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摘要：首先研究了5G NSA接入网共享方案，其次对基站设备、终端芯片、组网及运维优化复杂度等影响网络演进方案选择的因素进行了分析。最后对5G共建共享NSA向SA演进的不同方案从技术要求、业务体验等进行深入研究，提出不同场景下的共享方案演进建议，供后续5G共建共享网络规划建设参考。前言
如果说2019年是5G商用的元年，那么2020年就是5G大规模建网及商用持续落地的元年。可以预计，规模化的精品5G网络建设，是以创新应用为导向的，这就对2020年及未来的5G网络建设提出了很高的要求，5G NSA向SA平滑升级演进是从2020年开始的大趋势之一。中国联通和中国电信在全国范围内合作共建一张5G网络，服务于双方5G用户，过渡期采用NSA接入网共享方案进行5G共建共享，后续如何向SA网络共享演进是亟需研究的内容。NSA向SA演进存在多种路径方案，本文结合基站设备/终端芯片等产业链成熟度、NSA部署规模、NSA单模终端规模、组网复杂度、用户体验、运维和优化难度等方面，分析不同演进方案的优劣势，提出不同场景下的共享方案演进建议，供后续5G共建共享网络规划建设参考。5G NSA接入网共享方案
在充分考虑技术标准、设备、终端芯片等产业链成熟度，以及业务体验、网络调整难度、厂家设备功能开发支持的时间点等因素的前提下，中国联通和中国电信双方确定以SA共享为目标架构，过渡期采用NSA接入网共享方案进行5G共建共享。NSA组网阶段，5G 基站通过E-UTRA-NR双连接即EN-DC方式接入核心网，采用Option 3x架构。NSA接入网共享实现方案要求双方4G核心网独立建设，承载网互通，5G基站共享，4G基站按需共享，共享基站配置双方运营商的PLMN号，单个共享基站同时虚拟为A和B 2个基站，通过基站回传网络分别接入各自的核心网，同时为双方5G用户服务。NSA接入网共享方案从锚点4G基站设置角度可分为双锚点实现方式和单锚点实现方式，如图1所示。a）双锚点实现方式：双方4G核心网独立建设，仅5G基站共享，4G基站不共享，共享的5G基站双上联接入双方各自的4G核心网。双锚点方案要求5G覆盖区域内，双方的4G基站为同厂家的设备，并升级支持锚点功能，4G锚点基站和5G共享基站为同厂家设备，且要求5G共享基站分别和双方的4G锚点基站建立X2接口，共享方4G与承建方5G基站X2链路手动添加及维护。b）单锚点实现方式：双方4G核心网独立建设，5G基站和4G锚点基站同时共享，且双上联接入双方各自的4G核心网。单锚点实现方式要求共享的5G基站和4G锚点基站为同厂家设备，建立X2接口；共享的4G锚点基站同时广播双方PLMN。
不同的锚点实现方式都有各自的优势和劣势，因此本地网需结合网络实际情况选择一种合适的方案进行部署，不建议多种方案插花部署。影响网络演进因素分析
随着SA网络、终端等产业链的成熟，NSA后续将向SA演进（见图2）。NSA接入网共享向SA接入网共享演进存在多种不同的路径，重点为2类方案。a) 从NSA组网先向NSA/SA双模组网演进，再适时升级演进至SA组网。
具体采用哪种演进方案，需充分考虑NSA/SA双模基站和SA单模基站设备成熟度、组网及运维优化复杂度、以及NSA单模终端规模等因素。2.1 产业链成熟度分析
2.1.1 基站设备成熟度分析
NSA单模基站、NSA/SA双模基站和SA单模基站在硬件上无区别，仅在软件功能与数据配置上有差异。NSA/SA双模基站可由NSA单模基站软件升级支持，在软件功能方面要求如下：a）NSA/SA双模基站需同时支持NSA软件功能和SA软件功能，如option2下的SA基本功能、互操作及EPS fallback/VoNR等。b）共享的NSA/SA双模基站需同时接入双方运营商的4G核心网和5G核心网。2019年已建的5G网络中，主要以NSA单模基站进行共享为主，仅存在少量NSA/SA双模基站用于试验。预计到2020年第2季度各主设备厂家均可支持具备共享功能的NSA/SA双模基站设备和SA单模基站设备，其中华为、中兴2019年12月可支持，爱立信、诺基亚预计2020年Q1~Q2可支持。2.1.2 芯片终端成熟度分析
目前5G主要终端类型有NSA单模终端和NSA/SA双模终端，基于中国联通5G商用终端数据统计，中国联通5G网络商用后，在网运行的5G终端增长迅猛，截至2020年2月中旬，5G商用终端由2019年10月底的21.3万部增长到231.2万部，增长988%。其中NSA单模终端由2019年10月底的18.0万部增长到42.9万部，而NSA/SA双模终端由2019年10月底的3.3万部迅速增长到188.3万部，NSA/SA双模终端占比达81.5%（见图3）。
