0 引言

    移動網(wǎng)絡(luò)投資巨大，因此加強運營商之間的協(xié)同合作，推進網(wǎng)絡(luò)共享是快速建成移動網(wǎng)絡(luò)的全國覆蓋，發(fā)揮雙方各自資源最大效用的關(guān)鍵。共建共享技術(shù)可以有效避免運營商之間惡性競爭環(huán)境下重復(fù)建設(shè)，消除網(wǎng)絡(luò)大規(guī)模投資帶來的不確定性風(fēng)險，實現(xiàn)降本增效^[1]。

    網(wǎng)絡(luò)共享技術(shù)通常包括兩種：無線接入網(wǎng)共享與異網(wǎng)漫游。無線接入網(wǎng)共享主要體現(xiàn)在基站的共建共享層面，不同運營商共享同一基站，并分別接入各自核心網(wǎng)，用戶體驗基本等同于自建網(wǎng)絡(luò)；而異網(wǎng)漫游方案則是移動網(wǎng)絡(luò)基站僅接入承建方核心網(wǎng)，雙方核心網(wǎng)對接互通，用戶通過類似于國際漫游的方式享受服務(wù)。兩種方案的網(wǎng)絡(luò)拓撲如圖1所示。

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    兩種方式均具備技術(shù)實現(xiàn)性，但是異網(wǎng)漫游方案對業(yè)務(wù)體驗有一定的影響，具體體現(xiàn)在以下幾個方面：(1)部分業(yè)務(wù)時延大于本網(wǎng)用戶；(2)漫游區(qū)域邊界可能會卡頓或掉話現(xiàn)象；(3)無法支持共享方漫游用戶歸屬等。而接入網(wǎng)共享技術(shù)對業(yè)務(wù)影響較小，且相比異網(wǎng)漫游技術(shù)更容易部署。因此，接入網(wǎng)共享技術(shù)是綜合考慮用戶體驗、業(yè)務(wù)支持、網(wǎng)絡(luò)改造難度、網(wǎng)絡(luò)演進等因素下的移動網(wǎng)絡(luò)部署的最佳策略。

    與4G組網(wǎng)方式不同，5G組網(wǎng)方式包括非獨立組網(wǎng)(Non Stand Alone，NSA)和獨立組網(wǎng)(Stand Alone，SA)兩個選項。NSA采用雙連接方式，5G NR控制面錨定于4G LTE，并利4G核心網(wǎng)EPC。而SA組網(wǎng)方式中，5G NR不依賴4G網(wǎng)絡(luò)，直接接入5G核心網(wǎng)(NG Core，5GC)，形成完整獨立的5G網(wǎng)絡(luò)。針對NSA和SA不同的5G組網(wǎng)方式，共建共享技術(shù)也存在技術(shù)方案的差異^[2-3]。

    本文重點從5G NSA組網(wǎng)方式入手，分別介紹了3種NSA無線接入網(wǎng)共享技術(shù)方案，并提出NSA共享向SA組網(wǎng)方案的共享演進技術(shù)。

1 無線接入網(wǎng)共建共享

1.1 共建共享網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

    無線接入網(wǎng)共建共享技術(shù)是移動網(wǎng)絡(luò)的基站共享，物理上一個基站，而邏輯上為兩個基站，兩個基站分別上聯(lián)接入各自核心網(wǎng)，而承載網(wǎng)需要兩家運營商共享互通。上層的核心網(wǎng)與IT管理系統(tǒng)基本無變化。接入網(wǎng)共享網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

1.2 載波共享技術(shù)方案

    基站實現(xiàn)共享功能有兩種技術(shù)手段：

    (1)獨立載波：獨立載波配置兩個載波(單載波×2)，如圖3所示，該方式在不同的載波上廣播各自的網(wǎng)絡(luò)公共陸地移動網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(Public Land Mobile Network IDentification，PLMN ID)。共享雙方小區(qū)獨立，各家調(diào)度各家資源，不存在業(yè)務(wù)上互相爭搶的情況，不需要考慮資源分配策略，可以使用一些業(yè)務(wù)差異化創(chuàng)新，適用于業(yè)務(wù)量教高的區(qū)域。

