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5G共建共享NSA向SA演进技术方案研究
2023-06-27 | 阅:  转:  |  分享 
  
5G共建共享NSA向SA演进技术方案研究目 录电联5G共建共享NSA向SA演进技术方案研究315G NSA接入网共享方案32影响网络演进因素
分析42.1产业链成熟度分析52.2组网及运维优化复杂度分析73NSA接入网共享向SA共享演进方案83.1全NSA/SA双模组网方
案83.2NSA+SA混合组网共享方案93.3全SA组网共享方案113.45G共建共享NSA向SA演进升级建议124结束语13电联
5G共建共享NSA向SA演进技术方案研究作者(任中华/xx无线优化项目组)【摘要】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,2020年就是5G大规模建网及商用持续落地的元年。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2
020年开始的大趋势之一。【关键字】共建共享、锚点【业务类别】共享方案、组网策略、终端支持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。b)从NSA组网直接升级演进至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。产业链成熟度分析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)NS
A/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/VoN
R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。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18
8.3万部,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S
A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Exyno
s980、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)
。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。N
SA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/S
A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:N
SA+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N
SA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。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 Fallb
ack,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。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。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V
oNR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。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 fall
back,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。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。
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。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。
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(本文系商专资料馆原创)