龍青良，田元兵，李 菲（中國(guó)聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信集團(tuán)有限公司，北京 100033）

0 前言

如果說(shuō)2019 年是5G 商用的元年，那么2020 年就是5G大規(guī)模建網(wǎng)及商用持續(xù)落地的元年。可以預(yù)計(jì)，規(guī)?；木?G 網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，是以創(chuàng)新應(yīng)用為導(dǎo)向的，這就對(duì)未來(lái)的5G 網(wǎng)絡(luò)建設(shè)提出了很高的要求，5G NSA 向SA 平滑升級(jí)演進(jìn)是從2020 年開(kāi)始的大趨勢(shì)之一。

中國(guó)聯(lián)通和中國(guó)電信在全國(guó)范圍內(nèi)合作共建一張5G網(wǎng)絡(luò)，服務(wù)于雙方5G用戶，過(guò)渡期采用NSA接入網(wǎng)共享方案進(jìn)行5G 共建共享，后續(xù)如何向SA 網(wǎng)絡(luò)共享演進(jìn)是亟需研究的內(nèi)容。NSA 向SA 演進(jìn)存在多種路徑方案，本文從基站設(shè)備/終端芯片等產(chǎn)業(yè)鏈成熟度、NSA部署規(guī)模、NSA單模終端規(guī)模、組網(wǎng)復(fù)雜度、用戶體驗(yàn)、運(yùn)維和優(yōu)化難度等方面，分析不同演進(jìn)方案的優(yōu)劣勢(shì)，給出不同場(chǎng)景下的共享方案演進(jìn)建議，供后續(xù)5G共建共享網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃建設(shè)參考。

1 5G NSA接入網(wǎng)共享方案

在充分考慮技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)備、終端芯片等產(chǎn)業(yè)鏈成熟度，以及業(yè)務(wù)體驗(yàn)、網(wǎng)絡(luò)調(diào)整難度、廠家設(shè)備功能開(kāi)發(fā)支持的時(shí)間點(diǎn)等因素的前提下，中國(guó)聯(lián)通和中國(guó)電信雙方確定以SA共享為目標(biāo)架構(gòu)，過(guò)渡期采用NSA接入網(wǎng)共享方案進(jìn)行5G 共建共享。NSA 組網(wǎng)階段，5G 基站通過(guò)E-UTRA-NR 雙連接即EN-DC 方式接入核心網(wǎng)，采用Option 3x 架構(gòu)。NSA 接入網(wǎng)共享實(shí)現(xiàn)方案要求雙方4G 核心網(wǎng)獨(dú)立建設(shè)，承載網(wǎng)互通，5G 基站共享，4G 基站按需共享，共享基站配置雙方運(yùn)營(yíng)商的PLMN 號(hào)，單個(gè)共享基站同時(shí)虛擬為A 和B 2 個(gè)基站，通過(guò)基站回傳網(wǎng)絡(luò)分別接入各自的核心網(wǎng)，同時(shí)為雙方5G用戶服務(wù)。

NSA 接入網(wǎng)共享方案從錨點(diǎn)4G 基站設(shè)置角度可分為雙錨點(diǎn)實(shí)現(xiàn)方式和單錨點(diǎn)實(shí)現(xiàn)方式，如圖1所示。

a）雙錨點(diǎn)實(shí)現(xiàn)方式：雙方4G 核心網(wǎng)獨(dú)立建設(shè)，僅5G 基站共享，4G 基站不共享，共享的5G 基站雙上連接入雙方各自的4G核心網(wǎng)。雙錨點(diǎn)方案要求5G覆蓋區(qū)域內(nèi)，雙方的4G 基站為同廠家的設(shè)備，并升級(jí)支持錨點(diǎn)功能，4G 錨點(diǎn)基站和5G 共享基站為同廠家設(shè)備，且要求5G 共享基站分別和雙方的4G 錨點(diǎn)基站建立X2 接口，共享方4G 與承建方5G 基站X2 鏈路手動(dòng)添加及維護(hù)。