NSA单模终端出货量将影响NSA网络向SA演进方案选择，目前NSA单模终端整体有限，从首批商用50城市看，在运行NSA单模终端约24.3万部， 占比约为15%。国内各运营商将共同督促和催熟产业链，加快SA的网络、终端版本成熟和测试验证，因此，支持SA的基带芯片逐渐丰富，目前除华为巴龙5000外，2019年底陆续发布的三星Exynos980、联发科M70、高通的X55等基带芯片均支持NSA/SA双模，可以预见支持SA的终端和芯片将于2020年规模上市（见图4）。
2.2 组网及运维优化复杂度分析
NSA/SA双模基站组网共享方案如图5所示，NSA/SA双模组网面临的挑战如下。a）网络结构复杂：NSA/SA双模基站组网的网络结构相对复杂，单个5G共享基站需接入双方运营商的4G和5G核心网，共4个核心网。对传输来说，在NSA共享基础上，需新增共享5G基站到双方5GC的传输链路。
b）运维优化困难：需维护NSA和SA 2套系统，接口、参数、邻区及数据配置复杂。NSA系统与SA系统在关键告警、KPI指标等不完全相同，NSA/SA双模组网需同时监控，因此需监控的内容相对增加。在故障/投诉处理方面，问题定界定位更复杂，需NSA/SA与双方的4G网络联合定位。在移动性管理方面，双方分别存在4G终端、NSA单模终端和NSA/SA双模终端，切换复杂，需要同时考虑4G系统内切换，5G系统内切换，以及4G/5G互操作等。因此，在5G共建共享NSA/SA双模基站组网下的端到端运营、维护、优化困难。NSA接入网共享向SA共享演进方案
接入网共享方案设计时，充分考虑网络演进能力，过渡期为NSA组网共建共享， 平滑升级演进至SA组网共建共享。不管是NSA/SA双模组网共享还是SA组网共享，都需要双方运营商新建5G核心网，因此，本文主要从无线网、终端等实现方式分别介绍NSA共享向SA共享演进存在如下4种可选方案。方案1：全NSA/SA双模组网方案。该方案要求现有NSA区域升级为NSA/SA双模基站继续共享，新建5G区域采用NSA/SA双模基站组网进行共享。方案2：NSA/SA双模+SA混合组网方案。该方案要求现有NSA区域升级为NSA/SA双模基站继续共享，新建5G区域采用SA单模基站组网进行共享。方案3：NSA+SA混合组网方案。现有NSA区域保持不变，新建5G区域采用SA单模基站组网进行共享。方案4：全SA组网方案。该方案要求现有NSA区域升级为SA单模基站进行共享，新建5G区域采用SA单模基站组网进行共享。方案1和方案2在NSA/SA双模组网区域的技术实现要求类似，因此下面重点介绍方案1、方案3和方案4。3.1 全NSA/SA双模组网方案
全NSA/SA双模组网方案如图5所示，该方案的技术实现要求如下。a) 实现方案：原NSA共享区域，升级为NSA/SA双模基站继续共享；5G新建区域，采用NSA/SA双模基站进行组网共享，同时双上联至双方的5G核心网。b) 对网络的要求：需支持5G与4G间互操作，为语音业务连续性，要求SA模式初期需支持EPS Fallback，后续支持VoNR业务，以及VoNR业务与VoLTE业务间的切换。c) 对终端的要求：NSA/SA双模终端需根据网络能力自适应选择网络，需支持5G优先，支持5G和4G间互操作；支持EPS fallback（VoLTE）业务，后续支持VoNR业务；NSA单模终端搜索4G网络，在锚点基站的引导下，按需添加5G NR连接。a) 所有5G区域支持SA，支持eMBB 、uRLLC、mMTC等多种业务。b) 所有5G区域支持NSA，NSA单模终端体验好；NSA下可支持国际漫游用户（对于国外运营商采用NSA网络架构的国际漫入用户也能使用NSA网络）。c) 在NSA/SA和NSA边界，以及NSA/SA和SA边界区域，双模终端可能存在因切换不及时带来的干扰，需做好5G和4G间互操作参数优化。3.2 NSA+SA混合组网共享方案
NSA+SA混合组网共享方案如图6所示，该方案的技术实现要求如下。
a) 实现方案：原NSA共享区域，无需改造，继续NSA接入网共享；5G新建区域，采用SA单模基站进行共享，同时双上联至双方的5G核心网。b) 对网络的要求：需支持SA与NSA间互操作（如双向切换、重定向等），目前各主设备厂家对SA到NSA的互操作功能支持较好，对于NSA到SA的互操作功能支持虽尚不完全，但基本移动性可保证。为语音业务连续性，要求SA区域初期需支持EPS Fallback，后续支持VoNR业务，以及VoNR业务与VoLTE业务间的切换。c) 对终端的要求：NSA/SA双模终端需根据网络能力自适应选择网络，支持5G优先，且需支持SA与NSA间双向切换、重定向等互操作。语音初期支持EPS fallback，后续支持VoNR业务，以及VoNR业务与VoLTE业务间的切换。b) SA区域可支撑eMBB 、uRLLC、mMTC等全场景业务，初期语音方案采用EPS Fallback，在打电话时，语音和数据都会回落到4G网络；按现有协议，对于国外运营商采用NSA网络架构的国际漫入用户仅能使用4G网络。c) NSA/SA双模终端在从SA移动到NSA区域时，边界可能存在切换延迟带来的边界干扰问题，需做好覆盖控制和互操作参数的优化。d) NSA单模终端仅能在现有NSA区域使用5G业务，用户体验与NSA/SA双模终端差异较大。3.3 全SA组网共享方案
