宫辉
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摘要：在5G正式商用后，运营商纷纷开展5G建设核心网部署工作，采用NSA架构转SA架构的组网方式，NSA组网在部署中发挥桥梁过渡作用。基于此，文章从5G建设NSA组网部署原则与要点入手，论述NSA组网特点，提出EPC+的NSA组网核心网改造方案，提高5G建设核心网部署水平。
关键词：5G通信网络；NSA组网；EPC+
前言：在5G建设中，组网方式有NSA和SA两种，前者是指非独立组网，即将4G通信网络的基站、链路等基础设施为基础，进行5G组网；后者是指独立组网，即独立完成5G通信网络的基站、链路建设。独立部署的难度较高，目前5G通信网络仍处于发展阶段，以非独立组网方式为主。
1.5G建设NSA组网部署
基于NSA组网（如图1所示）的特点，在5G建设NSA组网部署中，运营商应遵循如下原则：
（1）多网协同，NSA组网以4G各类设施为基础，运营商应保障4G通信网络与5G通信网络协同并行，避免5G建设破坏4G移动通信，影响用户使用体验，也为后续4G和5G网络的平滑过渡提供条件；（2）分阶段演进，在NSA组网中，运营商应控制升级改造的频率和范围，避免大规模改造破坏现有网络；（3）保障效益，在进行NSA组网方案设计时，运营商需综合评估方案实施的便捷性、经济性及可行性，选择效益最高的组网方案，促进5G建设可持续发展[1]。
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图1 NSA组网架构示意图
基于上述原则，运营商在进行5G建设NSA组网部署时，采用如下关键技术：（1）设置网元功能，在5G建设NSA组网部署中，运营商需注重NSA组网和EPC网络的数据互通，该要求可通过网元功能设置实现。细化来说，网元功能的设置要点如下：在MME单元配置双连接功能；在SGW单元配置5G流量信息识别功能；在HSS单元设置用户签约模板[2]。
（2）落实承载需求，在NSA组网部署中，为保障4G移动通信与5G移动通信的有效互通，运营商应落实承载需求，即设置针对性连接接口，保障数据信息的共享[3]。细化来说，运营商应设置以下连接接口：第一，话单传递接口，用于传递通信网络间的CG网关话单与IT计费中心的话单；第二，用户开销户接口，用于传递用户开户、用户销户、用户签约信息等数据；第三，OCS接口，用于传输PGW、UPF和OCS间的数据信息[4]。
2.5G建设NSA组网核心网改造
2.1核心网改造方向
在5G建设NSA组网核心网部署中，为落实部署原则，满足关键技术要求，运营商可采取EPC+组网方案，增设NSA组网的功能，明确核心网改造方向，为核心网改造方案的制定提供指导。细化来说，EPC+组网部署的加架构如图2所示，
增设功能如下：
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图2 5G建设NSA组网架构示意图
（1）S1-U端点迁移。通过上述分析可知，运营商在MME单元配置双连接功能，该功能可使MME单元获取eNodeB传输的承载迁移请求，进而将迁移请求涉及的节点传输至SGW/PGW单元，并将相应的迁移结果响应反馈给eNodeB[5]。在该功能的配置下，运营商需改造的单元为MME和SGW。
（2）NR安全能力。在NSA组网核心网部署中，UE和控制端处于eNodeB侧，影响其功能发挥，不能直接获取NR接入相关参数，评估NR接入是否安全。就此，运营商需在MME单元出配置NR安全能力评估功能，通过NAS层进行NR接入相关参数的收集，并将其传输至eNodeB侧，由其进行安全评估，避免5G移动通信核心网建设中出现终端和基站连接失败现象，提高组网可靠性[6]。在该功能配置下，运营商需改造的单元为MME。
（3）NR接入限制。为保障4G移动通信网络和5G移动通信网络的有效运行，需限制5G移动通信网络的接入用户。运营商需在MME单元设置用户UE请求的接收、识别功能，以及接收信息的评估功能，UE请求应涵盖附着请求与更新请求两类，评估参照HSS签约与限制信息，分析UE请求是否合理，进而分析是否准许用户接入UR。在该功能配置下，运营商需改造的单元为MME与HSS。
（4）GW选择。在5G建设NSA组网核心网改造中，要求其利用NR能力进行GW选择。细化来说，该功能要求运营商为DNS配置支持NR的SGW和PGW，并确保MME单元可利用DNS的配置为NSA组网部署的重点提供最优疏通业务。在该功能配置下，运营商需改造的单元为MME与DNS。