    (2)共享載波：共享載波方案配置一個或兩個載波實現(xiàn)頻率資源共享，如圖4所示。共享雙方運營商的小區(qū)共享，小區(qū)內(nèi)同時廣播兩個網(wǎng)絡(luò)號，且使用相同的小區(qū)級特性參數(shù)，具體參數(shù)需雙方協(xié)商統(tǒng)一配置，例如需要協(xié)商分配空口資源，且采用相同的QoS策略。該方案優(yōu)點是載波帶寬可配置，既適用于業(yè)務(wù)量低的區(qū)域(共享單載波100 MHz帶寬)，也適用于業(yè)務(wù)量高的區(qū)域(共享雙載波200 MHz帶寬)。

    獨立載波與共享載波兩種技術(shù)方案詳細對比如表1所示。

    現(xiàn)網(wǎng)部署NSA網(wǎng)絡(luò)除共享5G站外還需同時共享4G錨點站，實現(xiàn)用戶區(qū)隔和互操作，并逐步演進到SA網(wǎng)絡(luò)。SA階段前期的4G網(wǎng)絡(luò)共享類似，技術(shù)和互操作關(guān)系比較成熟。

2 NSA共享技術(shù)方案

    NSA階段4G和5G需要同時共享(5G基站共享，4G基站按需共享)，如圖5所示，需要打通4G基站與5G基站間的X2接口。且4G和5G基站需要同廠家，5G和4G錨點基站同站址，這也給網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃帶來很大難度，在全球范圍內(nèi)無應(yīng)用案例，是共建共享技術(shù)方案實現(xiàn)的一大難點。

    NSA共享技術(shù)的實現(xiàn)方式有兩種：雙錨點與單錨點。雙錨點是5G基站分別連接各自4G錨點基站(4G基站不共享)。單錨點是5G基站連接一個4G錨點基站(4G錨點基站兩家共享，需開通共享功能)。圖5所示為NSA共享示意圖。

2.1 雙錨點技術(shù)實現(xiàn)

    雙錨點實現(xiàn)方式如圖6所示，合作雙方運營商僅共享5G基站，不共享4G基站，由于需要打通X2接口，雙方4G基站與5G基站必須同廠家。5G基站開通共享功能廣播雙方PLMN ID，雙方的4G基站升級至支持錨點功能。此方案適用于雙方4G同廠家區(qū)域，可在對4G改造較小的情況下快速實現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)共建共享。

    雙錨點共享網(wǎng)絡(luò)對5G用戶的開機流程與移動狀態(tài)基本與自建網(wǎng)絡(luò)相同。5G終端開機后，搜索本網(wǎng)4G，駐留在4G錨點基站，在錨點基站的引導(dǎo)下，按需添加5G NR連接。5G終端在移動狀態(tài)下基于本網(wǎng)4G情況，執(zhí)行錨點間的切換，首先斷開5G NR連接，保留4G連接，通過4G切換，切換完成后再次激活5G NR連接。

2.2 單錨點技術(shù)實現(xiàn)

    單錨點實現(xiàn)方式如圖7所示，合作雙方運營商5G和4G錨點基站均共享，且需要同廠家。此方案需要雙方各自申請一個新網(wǎng)號，承建方的4G和5G基站同時廣播老網(wǎng)號和新網(wǎng)號，承建方的4G基站需要擴容承接共享方的5G用戶接入。5G終端出廠需內(nèi)置對方新網(wǎng)號為等效歸屬PLMN，并配置映射關(guān)系。