b）單錨點(diǎn)實(shí)現(xiàn)方式：雙方4G核心網(wǎng)獨(dú)立建設(shè)，5G基站和4G錨點(diǎn)基站同時(shí)共享，且雙上連接入雙方各自的4G核心網(wǎng)。單錨點(diǎn)實(shí)現(xiàn)方式要求共享的5G基站和4G 錨點(diǎn)基站為同廠家設(shè)備，建立X2 接口；共享的4G錨點(diǎn)基站同時(shí)廣播雙方的PLMN。

不同的錨點(diǎn)實(shí)現(xiàn)方式都有各自的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)，因此本地網(wǎng)需結(jié)合網(wǎng)絡(luò)實(shí)際情況選擇一種合適的方案進(jìn)行部署，不建議多種方案插花部署。

2 影響網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)因素分析

隨著SA 網(wǎng)絡(luò)、終端等產(chǎn)業(yè)鏈的成熟，NSA 后續(xù)將向SA 演進(jìn)（見(jiàn)圖2）。NSA 接入網(wǎng)共享向SA 接入網(wǎng)共享演進(jìn)存在多種不同的路徑，重點(diǎn)為2類(lèi)方案。

圖1 NSA接入網(wǎng)共享方案示意圖

圖2 5G接入網(wǎng)共享NSA向SA演進(jìn)示意圖

a）從NSA 組網(wǎng)先向NSA/SA 雙模組網(wǎng)演進(jìn)，再適時(shí)升級(jí)演進(jìn)至SA組網(wǎng)。

b）從NSA組網(wǎng)直接升級(jí)演進(jìn)至SA組網(wǎng)。

具體采用哪種演進(jìn)方案，需充分考慮NSA/SA 雙?；竞蚐A單?；驹O(shè)備成熟度、組網(wǎng)及運(yùn)維優(yōu)化復(fù)雜度以及NSA單模終端規(guī)模等因素。

2.1 產(chǎn)業(yè)鏈成熟度分析

2.1.1 基站設(shè)備成熟度分析

NSA 單?；?、NSA/SA 雙?；竞蚐A 單模基站在硬件上無(wú)區(qū)別，僅在軟件功能與數(shù)據(jù)配置上有差異。NSA/SA 雙?；究捎蒒SA 單?；拒浖?jí)支持，在軟件功能方面要求如下：

a）NSA/SA 雙?；拘柰瑫r(shí)支持NSA 軟件功能和SA 軟件功能，如option2 下的SA 基本功能、互操作及EPS fallback/VoNR 等。

b）共享的NSA/SA 雙?；拘柰瑫r(shí)接入雙方運(yùn)營(yíng)商的4G核心網(wǎng)和5G核心網(wǎng)。

2019 年已建的5G 網(wǎng)絡(luò)中，主要以NSA 單?；竟蚕頌橹鳎瑑H存在少量NSA/SA 雙?；居糜谠囼?yàn)。預(yù)計(jì)到2020 年第2 季度各主設(shè)備廠家均可支持具備共享功能的NSA/SA 雙模基站設(shè)備和SA 單?；驹O(shè)備，其中華為、中興2019 年12 月可支持，愛(ài)立信、諾基亞預(yù)計(jì)2020年Q1～Q2可支持。

2.1.2 芯片終端成熟度分析

目前5G主要終端類(lèi)型有NSA單模終端和NSA/SA雙模終端，根據(jù)中國(guó)聯(lián)通5G 商用終端數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國(guó)聯(lián)通5G網(wǎng)絡(luò)商用后，在網(wǎng)運(yùn)行的5G終端增長(zhǎng)迅猛，截至2020 年2 月中旬，5G 商用終端由2019 年10 月底的21.3 萬(wàn)部增長(zhǎng)到231.2 萬(wàn)部，增長(zhǎng)988%。其中NSA 單模終端由2019 年10 月底的18.0 萬(wàn)部增長(zhǎng)到42.9 萬(wàn)部，而NSA/SA 雙模終端由2019 年10 月底的3.3 萬(wàn)部迅速增長(zhǎng)到188.3 萬(wàn)部，NSA/SA 雙模終端占比達(dá)81.5%（見(jiàn)圖3）。

