5G NSA共建共享模式下不同边界场景移动性策略研究

王晓刚，王 勇，宫 琦，杨晓虹（.中国联通山西分公司，山西 太原 030006；.中国联合网络通信有限公司，北京 00033）

1 概述

2019 年10 月底，国内三大运营商官宣5G 网络正式商用。作为数字社会经济增长的新引擎，新一轮信息科技革命的主角，5G 网络注定是复杂的，其建设不可能一蹴而就。为充分利用已经成熟的4G网络，最大限度降低CAPEX，国内各运营商5G 建网初期均采用NSA 架构。在NSA 模式下，5G 与4G 紧耦合，不可避免带来异厂商互通难、互操作配置复杂等共性问题，后续向SA 演进需多次大规模网络调整，高密集组网、应用场景多、业务需求差异大带来网络架构的空前复杂，无线网络将出现多制式、多频段、多频点共存的局面。因此，开展5G 网络优化方法的研究，做好4G/5G协同优化，是确保5G NSA网络质量领先的关键。

NSA 组网模式下，同一NSA 网络内部必然存在锚点区和非锚点区，形成NSA 网内不同区域之间的边界。共建共享又新增了承建方和共享方等维度，而国内不同省份网络基础不同，所采取的5G NSA网络构架不完全相同，比如南方省份采取中国电信主建，而北方省份大多为中国联通主建，还有一些省市，如四大直辖市、浙江及广东，采用中国联通和中国电信各自承建一半的策略，这样又产生了不同策略5G NSA网络之间的多种边界。

所有这些边界两侧的网络组网策略不完全一样，如果在优化过程中不加以特别处理，非常可能引起承建或共享方的4G 和NSA 用户，穿越边界时，无法顺畅切换，影响用户体验。所以，NSA 组网模式下，在解决上述共性问题的同时，需特别关注边界优化问题。

2 共建共享NSA组网模式下边界分析

共建共享NSA 组网模式下，可能的边界有如下2类。

a）同一本地网内共享区与非共享区边界，考虑共建共享非锚点区可能存在中国联通非锚点区和中国电信非锚点区2种类型，由此导致2种不同的边界。

b）采用不同NSA 组网模式网络边界，如中国联通承建网络和中国电信承建网络，由于中国联通和中国电信的锚点策略不同，形成不同锚点策略网络之间的边界。

2.1 共享和非共享区边界

共建共享模式下，尤其是建网初期，由于NSA 网络覆盖不连续，以及4G 网络本身的多层次特性，导致只有部分或少量4G基站成为锚点，这样必然存在锚点区和非锚点区。由于锚点区和非锚点区互操作策略不同，所以不论共享方用户还是承建方用户，在锚点区和非锚点区互相穿越时，可能存在由于对方互操作策略不同，导致无法穿越，穿越速度慢，或者穿越后，无法选择合适的网层等情况，必然会影响4G 和NSA 用户体验。

为充分展示不同场景下网络特性，以下分析中，中国联通承建以NSA 单锚点共享载波为分析对象，而中国电信承建以NSA 单锚点独立载波为分析对象。双锚点独立载波，情况比较简单，不在此赘述。

对于中国联通承建网络，考虑中国联通现网FDD 1800M 覆盖情况较好，一般选择FDD 1800M 作为锚点网层，采用单锚点共享载波模式，共享和非共享区边界情况如图1所示。

中国电信承建网络，一般选择LTE 2.1G 作为锚点频点，采用单锚点独立载波模式，所以网络构架和中国联通不尽相同，但是共享和非共享区边界基本一样。共享和非共享区边界如图2所示。

