NSA组网下2G/3G/4G/5G系统协同策略的研究【摘要】从NSA组网原理出发，以中国移动的现网实际情况和需求为例，通过分析不同系统的特点，探讨了NSA模式下2G/3G/4G/5G组网下不同网络间的协同策略。经测试验证，该套策略对5G网络的覆盖、质量以及用户的下载速率等指标均有较好的改善，能够满足现网实际网络的组网要求，同时也可为后续5G大规模基站建设和入网提供行之有效的参考方案。【关键词】NSA;互操作;协同策略doi：10.3969/j.issn.1006-1010.2020.10.004：TN915.08文献标志码：A：1006-1010（2020）10-0019-06引用格式：李晖晖.NSA组网下2G/3G/4G/5G系统协同策略的研究[J].移动通信，2020，44（10）：19-24.0引言随着5G牌照发放，各大运营商必须解决2G/3G/4G/5G协同组网问题[1-2]。5G作为新一代的移动通信系统，因缺少实际网络测试环境，因此协同方面相关的研究案例较少。现有的协同研究只是针对网络建设以及结合理论进行研究，缺少实际测试数据支撑，在实际的5G无线优化参考价值不高。如文献[3]主要研究的是在5G网络建设期间，和4G频谱、站点、天面和基站等关键要素方面的协同，文献[4]主要从信令出发，研究4G/5G协同过程以及可能出现的故障。本文以中国移动的现网实际情况和需求为例，从NSA网络、互操作等原理出发，提出了5G用户在不同系统和不同状态下的协同策略，通过大量的测试数据和性能统计数据验证该套策略对5G网络的覆盖、质量以及用户的下载速率等指标均有较好的提升，对一线无线网优工作具有很大的指导意义。15G组网方式根据3GPP协议，5G主要采用两种组网方式，一种是独立组网（SAStandAlone）;一种是非独立组网（NSANonStandAlone）[5]。SA和NSA组网分别又分为不同的系列，具体如表1所示：考虑到现有实际情况并尽快实现5G的商用，国内三大运营商初期以NSA为主，同时为了最大限度实现5G性能，有效分担现有LTE的高话务区域，NSA组网中主要选用option3系列中的option3X模式。不过NSA无法支持5G某些的新业务和新功能，因此随着5G建设规模不断扩大，后期运营商将会采用SA独立组网方式。对于option3系列，通过不同的分流控制点来区分option3、option3a还是option3x。三者的区域以及优缺点[6]如表2所示。对于option3来说，分流控制节点是4G主基站，MeNB既要处理控制面的信息，也要处理用户面的数据，因此需要对现有的4G基站进行软件升级，部分老设备涉及到硬件更换;另外，部分区域的4G基站本来负荷较高，加上对5G处理，对于高话务区域的4G网络影响较大，严重影响客户感知。option3a分流控制节点为为EPC，即4G核心网，由核心网分别向4G和5G基站分发用户面数据，此种方法也需要对现有的4G核心网升级。option3x的分流控制点为5G基站，即由5G基站进行数据流量分流，这种方式不用升级4G的基站，同时可以发挥5G基站的处理能力，为运营商5G的建设节省时间和成本，因此3x方式受到了各大运营商的欢迎，也是目前5GNSA建网的首选方式[6]。2不同系统间的互操作原理及其策略2.1互操作原理所谓互操作是指终端可以在现有不同的移动系统间进行重选和切换，以确保良好的客户感知。3GPP系统互操作示意图如图1所示，从图中可知，E-UTRAN和NG-RAN之间没有物理和逻辑端口，终端从NG-RAN切换到E-UTRAN，需要经由4G的核心网EPC和5G的核心网5GC之间的接口。如果5G终端回落核心网到4G后，4G无线网络存在弱覆盖或者干扰等质量问题，终端则经由4G核心网和2G核心新网之间接口回落到2G[8]。当前5G业务主要分为数据业务和话音业务，两种业务采用的承载方式不同，因此协同策略也有所不同。（1）对于数据业务，在5G建网初期，主要采用NSAOption3X来组网，其承载通过5G基站来进行分流，可通过4G和5G进行承载分担。（2）对于话音业务，5G建网初期和NSA组网下，语音采用过渡方案[7]，当5G终端发起语音呼叫时，将在LTE基站锚点进行，通过VoLTE提供语音业务，如果4G基站出现严重的质量问题，如干扰或者弱覆盖，则有可能话音进一步回落到3G或者2G网络。为避免频繁切换引起的话音中断，做好2G/3G/4G/5G网络之间的协同，对于提升5G用户的感知有着非常重要的意义。不同的状态下的5G终端，采用不同的准则和事件来实现网络...