吕江伟，卓 毅

（中国移动通信集团设计院有限公司 陕西分公司，陕西 西安 710000）

0 引 言

自我国工信部于2019年向运营商发放5G商用牌照以来，我国5G建设工作不断加快。结合5G建设历程来看，在组网初期阶段，多数运营商为快速推进5G业务，选择采用NSA网络进行组网。这种网络架构通过对存量制式网络资源的合理利用，为个满足个人用户大带宽业务需求奠定了良好基础，但难以达到端到端网络切片和超低时延等要求。因此，有必要运用NSA与SA共建模式开展5G平滑演进。

1 NSA、SA的特征分析

目前，5G网络中的NSA网络和SA网络分别以NSA Option 3x和SA Option2为主。这两种网络架构主要具有以下3方面特征。

1.1 移动性体验

随着人们对数据传输要求的升高，网络架构的移动性体验（用户感知）逐渐成为网络建设工作的重点之一。NSA网络和SA网络在移动性体验方面略有差异。其中，NSA网络用户的承载范围限定于LTE网络内，由移动性管理复用当前LTE既有的移动性管理。随着网络的运行，当UE超出NR覆盖范围时，用户数据维持正常LTE连接状态，直至UE再次回到覆盖范围内，数据恢复正常传输[1]。而SA网络由于初期NR覆盖较少，因此当出现异制式inter-RAT切换时，用户的数据面可产生300 ms的时延。

1.2 快速部署能力

5G网络的部署是一个长期过程。在网络部署过程中，所选网络架构的快速部署能力直接影响5G网络的部署效率。相对于SA而言，NSA的快速部署能力较强。对于运营商而言，运用NSA部署5G网络，可降低部署风险并减少形成短期高投入问题[2]。以NSA语音方案为例，2G/3G网络CSFB即可满足NSA的基本语音要求。而在以SA部署5G网络时，如果VoLTE网络尚未达到全面覆盖标准，那么用户在使用网络期间的语音接入时长可达8 s左右，且通信过程中容易出现回落状况，回落次数为2次。

1.3 全业务接入支持状况

与4G相比，5G的应用范围更加广泛。5G丰富的业务类型，对网络架构的全业务接入支持度提出了较高的要求。以NSA Option 3x组网时，5G网络在移动通信技术方面的应用效果可得到良好保障，但这种网络架构难以为5G在大规模物联网和增强型移动宽带等物联网场景中的应用提供必要支持。相比之下，配置NGC核心架构的SA Option2对全业务接入的支持度较高。当SA的R16和R17版本完成后，该网络架构基本可满足网络的多样化业务接入要求。

2 NSA、SA共存网络架构能力对5G平滑演进的重要性

结合当前5G网络建设现状来看，NSA和SA共存网络架构能力对5G平滑演进十分重要。

2.1 满足漫游客户接入要求

从5G网络的用户群体构成来看，除了一般用户外，漫游用户也在用户群体中占据着较为重要的地位。单纯以NSA或SA组网时，部分SA签约用户（或NSA用户）容易因网络不匹配而无法使用5G网络。此外，用户终端网络支持的局限性，仅支持SA或仅支持NSA也会对漫游客户的接入形成一定限制。NSA+SA网络架构如图1所示。在NSA和SA共存网络能力的支持下，无论漫游用户终端所支持或签约网络的网络为NSA、SA还是NSA/SA，漫游用户可通过完善的网络架构达成接入5G网络的目标。

图1 NSA+SA网络结构

2.2 提高网络部署效率

通过分析NSA和SA网络架构的特征可发现，相较于SA而言，NSA具备更佳的快速部署能力。但SA在支持全业务接入方面的优势，提高了其在5G组网中的应用价值。根据上述特征可判断，单纯以NSA进行5G组网并不可行，而单纯以SA组网则会延长运营商的网络部署时间。相比之下，NSA和SA联合的组网模式可有效提高5G网络的部署效率。

2.3 保障用户终端体验的一致性

手机是一种关键移动终端。结合近年来的5G网络建设进程来看，为促进5G网络的推广，高通、华为以及英特尔等均推出了针对手机移动终端的5G芯片。但随着5G网络建设进程的不断深入，用户可能面临终端体验不一致的问题。以高通的5G芯片为例，由于5G网络前期采用NSA架构进行建设，因此该公司的5G芯片仅支持NSA网络。而当开始运用SA网络架构建设5G网络时，使用高通芯片的用户将面临无法将终端接入SA网络的困境[3]。相比之下，NSA和SA共建共存的模式可为用户提供丰富的选择。在该模式下，原有NSA终端可正常使用，而使用SA终端的用户也可顺利接入网络。由此可见，这种共建方案有助于保障用户终端体验的高度一致性。

