5G NSA 與SA 混合組網方案探討

吳碧霞

（閩北職業技術學院，福建 南平 353000）

2019 年6 月6 日，工業和信息化部正式頒發5G 商用牌照，到2019 年年底，我國三大電信運營商建成5G 基站超13 萬座，受限于當時的技術成熟度和手機終端條件，5G 基站均采用非獨立組網（Non-Standalone，NSA），其向獨立組網（Standalone，SA） 平滑升級演進是從2020 年開始的大趨勢之一。推進5G SA 的快速演進早已是行業共識，實現5G SA 才能真正發揮5G 高速上網、低時延、大連接的網絡特性，用戶才能體驗到更快的速度、更優的質量、更豐富的應用。2020 年我國開始大規模建設以SA 為主的新基站，建設過渡期需采用NSA 和SA 混合組網。中國聯通和中國電信（以下簡稱“電聯”） 在全國范圍內合作共建一張5G 網絡，更進一步增加了組網的復雜性。本文從NSA和SA 干擾、資源和改造需求、方案的適用性、網絡優化復雜度、后續演進等方面，分析共建共享情景下不同組網方案的優劣性并給出組網方案建議，供后續5G 網絡規劃建設參考。

1 5G 組網方式

在最早凍結的5G NSA 下，5G 僅僅作為4G 的補充，分擔4G 的流量，無法單獨工作。5G SA 的標準化比NSA 足足慢了半年之久。考慮到電信運營商現網的演進和盡量減少初期過大的投資規模，在第三代合作伙伴計劃（3rd Generation Partnership Project，3GPP） R15 標準中，全球性5G 標準（5G NR） 有SA 和NSA 兩種部署選擇。SA 模式下，5G NR 采用端到端的網絡架構組網；NSA 模式下，5G NR 基站提供業務信道，控制信道依賴于4G 長期演進（Long Term Evolution，LTE） 基站。核心網也有兩種部署方式，沿用核心網絡（Evolved Packet Core，EPC） 架構升級軟件EPC+支持增強移動寬帶（Enhanced Mobile Broadband，eMBB） 業務作為過渡部署方式，或者全新部署基于服務化架構的5G 核心網（5G Core Network，5GC）[1]。兩種組網方式見圖1。

圖1 5G NSA 和5G SA 組網方式

1.1 SA

SA 包括了組網方式2 和組網方式5，之所以能稱之為獨立組網，是因為核心網是5GC，無線側只存在5G NR 一種基站，沒有4G 基站和5G 基站混合組網。

1.2 NSA

在“3 系”組網方式中，架構參考的是LTE 雙連接。基站在LTE 雙連接架構連接態下分為主站和從站，用戶終端（User Equipment，UE） 可同時使用至少4G LTE 和5G NR 兩個不同基站的無線資源。5G 基站是無法直接連在4G 核心網上面的，要通過4G 基站才能連接到。把“3 系”組網方式里面的4G EPC 替換成5GC，就是“7 系”組網方式。因為核心網是5GC，所以此類方式下的4G 基站都需要升級成增強型4G 基站。在“4 系”組網里，主站為5G 基站，從站為4G 基站，5GC 則是4G 基站和5G 基站共用。

1.3 共建共享

電聯在5G NSA 和SA 接入網共建共享中有各自的技術方案。5G NSA 有3 種共建共享技術方案：一是電聯各自錨定本網的雙錨點技術方案；二是單錨點電聯共享載波技術方案；三是單錨點獨立載波技術方案[2]。3 種方案的共同點：從網絡結構上看，5G NSA 基站都是共享的，4G 錨點站可共享也可不共享，但4G 錨點站需要分別連接到雙方各自的4G EPC，同時5G NSA 基站也需要連接到雙方各自的4G EPC。5G SA 共享僅需5G 基站連接到雙方的5G核心網即可，網絡結構相對簡單，是雙方網絡的發展目標。

2 NSA 與SA 混合組網方案

在5G 部署初期，我國三大運營商都選擇了NSA 模式，國外運營商大多采用3/3a/3x 組網方式，原因在于：一是利舊（4G 基站和核心網） 可以節省投資；二是快速部署便于搶占市場；三是終端成熟度高能夠讓用戶更早體驗5G 高速上網業務。

NSA 是4G 向5G 過渡的網絡架構，可以充分利用LTE 網絡資源快速平滑引入5G，4G 逐漸退網。但NSA 僅滿足個人移動用戶大帶寬業務的需求，而且需要5G 與4G 同廠商，不利于運營商在采購5G 基站時議價。很多優質的5G 體驗必須基于5G 核心網才能實現，行業應用需要的網絡超低時延、端到端網絡切片等特性必須在SA 網絡架構才能提供，且SA 有利于減少投資和降低網絡復雜度[3]。因此，國內三大運營商都明確提出要以SA 為目標。2020 年下半年，隨著SA 各項技術的逐漸成熟，三大運營商SA 陸續商用。NSA 到SA 的演進不是一蹴而就的，在過渡期間需采用NSA 與SA 混合組網，保障已入網僅支持NSA 的終端可以繼續體驗5G，而新入網SA 終端的5G 體驗會更連續，同時還能快速促進垂直行業生態發展。如何選擇NSA 與SA 混合組網方案，是運營商必須解決的問題。電聯深度共建共享，更進一步增加了混合組網的復雜性，結合當前兩家網絡現狀，筆者提出以下7 種組網方案可供參考。

