5G 網(wǎng)絡(luò)NSA 組網(wǎng)及錨點(diǎn)選擇分析

蔣聲銘，裴 蕾，羅通武

（公誠管理咨詢有限公司，廣東 廣州 510000）

0 引言

SA 組網(wǎng)方案在新業(yè)務(wù)提供能力、無線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)改造難度、終極投資等方面占優(yōu)，5G 無線網(wǎng)與核心網(wǎng)之間的NAS 信令（如注冊、鑒權(quán)等）通過5G 基站傳遞，5G 可以獨(dú)立工作，是5G 組網(wǎng)的終極方案；NSA 組網(wǎng)方案中，5G 無法獨(dú)立工作，5G 無線網(wǎng)與核心網(wǎng)之間的NAS 信令須通過4G 基站傳遞，為5G 基站傳遞NAS 信令的4G 基站稱為“錨點(diǎn)”，NSA 在標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)業(yè)支持能力、移動連續(xù)性、初期建設(shè)改造投資等方面占優(yōu)，是5G 網(wǎng)絡(luò)初級階段的過渡性選擇方案。

1 SA/NSA 組網(wǎng)方案選擇

SA/NSA 組網(wǎng)方案選擇應(yīng)結(jié)合多方面因素進(jìn)行判斷（以下SA 指Option2，NSA 指Option3x）。

SA 方案（Option2）組網(wǎng)結(jié)構(gòu)為5G 基站gNB 通過NG 接口接入5G 核心網(wǎng)，5G 基站與4G 基站之間的互操作（重選、切換）為跨核心網(wǎng)間的互操作。

NSA 方案（Option 3 系列，3/3a/3x）的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)及接口如圖1 所示。

1.1 業(yè)務(wù)與應(yīng)用場景

近期NSA 或SA 均將以eMBB 業(yè)務(wù)為主，面向個人市場；SA 支持三大場景業(yè)務(wù)的優(yōu)勢隨網(wǎng)絡(luò)切片功能成熟后方可體現(xiàn)（預(yù)計2020 年以后）。

1.2 網(wǎng)絡(luò)性能對比

速率方面各有優(yōu)劣，SA 上行峰速最優(yōu)，NSA 同廠家下行峰速、上下行邊緣速率均占優(yōu)，NSA 異廠家上行性能較差。時延方面SA 占優(yōu)（控制面時延NSA 相比SA 至少多500 ms，考慮切換多約1.2 s），移動連續(xù)性方面初期NSA 占優(yōu)。

圖1 NSA 方案（Option3 系列）組網(wǎng)結(jié)構(gòu)及接口示意圖

1.3 網(wǎng)絡(luò)改造與建設(shè)成本

NSA 需對4G EPC 核心網(wǎng)進(jìn)行升級，4G 無線網(wǎng)需件升級雙連接功能；NSA 相關(guān)投資與改造在未來演進(jìn)為SA 時均不能重用。SA 核心網(wǎng)需完全新建且需進(jìn)行存量用戶數(shù)據(jù)遷移，4G 無線網(wǎng)軟件升級支持互操作；SA 初期投資大[1]。

1.4 設(shè)備廠家限制

廠家因素：SA 可實(shí)現(xiàn)4G/5G 廠家解耦，NSA 同廠家性能較好，異廠家間協(xié)同困難，上行速率下降明顯，NSA 錨點(diǎn)選擇影響5G 布局。

NSA 組網(wǎng)方案下，現(xiàn)網(wǎng)4G 基站應(yīng)進(jìn)行系列改造以支持4G 基站與5G 基站之間的雙連接建立與管理，如X2 接口上雙連接建立、修改、變更、釋放等信令流程，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性等。

SA 組網(wǎng)方案下，現(xiàn)網(wǎng)4G 基站應(yīng)進(jìn)行升級改造以支持4G、5G 系統(tǒng)間互操作，如Xn 接口、小區(qū)重選和切換等。

表1 SA/NSA 不同方案邊緣速率比較表

2 NSA 組網(wǎng)錨點(diǎn)選擇

2.1 NSA 不同頻段錨點(diǎn)端到端支持情況分析

基站側(cè)具備全頻段錨點(diǎn)支持能力，實(shí)驗(yàn)室測試通過后才能啟動外場測試，基站廠家自行開展的主設(shè)備與自研TUE 的NSA 測試有部分進(jìn)展，中興、華為已完成與1.8G、1.9G、2.6G 錨點(diǎn)的TUE 驗(yàn)證；面向2020年商用，F(xiàn)DD 1.8G 錨點(diǎn)、TDD 1.9G 錨點(diǎn)端到端產(chǎn)業(yè)鏈支持情況相對較好。

2.2 不同錨點(diǎn)的室外連續(xù)覆蓋性能分析

NSA 架構(gòu)中，錨點(diǎn)是5G 基站接入網(wǎng)絡(luò)的通道，錨點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)的連續(xù)覆蓋性能影響用戶對5G 網(wǎng)絡(luò)的移動性感受。尤其對于5G 語音，它通過VoLTE 實(shí)現(xiàn)，采用錨點(diǎn)承載，如果錨點(diǎn)連續(xù)覆蓋性能較差，5G 用戶語音感受將可能劣于現(xiàn)網(wǎng)VoLTE，影響用戶體驗(yàn)。故從網(wǎng)絡(luò)連續(xù)覆蓋角度，應(yīng)優(yōu)選連續(xù)覆蓋率高的頻點(diǎn)作為錨點(diǎn)[2]。