（5）计费功能。和4G移动通信网络相比，5G移动通信网络的流量更大，对NSA组网的计费提出较高要求。运营商应在NSA组网的CG单元配置5G字段的统计功能，为5G流量计费提供支持。在该功能配置下，运营商需改造的单元为SGW、PGW和CG。
（6）支持高比特率。和4G移动通信网络相比，5G移动通信网络的运行速度更快，要求其支持高比特率，即HSS、PCFR及GW网元的签约速率大于4Gbits。在4G移动通信核心网中，在带宽100MHz、频段为3.5GHz的工况下，NSA终端的速率不足2Gbits，需对NSA组网核心网进行改造。在该功能配置下，运营商需改造的单元为MME、HSS、PCRF等。
（7）NR用量上报。在4G建设中，NSA组网以Option3X为主，在该模式下，gNodeB和eNodeB配置同一个承载，在核心网的GW侧，不能准确区分具体的NR流量。就此，在5G建设中，NSA组网核心网改造应设置NR用量上报功能，将5G移动通信网络的流量与相关话单，利用NR上传至GW。在该功能配置下，运营商需改造的单元为MME、SGW、PGW和CG。
2.2核心网改造方案
基于上述功能要求，可初步明确5G建设NSA组网核心网改造方向。要想实现上述全部功能，需运营商进行大规模改造工作，加大5G建设NSA组网部署工作量与调试难度，延长5G建设工期，影响5G移动通信网络商用的高效推进。就此，为避免组网部署出现大规模改造问题，提高组网部署方案的效率，减少部署工作量，本文提供四种简化核心网改造方案，在保障5G建设NSA组网核心网功能的基础上，削弱部分NSA组网的特性，为NSA组网核心网改造推广应用提供支持。
方案一：改造NSA组网核心网的MME、SGW、PGW、HSS、CG单元。在该改造方案下，可使5G建设NSA组网核心网具备NR接入限制、NR流量上报等功能。但不能为Qos扩展提供支持，运营商在制定实施5G市场策略时需注意该要点。
方案二：改造NSA组网核心网的MME、SGW、PGW、HSS、CG单元。在该改造方案下，可使5G建设NSA组网核心网具备NR流量上报等功能，但不能实现用户接入限制功能及Qos拓展。基于该特点，运营商在制定实施5G市场策略时，需注意以下要点：（1）部署初期不能明确用户范围；（2）不可单独计量用户的5G流量；（3）不可支持5G国际漫游业务；（4）不可利用5G Qos实施用户策略。
方案三：改造NSA组网核心网的MME、SGW、PGW、HSS、CG单元。在该改造方案下，可使5G建设NSA组网核心网具备NR接入限制等功能，但不能实现NR流量上报功能及Qos拓展。基于该特点，运营商在制定实施5G市场策略时，需注意以下要点：（1）不可单独计量用户的5G流量；（2）不可利用5G Qos实施用户策略；（3）难以保障用户使用网络时的带宽，进而影响用户的业务体验。
方案四：改造NSA组网核心网的MME、SGW、PGW、HSS、CG单元。在该改造方案下，仅使5G建设NSA组网核心网具备gNB接入功能，是最简单的改造方案。基于该特点，运营商在制定实施5G市场策略时，需明确上述所有改造方案的注意要点。
结论：综上所述，在5G建设NSA组网核心网改造中，运营商需遵循多网协同、分阶段演进、保障效益的原则，确保核心网改造具备S1-U端点迁移、NR安全能力、NR接入限制、GW选择、计费功能、支持高比特率、NR用量上报等功能。在核心网改造中，改造方案应涉及MME、SGW、HSS等单元，实现NSA组网部署的有效推进。
参考文献：
[1]杨旭,肖子玉,梁冰,等.5G核心网部署及演进方案[J].电信科学,2020,36(09):131-140.
[2]陈君,黄小光,赵品勇,等.面向5G规模部署的无线网资源储备策略[J].邮电设计技术,2019(11):47-51.
[3]崔萌.5G核心网组网架构研究[J].中国新通信,2020,22(16):63.
[4]路冬星,张书铭,杨旭,邢冰冰.NSA组网下实现5G与4G用户解耦的方法研究[J].电信工程技术与标准化,2020,33(08):27-33.
[5]王志洋.5G传输网络规划与发展策略研究[J].电子制作,2020(19):61-63.
[6]张志钰,支斌.浅谈5G核心网规划及建设策略[J].科学技术创新,2020(29):73-74.