2.2 不同组网策略下NSA网络边界

根据NSA 技术规范以及本地网4G 网络现网实际情况，NSA组网策略大致有如下3种。

a）双锚点独立载波组网：主要针对共建共享区域内，LTE网设备厂家为同一厂家的情况。

b）单锚点独立载波组网：针对LTE 网频率资源相对丰富，而LTE 网对共享网层容量需求相对较高的情况。

c）单锚点共享载波组网：针对LTE 频率资源相对紧张，而LTE容量需求相对较低的情况。

不同省（市）网络，甚至是同一省（市）内部不同区域边界两边NSA 网络组网策略有可能不同，根据实际网络状况，可能有图3所示的4种边界。

3 不同边界下互操作策略研究

3.1 边界互操作策略下用户分类

图1 中国联通承建NSA网络共享和非共享区边界示意图

图2 中国电信承建NSA网络共享和非共享区边界示意图

图3 不同策略NSA网络边界示意图

根据中国电信与中国联通于2019 年9 月9 日签署的《5G 网络共建共享框架合作协议书》，将在全国范围内合作共建一张5G 接入网络，现阶段采用NSA 模式的5G 网络。共建共享的只是5G 接入网，现网4G 不进行共享，各自建设和维护。这种网络构架下，针对普通4G 用户以及5G NSA 用户需采取不同互操作策略。而中国电信承建网络和中国联通承建网络下，这2 类用户的互操作策略也不尽相同。考虑上述因素，从边界互操作角度出发，中国电信和中国联通现网用户可归纳为4类：中国电信4G 用户、中国电信NSA 用户、中国联通4G用户、中国联通NSA用户。

边界互操作策略，将针对各类特定用户采取不同的策略，确保共享网络下所有用户在跨越网内不同区域以及不同类型网络时，都能顺畅切换，业务感知不受影响。

3.2 共享与非共享边界互操作策略

3.2.1 中国联通承建NSA共建共享场景

中国联通承建NSA 共建共享模式下，主要涉及中国联通4G 用户和NSA 用户在与中国电信开通共享、未开通共享边界的互操作策略，以及中国电信4G用户和NSA 用户在与中国联通共享、非共享区域边界的共享策略。

对于中国电信4G 和NSA 用户，通过详细分析各种用户在共享和非共享区域边界的活动情况，涉及如下几种情况互操作策略。

a）中国电信4G 用户在共享区的非共享网层和非共享区之间移动，此时不需考虑共享网层影响，只要按现网4G策略，基于覆盖的连接态切换即可。

b）中国电信NSA 用户从非共享区到共享区，这种情况下，需要NSA 用户尽快进入锚点网层，需启用定向切换。

c）中国电信NSA 用户在共享区需尽可能抑制从锚点网层切向非锚点网层，需在锚点小区配置独立性移动参数，使得切出锚点困难。

d）中国电信NSA 用户由于种种原因落入非锚点网层，这时需要尽快返回锚点网层，需要在非锚点网层配置独立移动性参数，使得切入锚点容易。

e）中国电信4G 用户，在中国电信4G 网络非共享网络无覆盖的情况下，需临时接入锚点网层，但是在非共享网络有信号时，需尽快返回非锚点网层，需在锚点小区配置独立移动性参数，确保中国电信4G用户快速返回非共享网络。

对于中国联通4G 和NSA 用户，和中国电信用户移动性情况类似，不过由于中国联通是承建方，所以对于落入共享网络的中国联通4G用户，考虑这些用户在共建共享之前，也可能驻留在FDD 1800M 网络，所以不需快速切离共享网络层，因而相对中国电信用户而言，不需第e）类移动性策略。

中国联通承建NSA 共建共享网络模式下，共享和非共享边界互操作策略如图4所示。

3.2.2 中国电信承建NSA共建共享场景

中国电信承建NSA 单锚点独立载波共建共享模式下，可类比中国联通承建网络构架下的互操作策略，主要涉及中国电信4G 用户和NSA 用户在与中国联通共享、非共享区域边界的共享策略，以及中国联通4G用户与NSA 用户在和中国电信开通共享、未开通共享边界的互操作策略。

