5G NSA 与SA 混合组网方案探讨

吴碧霞

（闽北职业技术学院，福建 南平 353000）

2019 年6 月6 日，工业和信息化部正式颁发5G 商用牌照，到2019 年年底，我国三大电信运营商建成5G 基站超13 万座，受限于当时的技术成熟度和手机终端条件，5G 基站均采用非独立组网（Non-Standalone，NSA），其向独立组网（Standalone，SA） 平滑升级演进是从2020 年开始的大趋势之一。推进5G SA 的快速演进早已是行业共识，实现5G SA 才能真正发挥5G 高速上网、低时延、大连接的网络特性，用户才能体验到更快的速度、更优的质量、更丰富的应用。2020 年我国开始大规模建设以SA 为主的新基站，建设过渡期需采用NSA 和SA 混合组网。中国联通和中国电信（以下简称“电联”） 在全国范围内合作共建一张5G 网络，更进一步增加了组网的复杂性。本文从NSA和SA 干扰、资源和改造需求、方案的适用性、网络优化复杂度、后续演进等方面，分析共建共享情景下不同组网方案的优劣性并给出组网方案建议，供后续5G 网络规划建设参考。

1 5G 组网方式

在最早冻结的5G NSA 下，5G 仅仅作为4G 的补充，分担4G 的流量，无法单独工作。5G SA 的标准化比NSA 足足慢了半年之久。考虑到电信运营商现网的演进和尽量减少初期过大的投资规模，在第三代合作伙伴计划（3rd Generation Partnership Project，3GPP） R15 标准中，全球性5G 标准（5G NR） 有SA 和NSA 两种部署选择。SA 模式下，5G NR 采用端到端的网络架构组网；NSA 模式下，5G NR 基站提供业务信道，控制信道依赖于4G 长期演进（Long Term Evolution，LTE） 基站。核心网也有两种部署方式，沿用核心网络（Evolved Packet Core，EPC） 架构升级软件EPC+支持增强移动宽带（Enhanced Mobile Broadband，eMBB） 业务作为过渡部署方式，或者全新部署基于服务化架构的5G 核心网（5G Core Network，5GC）[1]。两种组网方式见图1。

图1 5G NSA 和5G SA 组网方式

1.1 SA

SA 包括了组网方式2 和组网方式5，之所以能称之为独立组网，是因为核心网是5GC，无线侧只存在5G NR 一种基站，没有4G 基站和5G 基站混合组网。

1.2 NSA

在“3 系”组网方式中，架构参考的是LTE 双连接。基站在LTE 双连接架构连接态下分为主站和从站，用户终端（User Equipment，UE） 可同时使用至少4G LTE 和5G NR 两个不同基站的无线资源。5G 基站是无法直接连在4G 核心网上面的，要通过4G 基站才能连接到。把“3 系”组网方式里面的4G EPC 替换成5GC，就是“7 系”组网方式。因为核心网是5GC，所以此类方式下的4G 基站都需要升级成增强型4G 基站。在“4 系”组网里，主站为5G 基站，从站为4G 基站，5GC 则是4G 基站和5G 基站共用。

1.3 共建共享

电联在5G NSA 和SA 接入网共建共享中有各自的技术方案。5G NSA 有3 种共建共享技术方案：一是电联各自锚定本网的双锚点技术方案；二是单锚点电联共享载波技术方案；三是单锚点独立载波技术方案[2]。3 种方案的共同点：从网络结构上看，5G NSA 基站都是共享的，4G 锚点站可共享也可不共享，但4G 锚点站需要分别连接到双方各自的4G EPC，同时5G NSA 基站也需要连接到双方各自的4G EPC。5G SA 共享仅需5G 基站连接到双方的5G核心网即可，网络结构相对简单，是双方网络的发展目标。

2 NSA 与SA 混合组网方案

在5G 部署初期，我国三大运营商都选择了NSA 模式，国外运营商大多采用3/3a/3x 组网方式，原因在于：一是利旧（4G 基站和核心网） 可以节省投资；二是快速部署便于抢占市场；三是终端成熟度高能够让用户更早体验5G 高速上网业务。

