基于锚点让渡的5G NSA共享技术研究

苏凤轩 钟豫粤 陈楚雄

摘  要：为了降本增效，电信运营商在5G共建共享上进行网络的深度融合。5G NSA组网中，承建方4/5G基站要同设备厂家部署。对于特殊场景，承建方无法实现同厂家同步建设的情况下，文章对基于锚点让渡的5G NSA共享技术进行了研究。结合理论推理和试点实验的方法，进行运营商之间NSA S1和X2接口互联互通和锚点让渡4/5G互操作系统参数研发，证明基于锚点让渡的5G NSA共享技术可行。在南沙区、黄埔区的试点结果表明，该技术能有效解决5G共建共享中的锚点选择问题。

关键词：5G NSA 共享;锚点让渡;无线优化

中图分类号：TN929.5        文献标识码：A文章编号：2096-4706（2021）13-0051-04

Research on 5G NSA Sharing Technology Based on Anchor Transfer

SU Fengxuan， ZHONG Yuyue， CHEN Chuxiong

（Guangzhou Branch of China United Network Communications Co.， Ltd.， Guangzhou  510335， China）

Abstract： In order to reduce cost and increase efficiency， telecom operators carry out in-depth network integration on 5G co construction and sharing. In 5G NSA networking， the Contractor’s 4/5G base station shall be deployed with the equipment manufacturer. For special scenarios， when the contractor cannot carry out synchronous construction with the manufacturer， this paper studies 5G NSA sharing technology based on anchor transfer. Combined with the methods of theoretical reasoning and pilot experiments， the interconnection of NSA S1 and X2 interfaces between operators and the development of 4 / 5G interoperability system parameters of anchor transfer are carried out， which proves that the 5G NSA sharing technology based on anchor transfer is feasible. The pilot results of this technology in Nansha District and Huangpu District show that it can effectively solve the problem of anchor point selection in 5G co construction and sharing.

Keywords： 5G NSA sharing; anchor transfer; wireless optimization

0  引  言

根据3GPP协议、5G NSA组网结构，4G基站作为锚点负责控制面信令处理，5G基站作为业务信道辅载波，两者之间由X2接口進行连接。由于每个厂家的X2接口协议有所不同，所以4/5G基站要同厂家部署。对于特殊场景，承建方受设备厂家供货能力等条件影响，往往4/5G无法同厂家同步建设，例如广州的南沙、黄埔区域。如果按照早期的承建方提供4/5G的思路，那么5G要以4G厂家为对标，面临较大量的搬迁规整，这不仅耗费巨大的搬迁拆装费用，还将延误5G共建网络建设的进度。这种情况下，拟进行基于锚点让渡的5G NSA共享技术的研究，解决5G共建共享中的锚点选择问题。

1  锚点让渡的5G NSA共享技术

基于异运营商的锚点让渡方案，其创新点在于打破了5G承建方提供4G锚点的思路，根据承建方和共享方4/5G网络的实际建设情况，选择共享方4G锚点来完成5G NSA网络共享。锚点让渡涉及4G的共享，需要解决S1接口、X2接口的互联互通。广州电联IPPAN承载网路由已经打通，双方基站网元、核心网元通过共享IP地址互相访问，为跨运营商的S1、X2接口建立提供了互联互通的条件。前期对于电联4G同厂家的场景，电信、联通各自用自己的4G基站做锚点，连接到承建方的5G基站，共享承建方的5G，称作双锚点方案。双锚点方案实施说明同厂家设备，不同运营商网管4～5之间的X2接口可以建立成功。锚点让渡方案中电联间S1接口、X2接口互联互通跟双锚点方案同理，理论上是可行的。其关键技术是跨运营商NSA S1和X2接口互联互通和锚点让渡4/5G互操作参数优化。

1.1  共享组网结构

早期推荐的5G NSA共建共享方案有单锚点方案和双锚点方案。NSA单锚点方案有体现跨运营商4G S1接口打通，NSA双锚点方案有体现跨运营商4-5的X2接口打通。而锚点让渡方案则是同时将跨运营商4G S1和X2接口都互联互通。单锚点和双锚点方案组网如图1所示。锚点让渡方案示组网如图2所示。

1.2  跨运营商NSA S1和X2接口互联互通

共享方让渡4G锚点，需要跨运营商NSA S1和X2接口互联互通。通过打通两个运营商的传输承载网，每个基站网元均有自己的业务IP地址和共享IP地址，双方能够访问友商的核心网和4/5G基站网元。

