建設(shè)仍處于起步階段，隨著行業(yè)發(fā)展的變更以及業(yè)務(wù)需求的變化，還需要繼續(xù)對(duì)組網(wǎng)結(jié)構(gòu)不斷進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化。