NSA 是4G 向5G 过渡的网络架构，可以充分利用LTE 网络资源快速平滑引入5G，4G 逐渐退网。但NSA 仅满足个人移动用户大带宽业务的需求，而且需要5G 与4G 同厂商，不利于运营商在采购5G 基站时议价。很多优质的5G 体验必须基于5G 核心网才能实现，行业应用需要的网络超低时延、端到端网络切片等特性必须在SA 网络架构才能提供，且SA 有利于减少投资和降低网络复杂度[3]。因此，国内三大运营商都明确提出要以SA 为目标。2020 年下半年，随着SA 各项技术的逐渐成熟，三大运营商SA 陆续商用。NSA 到SA 的演进不是一蹴而就的，在过渡期间需采用NSA 与SA 混合组网，保障已入网仅支持NSA 的终端可以继续体验5G，而新入网SA 终端的5G 体验会更连续，同时还能快速促进垂直行业生态发展。如何选择NSA 与SA 混合组网方案，是运营商必须解决的问题。电联深度共建共享，更进一步增加了混合组网的复杂性，结合当前两家网络现状，笔者提出以下7 种组网方案可供参考。

1） 方案一：NSA 异频方案。在原有基站单开NSA，翻频到3.5～3.6 GHz，新建基站单开SA，使用3.4～3.5 GHz 频段。该方案关键点在于插花严重区域优化复杂度高，需精细调优，确保用户能够占用NSA 与SA 中信号较强的一个。

2） 方案二：双模同频方案。将原有基站改造为SA+NSA，新建基站单开SA，均使用3.4～3.5 GHz 频段。该方案关键点在于对NSA 客户有干扰，导致NSA 用户感知存在下降风险，另外还需要双模license，并且需在旧IP RAN 上开SA（升级支持IPv6）。

3） 方案三：双模异频方案。将原有基站改造为SA+NSA，同时翻频到3.5～3.6 GHz，新建基站单开SA，使用3.4～3.5 GHz 频段。该方案关键点在于SA 异频切换目前部分终端（高通系终端和部分华为终端） 不支持，影响SA 用户感知；同时也需要双模license 和在旧IP RAN 上开SA（升级支持IPv6）。

4） 方案四：方案1 加SA 连片方案。在原有基站增开SA 载波（3.4～3.5 GHz），原NSA 载波翻频至3.5～3.6 GHz，新建基站单开SA，使用3.4～3.5 GHz 频段。该方案关键点在于需新增板件、传输等资源。

5） 方案五：NSA 连片补足方案。原有基站不变，将原NSA 区域内新建的SA 基站改按NSA 开通，其余新建基站按SA 开通。该方案关键点在于单锚点场景锚点有增加，并且与NSA 不扩大原则背离。

6） 方案六：全量双模方案。将原有基站改造为SA+NSA 双模，新建基站开SA+NSA 双模。该方案关键点在于需双模license，并且与NSA 不扩大原则有背离。

7） 方案七：NSA 替换SA 方案。将原有基站NSA 改造为单开SA，新建基站单开SA。该方案属于一步到位的激进方案，关键点在于现有NSA 客户不能使用5G 业务，过渡期只能驻留4G，感知会明显恶化，SA+NSA 双模终端还需待版本升级后才能驻留SA。

3 方案优劣性比较

3.1 分析比对7 个方案

从NSA 和SA 干扰、资源和改造需求、方案的适用性、集团双频SA 计划、NSA 不扩大原则、NSA 客户感知、SA 客户感知、网络优化复杂度、后续演进等方面对7 个方案进行分析和对比，见第79 页表1。

表1 各方案分析对比

3.2 方案优劣性对比

各方案在网络感知、网络变动和可操作性、后续演进3 个方面的优劣性，见第79 页表2。

表2 各方案优劣性对比

4 方案选择建议

通过上述对比分析，最优的是方案七，即将NSA 替换为SA，该方案优点最多，能够一步到位，但现网大约10%的存量终端仅支持NSA，会导致这部分客户5G 业务从原来可用变成不可用，很可能引起客户投诉，存在很大的服务风险；次优的是方案四，即NSA 异频SA 连片方案，唯一的劣势是需要新增板件才能开通SA 和NSA 双频段，且很可能要新增传输资源，需要增加投资，在当前投资紧张、产出经济效益比较低的情况下，运营商实施的意愿较低；第三优的是方案一，但存在网络插花现象；第四优的是方案三，没有明显的劣势；方案二虽然优势不明显，但可操作性最好，可迅速部署实施；其余方案优势不明显。按照优劣顺序排列：方案七>方案四>方案一>方案三>方案二>方案五>方案六。综合考虑客户感知、网络复杂性、资源投入、后续演进等各方面因素，折中选择方案二可以在现有条件下快速实现，同时跟进优化措施，可以确保客户的使用感知，是电联共建共享情景下最合适的组网方案。如果受SA 技术成熟度影响，侧重考虑快速占领市场的需要，运营商则很可能会选择方案六。

5 结束语

NSA 与SA 混合组网可选方案较多，运营商选择方案时既要考虑技术的优劣，又要考虑客户使用感知、市场竞争需要，且随着用户业务量的变化、技术发展和终端的更新进步等，方案还需要进一步调整和优化。