运营商之间的传输承载网打通后，共享的NR和4G锚点就可以通过IP地址设置建立基站到核心网的S1链路和本基站到对端基站的X2链路，难点在于4G基站所属不同运营商、不同网管。4G到5G之间的信令交互通过X2接口进行交互，必须保证底层承载网在电联之间打通，以及X2链路本端和对端IP设置正常，跨运营商的X2接口才能建立成功。其中X2链路是根据4～5邻区关系来配置的，因为终端会根据邻小区列表进行5G信号测量，发起5G加腿请求，才需要用到4～5的X2接口来传递信令。由于4～5邻区是多对多关系，尤其是跨运营商网管的情况下，X2链路人工配置会带来非常庞大的工作量。华为网管支持LTE X2自建立自删除的SON功能，通过管理员交换电信、联通两家的OMC配置文件，网管能够根据4～5邻区对指定的网元对象自动添加或删除X2链路，用命令打开相应的开关设置。

华为OMC网管的SON功能，虽然能通过交换电联双方网管的配置文件，可以做到根据4～5邻区关系自动建立X2链路，但是由于4G锚点基站和5G基站是多对多关系，而一个基站的X2链路配置条数是有限制的，从而会导致X2满配而无法再添加X2链路。另外，当对方网管的基站发生断站或IP变更时，原自动添加的X2链路发生故障导致业务失败。实施过程中，注意以下两点：

一是严格控制4～5邻区对的数量。南沙、黄埔郊区范围的，最多不超过1公里两层基站配置邻区关系，4～5邻区对过多，X2链路有可能超出条数的控制，控制4～5邻区对的数量能减少X2满配的问题。

二是4/5基站分配新的共享IP段，需传输专业检查承载网数据配置是否正确完整。确保新分配的共享IP地址能够在电联双方的承载网互联互通。

1.3  4/5G互操作系统参数

共享方让渡4G锚点，需要研究4/5G互操作方案，主要考虑承建方NSA用户驻留共享方锚点以及用户拨打volte时回落返回承建方4G的问题。另外让渡方共享4G，会导致承建方4G终端也会驻留在让渡方4G小區，给让渡方4G小区的负荷和业务体验造成影响，因此互操作方案也要考虑普通4G用户迁回承建方4G网络的策略：

（1）承建方NSA用户。承建方5G用户通过锚点优选上共享锚点。

（2）承建方4G用户。通过连接态和空闲态将承建方4G用户迁移回承建方4G小区/承建方5G用户拨打volte时通过业务分层迁移回承建方4G小区。

（3）共享方NSA用户。使用方5G用户通过使用方共享锚点添加承建方共享5G。

锚点让渡网络参数策略主要是4/5G互操作，关键是“一上”“二下”的参数配置。“一上”是承建方NSA用户通过锚点优选选上让渡方共享的锚点。“二下”是指通过连接态和空闲态将承建方普通4G用户迁回承建方4G小区，以及承建方NSA用户拨打VoLTE语音时通过业务分层迁回承建方4G小区。锚点让渡方案互操作策略如表1所示。

“一上”，通过PCCFREQCFG 参数设置让渡方4G锚点小区的频率优先级。

“下”连接态或空闲态将承建方4G用户迁回，通过FreqPriorityHoSwitch、NsaDcUeLteFunActivationSw两个参数设置基于频率优先级的异频切换，FreqPriorityHoSwitch设置开，NsaDcUeLteFunActivationSw设置关，通过频率优先级切换将4G用户迁走，5G用户不生效。

“二下”volte业务将承建方4G用户迁回，通过ServiceIfdlearFcncrp参数设置基于业务的异频切换策略配置，通过业务策略组定义承建方volte业务的频点优先级，通过业务频率优先级将4G用户迁走。

前期对于电联4G异厂家的场景，共享方5G终端通过锚点优选连到承建方的4G共享锚点，再连接承建方的5G，称作单锚点方案。单锚点方案实施说明通过NSA用户频点优先级参数和4G用户基于业务的异频切换优先级参数可以成功实现锚点优选以及4G用户迁回的策略。因此锚点让渡方案中锚点优选以及4G用户迁回的策略跟单锚点方案同理，理论上是可行的。锚点让渡方案4/5G互操作参数策略如图3所示。

2  试验效果

2.1  锚点让渡5G NSA共享实施方案

基于南沙区、黄埔区电联4/5G网络不能同厂家同步建设，采用了承建方为5G主导，共享方让渡4G锚点NSA共享组网。实施方案先通过单站试点实验，再进行南沙、黄埔区整体实施。