1） 方案一：NSA 異頻方案。在原有基站單開NSA，翻頻到3.5～3.6 GHz，新建基站單開SA，使用3.4～3.5 GHz 頻段。該方案關鍵點在于插花嚴重區域優化復雜度高，需精細調優，確保用戶能夠占用NSA 與SA 中信號較強的一個。

2） 方案二：雙模同頻方案。將原有基站改造為SA+NSA，新建基站單開SA，均使用3.4～3.5 GHz 頻段。該方案關鍵點在于對NSA 客戶有干擾，導致NSA 用戶感知存在下降風險，另外還需要雙模license，并且需在舊IP RAN 上開SA（升級支持IPv6）。

3） 方案三：雙模異頻方案。將原有基站改造為SA+NSA，同時翻頻到3.5～3.6 GHz，新建基站單開SA，使用3.4～3.5 GHz 頻段。該方案關鍵點在于SA 異頻切換目前部分終端（高通系終端和部分華為終端） 不支持，影響SA 用戶感知；同時也需要雙模license 和在舊IP RAN 上開SA（升級支持IPv6）。

4） 方案四：方案1 加SA 連片方案。在原有基站增開SA 載波（3.4～3.5 GHz），原NSA 載波翻頻至3.5～3.6 GHz，新建基站單開SA，使用3.4～3.5 GHz 頻段。該方案關鍵點在于需新增板件、傳輸等資源。

5） 方案五：NSA 連片補足方案。原有基站不變，將原NSA 區域內新建的SA 基站改按NSA 開通，其余新建基站按SA 開通。該方案關鍵點在于單錨點場景錨點有增加，并且與NSA 不擴大原則背離。

6） 方案六：全量雙模方案。將原有基站改造為SA+NSA 雙模，新建基站開SA+NSA 雙模。該方案關鍵點在于需雙模license，并且與NSA 不擴大原則有背離。

7） 方案七：NSA 替換SA 方案。將原有基站NSA 改造為單開SA，新建基站單開SA。該方案屬于一步到位的激進方案，關鍵點在于現有NSA 客戶不能使用5G 業務，過渡期只能駐留4G，感知會明顯惡化，SA+NSA 雙模終端還需待版本升級后才能駐留SA。

3 方案優劣性比較

3.1 分析比對7 個方案

從NSA 和SA 干擾、資源和改造需求、方案的適用性、集團雙頻SA 計劃、NSA 不擴大原則、NSA 客戶感知、SA 客戶感知、網絡優化復雜度、后續演進等方面對7 個方案進行分析和對比，見第79 頁表1。

表1 各方案分析對比

3.2 方案優劣性對比

各方案在網絡感知、網絡變動和可操作性、后續演進3 個方面的優劣性，見第79 頁表2。

表2 各方案優劣性對比

4 方案選擇建議

通過上述對比分析，最優的是方案七，即將NSA 替換為SA，該方案優點最多，能夠一步到位，但現網大約10%的存量終端僅支持NSA，會導致這部分客戶5G 業務從原來可用變成不可用，很可能引起客戶投訴，存在很大的服務風險；次優的是方案四，即NSA 異頻SA 連片方案，唯一的劣勢是需要新增板件才能開通SA 和NSA 雙頻段，且很可能要新增傳輸資源，需要增加投資，在當前投資緊張、產出經濟效益比較低的情況下，運營商實施的意愿較低；第三優的是方案一，但存在網絡插花現象；第四優的是方案三，沒有明顯的劣勢；方案二雖然優勢不明顯，但可操作性最好，可迅速部署實施；其余方案優勢不明顯。按照優劣順序排列：方案七>方案四>方案一>方案三>方案二>方案五>方案六。綜合考慮客戶感知、網絡復雜性、資源投入、后續演進等各方面因素，折中選擇方案二可以在現有條件下快速實現，同時跟進優化措施，可以確保客戶的使用感知，是電聯共建共享情景下最合適的組網方案。如果受SA 技術成熟度影響，側重考慮快速占領市場的需要，運營商則很可能會選擇方案六。

5 結束語

NSA 與SA 混合組網可選方案較多，運營商選擇方案時既要考慮技術的優劣，又要考慮客戶使用感知、市場競爭需要，且隨著用戶業務量的變化、技術發展和終端的更新進步等，方案還需要進一步調整和優化。