不过和单锚点共享载波模式相比，单锚点独立载波模式下，中国电信和中国联通的用户有各自独立的锚点网层，相互间不受影响，所以即便是4G 用户进入锚点小区，也不需快速通过网络策略让4G终端用户返回非锚点网层，只需考虑4G终端在非锚点网层之间基于覆盖的切换，以及NSA 用户从非锚点到锚点的定向切换，锚点小区较难切入非锚点以及从非锚点非常容易切入锚点4种互操作策略。中国电信承建NSA 单锚点独立组网模式下，共享与非共享区边界互操作策略如图5所示。

3.3 不同NSA策略网络边界互操作策略

根据2.2 节分析，不同NSA 策略网络边界的典型特征，归纳了4 类典型边界场景。为适配每类场景的不同特点，制定相应的互操作策略。

场景1：边界两边均为NSA 单锚点共享载波模式，中国电信侧FDD 共享载波使用中国电信FDD 主用频段载波，频点为F1，中国联通侧共享载波使用中国联通FDD主用频段载波，频点为F2。

图4 中国联通承建NSA单锚点共享载波网络共享区与非共享区边界互操作策略示意图

图5 中国电信承建NSA单锚点独立载波网络共享区与非共享区边界互操作策略示意图

这种网络构架下，两端均为单锚点独立载波，但是独立载波频点不一样，为确保两端的NSA 用户都能顺畅切入对端，首先需设置不同的优先级，设置原则如表1所示。

表1 单锚点共享载波边界优先级设置

在不同优先级设置下，具体策略如下。

a）空闲态：通过RRC release的IMMCI字段下发的专用优先级，选择最高专用优先级的锚点载波接入驻留，如果无法驻留，选择次高专用优先级锚点载波接入驻留。

b）连接态：在边界区，存在切换关系的中国联通和中国电信1.8G 锚点小区之间互配F1与F2的异频邻区。中国联通和中国电信NSA 用户在边界区移动时发生1.8G异频切换。

场景2：边界两边分别为单锚点独立载波和单锚点共享载波模式，中国电信侧单锚点独立载波，假定使用中国电信NSA 用户锚点为2.1G F1 频点，中国联通NSA 用户锚点为2.1G F2。中国联通侧共享载波使用中国联通FDD 主要载波，中国电信和中国联通NSA 用户均锚在FDD 1.8G，频点为F3。

这种网络构架下，为确保两端的NSA 用户都能顺畅切入对端，需考虑3个锚点频点之间的互操作，设置3个频点间的不同优先级，设置原则如表2所示。

表2 单锚点独立载波和共享载波边界优先级设置

不同优先级设置下，具体策略如下：

a）空闲态：通过RRC release的IMMCI字段下发的专用优先级，选择最高专用优先级的锚点载波接入驻留，如果无法驻留，选择次高专用优先级锚点载波接入驻留。

b）连接态：在边界区，存在切换关系的中国联通和中国电信锚点小区之间互配F1 与F3 的异频邻区，以及F2 与F3 的异频邻区。中国联通和中国电信NSA用户在边界区移动时发生异频切换。

场景3：边界两边均为NSA 双锚点独立载波和单锚点共享载波模式，假定中国电信侧中国电信用户锚在1.8G，频点为F1，中国联通用户锚在2.1G，频点为F2。中国联通侧，中国联通和中国电信用户均锚在1.8G，频点为F2。

这种网络构架下，两端锚点策略完全不一样，但是都使用了1.8G F2 频点，为确保两端的NSA 用户都能顺畅切入对端，优先级设置原则如表3所示。

表3 双锚点独立载波和单锚点共享载波边界优先级设置

不同优先级设置下，具体策略如下。

a）空闲态：通过RRC release的IMMCI字段下发的专用优先级，选择最高专用优先级的锚点载波接入驻留，如果无法驻留，选择次高专用优先级锚点载波接入驻留。

b）连接态：在边界区，存在切换关系的单锚点与双锚点之间互配F1 与F2 的异频邻区，以及互配F2 与F2 的同频邻区。中国电信NSA 用户在边界区移动时发生异频切换，中国联通NSA 用户在边界区移动时发生同频切换。