圖3 5G商用終端情況

NSA 單模終端出貨量將影響NSA 網(wǎng)絡(luò)向SA 演進(jìn)方案選擇，目前NSA 單模終端整體有限，從首批商用的50 各城市來(lái)看，在網(wǎng)NSA 單模終端約24.3 萬(wàn)部，占比約為15%。

國(guó)內(nèi)各運(yùn)營(yíng)商將共同督促和催熟產(chǎn)業(yè)鏈，加快SA的網(wǎng)絡(luò)、終端版本成熟和測(cè)試驗(yàn)證，因此，支持SA的基帶芯片逐漸豐富，目前除華為巴龍5000 外，2019 年底陸續(xù)發(fā)布的三星Exynos980、聯(lián)發(fā)科M70、高通的X55等基帶芯片均支持NSA/SA 雙模，可以預(yù)見(jiàn)支持SA 的終端和芯片將于2020年規(guī)模上市（見(jiàn)圖4）。

2.2 組網(wǎng)及運(yùn)維優(yōu)化復(fù)雜度分析

圖4 5G芯片路標(biāo)

NSA/SA 雙?；窘M網(wǎng)共享方案如圖5所示，NSA/SA雙模組網(wǎng)面臨的挑戰(zhàn)如下。

圖5 NSA/SA雙?；揪W(wǎng)絡(luò)架構(gòu)示意圖

a）網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜：NSA/SA 雙?；窘M網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，單個(gè)5G共享基站需接入雙方運(yùn)營(yíng)商的4G 和5G 核心網(wǎng)，共4 個(gè)核心網(wǎng)。對(duì)傳輸來(lái)說(shuō)，在NSA共享基礎(chǔ)上，需新增共享5G基站到雙方5GC的傳輸鏈路。

b）運(yùn)維優(yōu)化困難：需維護(hù)NSA 和SA 2 套系統(tǒng)，接口、參數(shù)、鄰區(qū)及數(shù)據(jù)配置復(fù)雜。NSA 系統(tǒng)與SA 系統(tǒng)的關(guān)鍵告警、KPI 指標(biāo)等不完全相同，NSA/SA 雙模組網(wǎng)需同時(shí)監(jiān)控，因此需監(jiān)控的內(nèi)容相對(duì)增加。在故障/投訴處理方面，問(wèn)題定界定位更復(fù)雜，需NSA/SA 與雙方的4G網(wǎng)絡(luò)聯(lián)合定位。在移動(dòng)性管理方面，雙方分別存在4G終端、NSA單模終端和NSA/SA雙模終端，切換復(fù)雜，需要同時(shí)考慮4G 系統(tǒng)內(nèi)切換，5G 系統(tǒng)內(nèi)切換以及4G/5G 互操作等。因此，在5G 共建共享NSA/SA 雙?；窘M網(wǎng)下的端到端運(yùn)營(yíng)、維護(hù)、優(yōu)化困難。

3 NSA接入網(wǎng)共享向SA共享演進(jìn)方案

設(shè)計(jì)接入網(wǎng)共享方案時(shí)，應(yīng)充分考慮網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)能力，過(guò)渡期為NSA 組網(wǎng)共建共享，能平滑升級(jí)演進(jìn)至SA組網(wǎng)共建共享。不管是NSA/SA 雙模組網(wǎng)共享還是SA 組網(wǎng)共享，都需要雙方運(yùn)營(yíng)商新建5G 核心網(wǎng)，因此，本文主要從無(wú)線網(wǎng)、終端等實(shí)現(xiàn)方式分別介紹NSA共享向SA共享演進(jìn)的4種可選方案。