全SA单模组网共享方案如图7所示，该方案的技术实现要求如下：a) 实现方案：原NSA共享区域，5G基站软件升级支持SA，继续共享，同时双上联至双方的5G核心网；5G共享新建区域，采用SA单模基站组网进行共享，同时双上联至双方的5G核心网。b) 对网络要求：要求支持SA与4G间的互操作；为保障语音业务连续性，要求初期支持EPS fallback，后续支持VoNR业务，以及VoNR业务与VoLTE业务间的切换。c) 对终端要求：终端需要支持SA模式，否则无法使用5G；初期支持EPS fallback，后续支持VoNR业务，以及VoNR业务与VoLTE业务间的切换。a) 可支撑eMBB 、uRLLC、mMTC等全场景业务；初期语音方案采用EPS Fallback，在打电话时，语音和数据业务都将回落到4G网络；c) 按现有协议，对于国外运营商采用NSA网络架构的国际漫入用户仅能使用4G网络。
3.4 5G共建共享NSA向SA演进升级建议
综合上述分析，各种方案的组网复杂度、运维优化难度以及用户体验等方面总结如表1所示。表1 3种方案组网复杂度、运维优化难度以及用户体验对比因此，基于上述分析，在结合考虑组网复杂度、维护和优化复杂度、产业链成熟度及NSA部署规模和NSA单模终端规模，5G共建共享NSA向SA升级演进方案建议如下。a) 已部署的NSA规模大且NSA单模终端规模较大的城市，采用演进方案1，原有NSA区域升级为NSA/SA双模进行共享，新建5G区域采用NSA/SA双模共享。通过终端迁移策略减少NSA单模终端规模，当NSA单模终端规模小于一定门限时，全网适时升级为SA共享。该方案可保障现网已售NSA单模终端和国际漫游用户5G体验。b) NSA部署规模不大且NSA单模终端规模适中的城市，可考虑采用演进方案3。原有NSA区域不变，新建5G区域采用SA共享。但需尽量避免NSA和SA大量插花组网现象。当NSA单模终端规模小于一定门限时，NSA区域升级为SA共享。c) NSA部署规模较小的城市，且NSA单模终端规模有限，建议采用演进方案4，原有NSA区域升级为SA进行共享，新建区域采用SA组网共享。利用NSA网络和单模终端规模有限的现状，尽快部署SA利于简化5G建设，牵引新商业模式和应对竞争。d) 终端策略：运营商通过信息推送、终端补贴等方式加速NSA单模终端用户换机支持SA。结束语
本文首先研究了5G NSA接入网共享方案，其次对基站设备、终端芯片、组网及运维优化复杂度等影响网络演进方案选择的因素进行了分析。最后对5G共建共享NSA向SA演进的不同方案从技术要求、业务体验等进行了深入研究，提出不同场景下的共享方案演进建议，供后续5G共建共享网络规划建设参考。▍参考文献：
[1] 3GPP TS 22.011 Service accessibility, ftp://ftp.3gpp.org/specs/2019-03/Rel-15/22_series/22011-f50.zip (2018-9-21)
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[3] 3GPP TS 23.502 Procedures for the 5G System, ftp://ftp.3gpp.org/specs/2019-03/Rel-15/23_series/23502-f50.zip (2019-3-25)
[4] 3GPP TS 37.340. Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA) and NR. Multi-connectivity. Mar 2019.
[5] 3GPP TS 38.322. NR. Radio Link Control (RLC) protocol specification. Mar 2019.
[6]3GPP TS 38.323. NR. Packet Data Convergence Protocol (PDCP) specification. Mar 2019.
[7]龙青良，5G共建共享技术方案及优化探讨[J]. 2019年中国联通网络技术大会，2019.11.
[8]印顺, 5G网络发展趋势与关键技术[J]. 中国新通信, 2017年第11期.
▍作者简介：
龙青良，高级工程师，主要从事3G/LTE/VoLT/5G技术原理研究、网络评估与优化技术研究等工作；田元兵，高级工程师，主要从事移动网规建维优相关技术研究工作；李菲，高级工程师，主要从事移动网优化工作。
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