2.1.1  单站试点

在南沙区选取广州南沙坤豪、广州番禺金洲两个5G单站做试点实验。下面是实验的主要步骤：

（1）共享方坤豪大厦、番禺金洲两个4G锚点分配共享IP地址和VLAN。

（2）承建方南沙坤豪、番禺金洲两个5G基站的分配共享IP地址和VLAN。

（3）5G NR站和4G锚点站分别连接到双方核心网。

（4）配置共享方4～承建方5的邻区对与X2链路，4～5邻区需添加共享方的PLMN映射。

（5）5G NR站和4G 锚点站同时广播双方的PLMN，终端基于PLMN选网。

（6）承建方4G开通锚点优先级选择功能。

单站试点结果表明：5G NR和4G锚点均能正常工作，锚点让渡的5G NSA共享技术可行。

2.1.2  南沙黄埔整体实施

基于南沙区、黄埔区电联4/5G网络的复杂性，按以下方案进行5G共建共享规整：

（1）梳理区域内电联的4/5G网络布局情况。

（2）以承建方为主导，共享方去重保留同厂家5G基站。

（3）共享方让渡4G锚点。

（4）将承建方NSA用户优选到共享方让渡的4G锚点上。

（5）完成5G同频组网。

实施锚点让渡后，电联双方的同厂家5G共享区域扩大，规模增倍。后续电联双方可以通过站点置换，有效利用现网站点，快速扩大共享站点规模，加快网络连片部署进度，形成生产力，如图4所示。

2.2  实施效果

单站试点、连片试验、南沙黄埔整体实施，均验证了锚点让渡的5G NSA共享技术可行，网络质量指标明显提升，研究达到预期目标。

2.2.1  业务增长

方案实施前后一周流量对比显示，南沙区域5G网络日均总流量由268.5 GB上升至426.02 GB，上升幅度为58.66%，运营商A的5G用户日均总流量由68.17 GB上升至222.82 GB，上升幅度为226.85%，運营商B的5G用户日均总流量由200.33 GB上升至203.20 GB，上升幅度为1.43%。

2.2.2  用户感知

方案实施前后用户感知明显提升，用户下行速率平均增长84.09 Mbps;电联用户多流占比RANK3，4增长1.75%，CQI<3改善0.64%;SgNB添加成功率提升10.22%;站间变更成功率提升4.26%，用户感知明显提升。

2.2.3  DT路测结果

运营商A用户路测翻频前后覆盖率由72.26%上升到96.79%，上升24.53pp，驻留比由68.03%提升到80.65%，提升12.62pp;速率369.67 Mbps上升到449.64 Mbps，上升79.97 Mbps。

运营商B用户路测翻频前后覆盖率由92.29%提升到94.87%，提升2.58pp，驻留比由81.56%提升到81.58%，提升0.02pp;速率518.49 Mbps上升到622.08 Mbps，上升103.59 Mbps。

锚点让渡区域5G同频组网后，共享锚点连续覆盖，用户体验有所改善，业务感知良好，5G驻留比和业务量提升明显。

3  结  论

基于异运营商的锚点让渡的5G NSA共享技术研究，是在5G共享的单锚点和双锚点技术基础上，结合广州电联目前4/5G网络建设现状进行的创新。关键技术是跨运营商NSA S1和X2接口互联互通和锚点让渡4/5G互操作参数优化。通过华为厂家OMC的LTE X2自建立开关设置，解决跨运营商网管的4-5 X2链路配置和维护问题。通过“一上”“二下”的4/5G互操作参数策略优化，解决承建方NSA用户优选让渡方锚点、以及4G用户迁回承建方4G网络的问题。项目研究结合理论推理和试点实验的方法，均证明异运营商的锚点让渡的5G NSA共享技术可行。广州电联在南沙区、黄埔区因地制宜，用这种共享技术解决5G NSA网络共享，通过置换减少站点拆装规模，显著降低双方在共享区站点的网络调整成本，而且有效利用双方已建设成果，快速扩大开通共享站点规模，形成5G领先优势。

参考文献：

[1] 王强，刘海林，黄杰，等.5G无线网络优化 [M].北京：人民邮电出版社，2020：97+127+181+234.

[2] 达尔曼，巴克浮，舍尔德.5G NR标准：下一代无线通信技术 [M].北京：机械工业出版社，2019：43-86+186.

[3] 于洋，王伟京，纪钢，等.5G共建共享边界优化案例与探讨 [J].邮电设计技术，2020（6）：75-79.

[4] 许国平，刘宏嘉，李贝，等.基于NSA架构的4G/5G协同优化研究 [J].邮电设计技术，2021（3）：37-41.

[5] 张国光，赵煜，付斐，等.基于5G共建共享下NSA和SA互操作应用研究 [J].江苏通信，2021，37（1）：12-16.

[6] 蒋声铭，裴蕾，罗通武.5G网络NSA组网及锚点选择分析 [J].通信电源技术，2020，37（6）：170-171+173.

作者简介：苏凤轩（1975—），女，汉族，广东广州人，项目经理，高级工程师，工程硕士，研究方向：5G、无线优化;钟豫粤（1975—），男，汉族，广东韶关人，部门经理，高级工程师，工程硕士，研究方向：5G共建共享、移动通信;陈楚雄（1975—），男，汉族，广东惠州人，项目经理，工学学士，研究方向：5G、无线优化。