3 NSA与SA共存网络架构能力下的5G平滑演进方案分析

NSA与SA共存网络架构能力下，5G网络的可行平滑演进方案包含以下3种。

3.1 全SA组网

在5G平滑演进中，全SA组网的共享方案如图2所示。先在原NSA共享区域内将部分5G基站软件由单纯支持NSA模式升级为支持NSA+SA模式，再将其双上联至双方的5G核心网内。另外，在5G共建区域内，以SA单模基站进行组网，完成后将其双上联至双方5G核心网中。

图2 全SA组网共享方案

以全SA组网方案推动5G平滑演进时，要求终端设备支持SA模式，要求网络支持4G和SA互操作，支持VoLTE与VoNR业务的切换。经该方案开展5G平滑演进，运营商需投入较多资金，加之SA部署速度较慢，运营商可能会面临一定的投资风险。

从理论层面来看，经该方案完成5G网络的平滑演进后，5G网络业务和用户体验方面将产生如下变化。首先，NSA终端使用限制。由NSA架构升级为全SA组网方案后，原有NSA终端无法继续使用5G服务，对于持有NSA终端的用户而言，这种演进方式的体验较差。其次，支持全场景业务。全SA方案可支撑全场景业务，有助于扩展5G网络的应用范围。最后，语音方案用户体验较差。考虑到网络部署能力（速度），全SA网络的初期语音方案选用EPS Fallback。在该语音方案下，用户在使用通话服务时，移动终端的数据业务和语音业务均回落为4G网络。

3.2 NSA+SA混合组网

以5G平滑演进为要求的NSA+SA混合组网方案，如图3所示。实现该方案的流程为保留原NSA共享区域不做改动，允许NSA继续接入5G网络，并在5G新建区域内设置SA单模基站，由SA单模基站进行网络共享，同时将其双上联至网络架构中的双方核心网内。

图3 NSA+SA混合组网方案

相较于全SA组网而言，NSA+SA混合组网对网络建设的要求相对简单，要求终端设备支持NSA和SA的双向切换，可依据网络能力进行自适应选择。此外，要求网络在SA区域初期支持VoLTE业务，后期支持VoNR与VoLTE的业务切换。

经该方案完成5G平滑演进后，网络业务和用户体验方面的变动主要在于以下几点。第一，区域业务支持差异化。以全SA方案为支撑的5G平滑演进中，整个网络系统区域内的业务支持范围高度一致。在NSA+SA混合组网模式下，SA区域可支持全场景业务，而NSA区域则仅支持增强型移动宽带业务。第二，NSA单模终端用户体验较差。在该方案下，使用NSA单模终端的用户仅可于NSA区域范围内使用5G服务，用户体验相对较差。例如，某运营商在评估NSA+SA混合组网方案的应用效果时，以布设测点形式开展评估。测点的锚点小区功率和发射功率分别为40 W和200 W，塔高参数为40 m，将5G挂放于高度39 m的第一平台，而锚点基站则挂放于高度36 m的第二平台。在NSA区域内，开展拉远测试和呼叫质量拨打测试评估，结果均提示数据传输质量和语音通话质量欠佳。第三，边界干扰。用户需在网络交界使用5G网络时，易受切换时延影响而产生边界干扰。

3.3 全NSA/SA双模组网

全NSA/SA双模组网方案如图1所示。从网络架构来看，经该方案实现5G平滑演进的流程是将5G网络中的原NSA共享区域全面升级为NSA/SA双模基站，由双模基站继续开展网络共享。另外，在新建区域内，直接以NSA/SA双模基站开展组网共享，并将基站双上联于对应核心网内。

全NSA/SA双模组网方案要求5G网络的终端设备支持VoLTE业务、VoNR业务以及NSA单模终端的网络搜索功能，要求网络支持4G和5G间的互操作。此外，要求SA区域支持VoLTE业务、VoLTE以及VoNR的切换。按照这些要求完成5G平滑演进后，5G网络在业务体验方面的变化主要为两点。第一，同时支持NSA和SA。组网完成后，5G网络的所有区域均可同时支持NSA和SA。这一双支持模式可为用户带来良好的服务体验。第二，边界干扰。在不同网络架构的边界区域，双模终端可能因切换时延而出现边界干扰。为进一步改善用户体验，需参照全NSA/SA组网的特征，合理优化4G、5G间互操作参数。

4 结 论

综上所述，运用NSA与SA共存网络架构能力推动5G平滑演进具有一定的现实意义。为了促进5G网络的普及，改善用户体验，可参照5G平滑演进的要求，评估各类方案的优缺点，择优选择最佳方案，作为助力5G网络发展的关键要素。此外，为加快5G网络建设进程，还可参照以往经验，不断优化网络架构模式，以满足用户的多样化需求。