    在單錨點組網(wǎng)下，5G終端開機后搜索本網(wǎng)4G，本網(wǎng)4G基站識別5G終端并將其引導(dǎo)至承建方4G錨點基站，在錨點基站的引導(dǎo)下按需添加5G NR連接。共享方4G終端開機后，搜索并駐留本網(wǎng)4G，由于不能識別新網(wǎng)號，因此不接入共享的4G網(wǎng)絡(luò)（即錨點站）。5G終端移動時，若終端處于空閑態(tài)，從非共享區(qū)移動到共享區(qū)，共享方5G終端從本網(wǎng)4G基站獲得專用頻點優(yōu)先級，隨后被指引重選到承建方4G錨點站；若終端處于連接態(tài)，從非共享區(qū)移動到共享區(qū)，共享區(qū)域內(nèi)的共享方邊界小區(qū)配置承建方4G PLMN異頻鄰區(qū)，并針對5G終端執(zhí)行切換到承建方4G錨點站。

    對于單錨點技術(shù)實現(xiàn)，根據(jù)錨點站采用載波共享的技術(shù)方式不同又分為共享載波單錨點共享方案與獨立載波單錨點共享方案。這兩種組網(wǎng)方案的優(yōu)缺點與表1單、雙載波對比的特點相同，運營商可根據(jù)現(xiàn)網(wǎng)情況自行選擇，實現(xiàn)5G共享技術(shù)混合組網(wǎng)。

3 SA接入網(wǎng)共享技術(shù)

    NSA階段共享技術(shù)方案復(fù)雜，設(shè)計的改造工作量大，網(wǎng)絡(luò)管理、優(yōu)化難度大，在SA具備商用能力的條件下應(yīng)盡快演進升級至SA的共建共享，改善網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量。因此，接入網(wǎng)技術(shù)方案需要兼顧SA的演進能力，以提升網(wǎng)絡(luò)未來競爭力。

3.1 向SA的網(wǎng)絡(luò)演進

    NSA架構(gòu)下采用4G做錨點站，4G/5G一起共享，5G基站具有從NSA共享向SA共享演進的能力。SA架構(gòu)下新建5G核心網(wǎng)，演進過程如圖8所示。NSA/SA雙模5G基站同時接入4G核心網(wǎng)和5G核心網(wǎng)，NSA可以繼續(xù)共享，與SA共享共存；SA單模5G基站僅連接5G核心網(wǎng)繼續(xù)共享。

3.2 SA組網(wǎng)方案與技術(shù)實現(xiàn)

    SA組網(wǎng)下，接入網(wǎng)共享架構(gòu)與NSA相同(如圖1(a)所示)。VoNR成熟以前需要回落4G用VoLTE解決語音問題，VoNR成熟以后，僅共享5G即可。網(wǎng)絡(luò)改動方面，核心網(wǎng)不需要改造，承載網(wǎng)按需擴容，5G基站需開啟基站共享功能，且配置雙方4G基站作為鄰區(qū)，可回落本網(wǎng)VoLTE，也可回落到承建方的VoLTE?；芈涞匠薪ǚ絍oLTE需5G和4G基站均共享，如圖9所示，若4G基站NSA階段已共享，則無需改造。SA接入網(wǎng)共享具備網(wǎng)絡(luò)切片、MEC等業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)條件，但對于共享方來說時延有所增減。

4 結(jié)論

    在NSA階段的5G共享技術(shù)相對復(fù)雜，本文在多種方案對比研究基礎(chǔ)上，明確了3種技術(shù)解決方案：雙錨點共享技術(shù)方案、單錨點獨立載波技術(shù)方案和單錨點共享載波技術(shù)方案。5G NSA階段通過接入網(wǎng)共享技術(shù)方案可快速部署共享網(wǎng)絡(luò)，大幅節(jié)省運營商們對5G網(wǎng)絡(luò)的投資。同時，本文提出NSA共享向SA共享演進的組網(wǎng)方案與技術(shù)實現(xiàn)，從而保證了5G共享網(wǎng)絡(luò)的未來競爭力。

參考文獻

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作者信息:

周閱天1，李志軍2，陳建剛2，張  新2，朱雪田3

(1.中國電信股份有限公司研究院，北京102209；2.中國電信集團有限公司，北京100033；

3.中國聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信有限公司網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究院，北京100048）