中国联通和中国电信5G共建共享NSA向SA演进技术方案

1、中国联通和中国电信5G共建共享 NSA向SA演进技术方案首先研究了 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。0 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

2、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。1 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

3、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

4、 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 。双锚点实现方式单辐点实现方式图1 NSA挺人博共导方正示

5、意图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。2 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。b）从NSA组网直接升级演进至SA组网图2 5G接入网共享NSA向SA演进示意图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

6、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

7、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Q1Q2 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

8、到 188.3万部，NSA/SA 双模终端占比达81.5%（见图3）。5G商用终端（万部）图35G商用终端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）。芯片雀标 1收，【服Ig

9、l1k才1VQ319中J0Q1 终绪合作E图4 5G芯片路标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

10、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。3 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

11、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

12、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，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

13、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。该方案对业务体验的影响如下。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+

14、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。5G NSA共享5G SA共享图6 NSA+SA组网共享方案示意图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

15、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业务间的切换该方案对业务体验的影响如下。a)NSA 区域仅能支持eMBB 业务。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

16、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

17、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。该方案对业务体验的影响如下。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；b）现有NSA单模终端无法使用5G服务；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。4G独立5G共享4G独立j 4* *v 4GSASA4G图了全SA组网共享方案示意图3.4 5G

18、 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。?NSA/5A现均用也kSA-SA更合组潮?SA端押法注方式现肓N5区域升纵为忖“M北漠j 新建5G区域建诩世模现育NSA区域架持 新津汨区博津设SA现有荆"区域巨搂升缎力冲 新建5G区域建谩SA州网优转* + +*+运雄/5化优势*4 + +用尸体验 NX里舜常端可以使用5G支捋国际漫赤终端面面N5A和5A的江操傕 N酒更瞳覆前转N轴胸湘*葬施将 引体脸差f区域？揄见有协谟？对于国外运 言荀不田N3理各梁内的匡际漫儿用 尸饵能使用好闸络NW/SA绛端面崎更孕MSA

19、与随fa 的互接作 N5A里除甑/能使用5G 按理有协区，对于国外运营 窗采用用制 稽器狗的国际漫 人用户口能使用4G网箝哆动性5A和N5A同可操汕耳操 忙功能更将较好JW5AoM支持虽尚 稔全,但基本修动性亘保证 “对沿和汛N$A边界雷倒途 熟优优，塘免切换不聂仃片蜜的干 扰SA和NSA同中操昨；SA>NSA与操 作功能支持即NSA W支持星府 不完全，但基本售动性可与证 MS租副边并寿螭第那尤化，避 免助推不及打3钱的干抗 5G 和 4G 间4要作；5G->40 互操作功能史特辛延力4G»5G 支持呈商不完全,包基本颜 性可保证因此，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