场景4：边界两边均为NSA 双锚点独立载波，在中国电信和中国联通侧，中国电信用户使用2.1G 频点，假定为F1，中国联通用户使用1.8G频点，假定为F2。

这种网络构架下，不论中国电信用户，还是中国联通用户，由于都为独立载波，而且中国电信侧和中国联通侧使用频点一致，只需将各自使用优先级设为最高即可，原则如表4所示。

表4 双锚点独立载波和单锚点共享载波边界优先级设置

不同优先级设置下，具体策略如下：

a）空闲态：通过RRC release的IMMCI字段下发的专用优先级，选择最高专用优先级的锚点载波接入驻留。

b）连接态：在边界区，存在切换关系的中国电信锚点小区之间互配F1 与F1 的同频邻区。存在切换关系的中国联通锚点小区之间互配F2 与F2 的同频邻区。中国电信和中国联通NSA 用户在边界区移动时发生同频切换。

4 策略验证及应用效果

当前5G 网络建设还处于起步阶段，5G NSA 网络覆盖大多呈点状或局部连续。所以现网状况下，NSA网络内部共享和非共享区的边界场景非常普遍，针对这类场景，在现网做了充分验证。通过不断试验，总结出了各种典型场景及业务下的最优参数配置。

针对NSA 终端，从非锚点小区到锚点小区的定向切换，优化配置参数如表5所示。

表5 NSA非锚点到锚点定向切换相关参数及配置

考虑NSA 终端的定向切换不应受负荷均衡等策略影响，所以在上述参数配置之外，还需在锚点小区打开“负荷均衡NSA 用户过滤开关”，以防因负荷均衡原因将NSA用户从锚点小区迁移出去。

针对业务态下非锚点小区到锚点小区易切入需求，需在非锚点小区做如表6所示的参数配置。

表6 业务态下非锚点到锚点易切入相关参数及优化配置建议

针对业务态下锚点到非锚点难切出需求，根据理论分析以及现场反复验证，表7 所示的优化参数配置可得到较好业务体验。

将上述优化参数配置策略在现网实际应用后，验证结果良好，都能达到预期效果。

信令跟踪及分析结果显示，优化参数配置策略在现网应用后，完全实现了预期效果，NSA终端在非锚点小区收到锚点信号后，快速切入锚点小区，而切入锚点小区后，及时添加了SN小区。

表7 业务态下锚点到非锚点难切出相关参数及优化配置建议

5 结束语

5G NSA 构架组网，通过5G与LTE 双连接，充分利用两者优势，在不同制式、不同频段、不同站点和不同业务诉求之间实现有效的区域级协同和灵活高效的分配资源，是实现5G NR 早期快速部署和网络平滑演进的有效途径。但是5G和LTE的紧耦合，导致NSA网络构架异常复杂，而中国电信和中国联通共建共享又在本已复杂的网络构架基础上，增添了很多新的场景。如何处理好这些不同特性场景间的互相配合问题，使NSA 终端和LTE 终端都能顺畅穿越不同场景，是中国电信和中国联通共建共享NSA 网络构架下，网络规划和优化必须面对和解决好的课题。

本文以各种复杂场景边界为切入点，依据不同边界场景特点，给出相应策略及具体解决方案，并将相关方案在现网实际应用并充分验证，为解决该类复杂问题提供了很好的思路和可行解决方案。

关于不同NSA 组网策略下，NSA 网间的验证效果，鉴于目前实际网络尚无相关场景，只在实验室做了验证，暂无现场应用案例。

文中描述参数配置，基于国内一主流厂家网络参数配置，不同厂家间参数不完全相同，在应用于其他厂家网络时，部分参数可能需等效映射。