方案1：全NSA/SA 雙模組網(wǎng)方案。該方案要求現(xiàn)有NSA 區(qū)域升級(jí)為NSA/SA 雙?；纠^續(xù)共享，新建5G區(qū)域采用NSA/SA雙模基站組網(wǎng)進(jìn)行共享。

方案2：NSA/SA 雙模+SA 混合組網(wǎng)方案。該方案要求現(xiàn)有NSA 區(qū)域升級(jí)為NSA/SA 雙?；纠^續(xù)共享，新建5G區(qū)域采用SA單?；窘M網(wǎng)進(jìn)行共享。

方案3：NSA+SA 混合組網(wǎng)方案?，F(xiàn)有NSA區(qū)域保持不變，新建5G區(qū)域采用SA單?；窘M網(wǎng)進(jìn)行共享。

方案4：全SA 組網(wǎng)方案。該方案要求現(xiàn)有NSA 區(qū)域升級(jí)為SA 單?；具M(jìn)行共享，新建5G 區(qū)域采用SA單?；窘M網(wǎng)進(jìn)行共享。

方案1 和方案2 在NSA/SA 雙模組網(wǎng)區(qū)域的技術(shù)實(shí)現(xiàn)要求類(lèi)似，因此下面重點(diǎn)介紹方案1、方案3 和方案4。

3.1 全NSA/SA雙模組網(wǎng)方案

全NSA/SA 雙模組網(wǎng)方案見(jiàn)圖5，該方案的技術(shù)實(shí)現(xiàn)要求如下。

a）實(shí)現(xiàn)方案：原NSA 共享區(qū)域，升級(jí)為NSA/SA 雙?；纠^續(xù)共享；5G新建區(qū)域，采用NSA/SA 雙?；具M(jìn)行組網(wǎng)共享，同時(shí)雙上聯(lián)至雙方的5G核心網(wǎng)。

b）對(duì)網(wǎng)絡(luò)的要求：需支持5G 與4G 間互操作，為保障語(yǔ)音業(yè)務(wù)連續(xù)性，要求SA 模式初期需支持EPS Fallback，后續(xù)支持VoNR業(yè)務(wù)，以及VoNR業(yè)務(wù)與VoLTE業(yè)務(wù)間的切換。

c）對(duì)終端的要求：NSA/SA 雙模終端需根據(jù)網(wǎng)絡(luò)能力自適應(yīng)選擇網(wǎng)絡(luò)，需支持5G 優(yōu)先，支持5G 和4G間互操作；支持EPS fallback（VoLTE）業(yè)務(wù)，后續(xù)支持VoNR業(yè)務(wù)；NSA單模終端搜索4G網(wǎng)絡(luò)，在錨點(diǎn)基站的引導(dǎo)下，按需添加5G NR連接。

該方案對(duì)業(yè)務(wù)體驗(yàn)的影響如下。

a）所有5G 區(qū)域支持SA，支持eMBB、uRLLC、mMTC等多種業(yè)務(wù)。

b）所有5G 區(qū)域支持NSA，NSA 單模終端體驗(yàn)好；NSA 下可支持國(guó)際漫游用戶（對(duì)于國(guó)外運(yùn)營(yíng)商，采用NSA網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的國(guó)際漫入用戶也能使用NSA網(wǎng)絡(luò)）。

c）在NSA/SA 和NSA 邊界以及NSA/SA 和SA 邊界區(qū)域，雙模終端可能存在因切換不及時(shí)帶來(lái)的干擾，需做好5G和4G間互操作參數(shù)優(yōu)化。

3.2 NSA+SA混合組網(wǎng)共享方案

NSA+SA混合組網(wǎng)共享方案如圖6所示，該方案的技術(shù)實(shí)現(xiàn)要求如下。

a）實(shí)現(xiàn)方案：原NSA 共享區(qū)域，無(wú)需改造，繼續(xù)NSA 接入網(wǎng)共享；5G 新建區(qū)域，采用SA 單模基站進(jìn)行共享，同時(shí)雙上聯(lián)至雙方的5G核心網(wǎng)。