2.3 不同錨點(diǎn)的小區(qū)邊緣速率分析

5G NSA 終端通過錨點(diǎn)進(jìn)行4G 和5G 雙連接。當(dāng)錨點(diǎn)基站與5G 基站同廠家時，可通過廠家私有算法設(shè)置靈活的分流策略，根據(jù)5G 覆蓋情況采取4G 和5G同時承載流量或4G 單獨(dú)承載等措施，避免5G 單獨(dú)承載時小區(qū)邊緣速率掉坑；其中1.8G 同廠家錨點(diǎn)對上行邊緣速率提升尤其明顯。當(dāng)錨點(diǎn)與5G 基站異廠家時，無法進(jìn)行用戶面數(shù)據(jù)傳輸分流，上行邊緣速率較低。故從小區(qū)邊緣速率角度，應(yīng)優(yōu)選與5G 同廠家的4G 頻段制式作為錨點(diǎn)，當(dāng)1.8G、1.9G、2.6G 均為同廠家時可優(yōu)選1.8G 作為錨點(diǎn)。

2.4 不同錨點(diǎn)的移動性管理復(fù)雜度分析

在小區(qū)重選、切換等方面，網(wǎng)絡(luò)可為5G NSA 終端和現(xiàn)網(wǎng)4G 終端分別配置兩大類獨(dú)立的頻點(diǎn)優(yōu)先級。例如，通過不同的切換或重選參數(shù)設(shè)置，使現(xiàn)網(wǎng)4G 終端切換或重選時按TDL 2.6G、FDD 1.8G、TDL 1.9G 的優(yōu)先級順序選擇頻點(diǎn)，而NSA 終端按錨點(diǎn)優(yōu)先級順序（如FDD 1.8G、TDL 1.9G、TDL 2.6G）選擇頻點(diǎn)，從而避免NSA 終端從非錨點(diǎn)到錨點(diǎn)的無用切換，減少對4G 現(xiàn)網(wǎng)的影響。

NSA 的移動性管理復(fù)雜度遠(yuǎn)高于SA，基于NSA網(wǎng)絡(luò)可為4G 終端和5G 終端設(shè)置不同的4G 駐留與切換策略，不同錨點(diǎn)的移動性管理復(fù)雜度相當(dāng)。

2.5 設(shè)備廠家因素

考慮到5G 基站與4G 錨點(diǎn)同廠家對小區(qū)邊緣速率有利，5G 基站應(yīng)與4G 錨點(diǎn)同廠家。如果5G 覆蓋區(qū)域內(nèi)FDD1800 與TDL 同廠家，則5G、FDD1800、TDL均為同廠家，錨點(diǎn)選擇1.8G 或1.9G 均可，不影響5G廠家分配。如果5G 覆蓋區(qū)內(nèi)FDD1800 與TDL 異廠家，不同的錨點(diǎn)選擇將出現(xiàn)如下狀況。

方案一：如果選1.9G 作為錨點(diǎn)，則5G 與TDL 同廠家，與FDD1800 異廠家。

可順利利用4G、5G共模AAU開 通TDL D 3D-MIMO，保證TDL D 頻段容量，保持天面簡潔，實(shí)現(xiàn)4G/5G 頻譜共享協(xié)同以及TDL 內(nèi)部（D、F 頻段）負(fù)載均衡。

方案二：如果選1.8G作為錨點(diǎn)，則5G與FDD1800 同廠家，與現(xiàn)網(wǎng)TDL 異廠家。

由于5G 與TDL 異廠家，如果5G 僅使用單模設(shè)備，將無法實(shí)現(xiàn)D 頻段內(nèi)的4G 和5G 協(xié)同（無法實(shí)現(xiàn)頻譜共享等特性），天面簡潔度也不如方案一；如果5G 采用4G、5G 共模設(shè)備，并反向替換現(xiàn)網(wǎng)TDL D 設(shè)備，將造成TDL F 頻段與D 頻段異廠家，不利于TDL 內(nèi)部的負(fù)載均衡，且在現(xiàn)網(wǎng)中無先例。

2.6 “指定錨點(diǎn)”與“靈活錨點(diǎn)”方案

“指定錨點(diǎn)”可以為同區(qū)域指定同一錨點(diǎn)，也可以為不同區(qū)域指定不同的單一錨點(diǎn)。為使用戶獲得更好的移動連續(xù)性體驗(yàn)，異頻指定錨點(diǎn)不應(yīng)插花設(shè)置。

“靈活錨點(diǎn)”指配置多個錨點(diǎn)，用戶終端根據(jù)錨點(diǎn)優(yōu)先級以及自身所處位置的信號測量判決條件選擇其中一個錨點(diǎn)進(jìn)行業(yè)務(wù)。

表2 兩種錨點(diǎn)方案的優(yōu)劣勢對比表

技術(shù)上可以實(shí)現(xiàn)“指定錨點(diǎn)”方案或“靈活錨點(diǎn)”方案，兩種錨點(diǎn)方案的優(yōu)劣勢如表2 所示。

錨點(diǎn)選擇應(yīng)綜合考慮上述端到端產(chǎn)業(yè)支持度、網(wǎng)絡(luò)性能、4G 廠家現(xiàn)狀等因素。某地區(qū)5G 工程建設(shè)，綜合實(shí)踐后擬采用FDD1800 網(wǎng)絡(luò)作為NSA 的錨點(diǎn)，建設(shè)FDD1800 連續(xù)覆蓋網(wǎng)絡(luò)。市區(qū)以北為5G/4G（TDD）同廠家，有利于網(wǎng)絡(luò)融合，提高網(wǎng)絡(luò)性能，降低工程難度；市區(qū)以南5G+FDD1800 和4G（TDD）不同廠家，需要新建TDD 網(wǎng)絡(luò)保障5G 基站具備反向開通3DMIMO 能力。

3 結(jié)論

本文分析研究了SA/NSA 組網(wǎng)方案和NSA 組網(wǎng)錨點(diǎn)選擇，以供參考。