圖6 NSA+SA組網(wǎng)共享方案示意圖

b）對(duì)網(wǎng)絡(luò)的要求：需支持SA 與NSA 間互操作（如雙向切換、重定向等），目前各主設(shè)備廠家對(duì)SA到NSA的互操作功能支持較好，對(duì)于NSA 到SA 的互操作功能支持雖尚不完善，但基本移動(dòng)性可保證。為保障語(yǔ)音業(yè)務(wù)連續(xù)性，要求SA區(qū)域初期需支持EPS Fallback，后續(xù)支持VoNR 業(yè)務(wù)，以及VoNR 業(yè)務(wù)與VoLTE 業(yè)務(wù)間的切換。

c）對(duì)終端的要求：NSA/SA 雙模終端需根據(jù)網(wǎng)絡(luò)能力自適應(yīng)選擇網(wǎng)絡(luò)，支持5G 優(yōu)先，且需支持SA 與NSA間雙向切換、重定向等互操作。對(duì)于語(yǔ)音業(yè)務(wù)，初期支持EPS fallback，后續(xù)支持VoNR 業(yè)務(wù)，以及VoNR業(yè)務(wù)與VoLTE業(yè)務(wù)間的切換。

該方案對(duì)業(yè)務(wù)體驗(yàn)的影響如下。

a）NSA區(qū)域僅能支持eMBB業(yè)務(wù)。

b）SA 區(qū)域可支撐eMBB、uRLLC、mMTC 等全場(chǎng)景業(yè)務(wù)，初期語(yǔ)音方案采用EPS Fallback，在打電話時(shí)，語(yǔ)音和數(shù)據(jù)都會(huì)回落到4G網(wǎng)絡(luò)；按現(xiàn)有協(xié)議，對(duì)于國(guó)外運(yùn)營(yíng)商，采用NSA 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的國(guó)際漫入用戶僅能使用4G網(wǎng)絡(luò)。

c）NSA/SA 雙模終端在從SA 移動(dòng)到NSA 區(qū)域時(shí)，邊界可能存在切換延遲帶來(lái)的邊界干擾問(wèn)題，需做好覆蓋控制和互操作參數(shù)的優(yōu)化。

d）NSA 單模終端僅能在現(xiàn)有NSA 區(qū)域使用5G 業(yè)務(wù)，用戶體驗(yàn)與NSA/SA雙模終端差異較大。

一是體制和機(jī)制的原因。由于體制和機(jī)制上的原因，目前文化禮堂歸口宣傳部門(mén)，成校歸口教體局，平時(shí)雖有聯(lián)系，有互動(dòng)，但停留在“接觸性”而非“整合性”的層面，某種意義上講，這或許是根本上的問(wèn)題。

3.3 全SA組網(wǎng)共享方案

全SA 單模組網(wǎng)共享方案如圖7 所示，該方案的技術(shù)實(shí)現(xiàn)要求如下。

a）實(shí)現(xiàn)方案：原NSA 共享區(qū)域，5G 基站軟件升級(jí)支持SA，繼續(xù)共享，同時(shí)雙上聯(lián)至雙方的5G 核心網(wǎng)；5G 共享新建區(qū)域，采用SA 單?；窘M網(wǎng)進(jìn)行共享，同時(shí)雙上聯(lián)至雙方的5G核心網(wǎng)。

圖7 全SA組網(wǎng)共享方案示意圖

b）對(duì)網(wǎng)絡(luò)要求：要求支持SA 與4G 間的互操作；為保障語(yǔ)音業(yè)務(wù)連續(xù)性，要求初期支持EPS fallback，后續(xù)支持VoNR 業(yè)務(wù)，以及VoNR 業(yè)務(wù)與VoLTE 業(yè)務(wù)間的切換。

c）對(duì)終端要求：終端需支持SA 模式，否則無(wú)法使用5G；初期支持EPS fallback，后續(xù)支持VoNR 業(yè)務(wù)，以及VoNR業(yè)務(wù)與VoLTE業(yè)務(wù)間的切換。

該方案對(duì)業(yè)務(wù)體驗(yàn)的影響如下。

a）可支撐eMBB、uRLLC、mMTC 等全場(chǎng)景業(yè)務(wù)；初期語(yǔ)音方案采用EPS Fallback，在打電話時(shí)，語(yǔ)音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)都將回落到4G網(wǎng)絡(luò)。

b）現(xiàn)有NSA單模終端無(wú)法使用5G服務(wù)。

3.4 5G共建共享NSA向SA演進(jìn)升級(jí)建議

綜合上述分析，3 種方案的組網(wǎng)復(fù)雜度、運(yùn)維優(yōu)化難度以及用戶體驗(yàn)等方面總結(jié)如表1所示。

基于上述分析，同時(shí)考慮組網(wǎng)復(fù)雜度、維護(hù)和優(yōu)化復(fù)雜度、產(chǎn)業(yè)鏈成熟度及NSA 部署規(guī)模和NSA 單模終端規(guī)模，5G 共建共享NSA 向SA 升級(jí)演進(jìn)方案建議如下。

a）已部署的NSA 規(guī)模大且NSA 單模終端規(guī)模較大的城市，采用演進(jìn)方案1，原有NSA區(qū)域升級(jí)為NSA/SA 雙模進(jìn)行共享，新建5G 區(qū)域采用NSA/SA 雙模共享。通過(guò)終端遷移策略減少NSA 單模終端規(guī)模，當(dāng)NSA 單模終端規(guī)模小于一定門(mén)限時(shí)，全網(wǎng)適時(shí)升級(jí)為SA 共享。該方案可保障現(xiàn)網(wǎng)已售NSA 單模終端和國(guó)際漫游用戶5G體驗(yàn)。

b）NSA 部署規(guī)模不大且NSA 單模終端規(guī)模適中的城市，可考慮采用演進(jìn)方案3。原有NSA 區(qū)域不變，新建5G區(qū)域采用SA共享。但需盡量避免出現(xiàn)NSA和SA 大量插花組網(wǎng)現(xiàn)象。當(dāng)NSA 單模終端規(guī)模小于一定門(mén)限時(shí)，NSA區(qū)域升級(jí)為SA共享。

表1 3種方案組網(wǎng)復(fù)雜度、運(yùn)維優(yōu)化難度以及用戶體驗(yàn)對(duì)比

c）NSA 部署規(guī)模較小的城市，且NSA 單模終端規(guī)模有限，建議采用演進(jìn)方案4，原有NSA 區(qū)域升級(jí)為SA 進(jìn)行共享，新建區(qū)域采用SA 組網(wǎng)共享。鑒于NSA網(wǎng)絡(luò)和單模終端規(guī)模有限的現(xiàn)狀，盡快部署SA利于簡(jiǎn)化5G建設(shè)，牽引新商業(yè)模式和應(yīng)對(duì)競(jìng)爭(zhēng)。

d）終端策略：運(yùn)營(yíng)商通過(guò)信息推送、終端補(bǔ)貼等方式加速NSA單模終端用戶換機(jī)支持SA。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文首先研究了5G NSA 接入網(wǎng)共享方案，其次對(duì)基站設(shè)備、終端芯片、組網(wǎng)及運(yùn)維優(yōu)化復(fù)雜度等影響網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)方案選擇的因素進(jìn)行了分析。最后對(duì)5G共建共享NSA 向SA 演進(jìn)的不同方案從技術(shù)要求、業(yè)務(wù)體驗(yàn)等方面進(jìn)行了深入研究，提出不同場(chǎng)景下的共享方案演進(jìn)建議，供后續(xù)5G共建共享網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃建設(shè)參考。