5G专业术语解释SA及NSA.docx

NR （新空口）3G时代的空口核心技术是CDMA ,4G的空口核心技术是OFDM ,5G新空口与以往就 不同，在于：新的波形，新的多址方式，新的编码方式等。例如波形，基础波形的设计是实现统一空口的基础，同时兼顾灵活性和频谱的利用效率。 虽然还是用的OFDM，但4G的OFDM满足不了 5G时代的要求。OFDM将高速率数 据通过串/并转换调制到相互正交的子载波上去，并引入循环前缀，较好地解决了令人 头疼的码间串扰问题。未来，不同的应用对空口技术的要求迥异，例如毫秒级时延的车 联网业务要求极短的时域Symbol和TTI，这就需要频域较宽的子载波间隔。F-OFDM能为不同业务提供不同的子载波间隔和Numerology，以满足不同业务的时频 资源需求。此时不同带宽的子载波之间本身不再具备正交特性，需要引入保护带宽，例 如OFDM就需要10%的保护带宽，这样一来，F-OFDM的灵活性是保证了，频谱利用 率会不会降低？正所谓鱼与熊掌不可兼得，灵活性与系统开销一向是一对矛盾。但是， F-OFDM通过优化滤波器的设计大大降低了带外泄露，不同子带之间的保护带开销可以 降至1%左右，不仅大大提升了频谱的利用效率，也为将来利用碎片化的频谱提供了可 能。上线数据信道还可以具备CP-OFDM或DFT-s-OFDM的方式具体可以参阅5G标准。NSA 和 SA就是5G独立组网和非独立组网（不是NASA啊，哈哈）这里有一个误区，认为5G独立组网就是一个单独的新网络，以往的基站、手机全部都 要换，其实，就算是独立组网，5G标准中也定义了协同4G的方案，4G和5G网络在 挺多年会共存，而手机制造商，未来制造的5G手机，也必定是会同时支持5G和4G 网络的。NG-RAN就是5G的无线接入网，还有下面几个基础概念 gNB :向UE提供NR用户面和控制面协议终端的节点 并且经由NG接口连接到5GC。NG-eNB :向UE提供E-UTRA用户面和控制面协议终端的节点，并且经由NG接口连 接到5GC。今年6月，3GPP宣布5G独立组网（SA）标准正式冻结。我国5G建设到底采 用最新冻结的SA架构 还是早在2017年12月就已冻结的非独立组网（NSA） 架构，引发市场热议。NSA or SA市场分歧较大，SA无疑将是主流部署方式5G的网络架构包含有独立的SA和与4G网络相结合的NSA两种： 独立组网模式（SA ）:指的是新建5G网络，包括新基站、回程链路以及核心 网。SA引入了全新网元与接口的同时，还将大规模采用网络虚拟化、软件定义 网络等新技术，并与5GNR结合，同时其协议开发、网络规划部署及互通互操 作所面临的技术挑战将超越3G和4G系统。非独立组网模式（NSA）：非独立组网指的是使用现有的4G基础设施，进行 5G网络的部署。基于NSA架构的5G载波仅承载用户数据，其控制信令仍通 过4G网络传输。运营商可根据业务需求确定升级站点和区域，不一定需要完整的连片覆盖。近来关于国内5G建网是会采用独立组网模或SA还是非独立组网模式NSA） 引发了市场的热议。1.1. NSA的优势在哪儿？SA架构相比较而言更为简单，而NSA架构则略为复杂。相较SA , NSA的优 势主要包括：1）借助目前成熟的4G网络扩大5G覆盖范围。由于手机终端发射功率有限， 所以5G网络的覆盖范围主要受限于上行（即手机发送信号到基站），那么通过 与4G联合组网的方式（NSA）可以实现5G单站覆盖范围的扩大；2）NSA标准更早结束，产品更成熟。NSA相较SA标准更为提前，产品路标也 相应的提早成熟。当前我国5G推进组也已经基本完成了 NSA的大部分测试工 作；3）无需建设新的核心网。NSA组网下，5G基站将利用现有4G核心网，省去 5G核心网络的建设。1.2. 相较SA，NSA架构也有如下劣势1）仍必须改动4G现网。如上所述，NSA是4G网络和5G网络融合的组网方 式，所以势必涉及到对4G现网的升级改造（包括无线和核心网）；同时5G NR 应用频段更高，覆盖范围更小，现有4G网络密度无法满足5G覆盖。2）无法调整现有设备的供应商结构。NSA组网方式下，更加依托于原有的设备 投入，采用NSA需要互操作的统一性，仍然需要采购原网厂商的设备，则运营 商不能重新划分设备厂商的投资结构。3）现网无法满足5G高可靠低时延要求。由于NSA无需建设5G新核心网，且 NSA需借助4G无线空口（ NSA无线锚点在4G），但现有的4G核心网架构和 4G空口却无法满足5G对于时延和传输可靠性的要求。2 60S5G lb Transform Lives0 佃15 HB/SMAnal囹1.3. NSA架构有助于快速建网，但较SA直接建网资本开支更高连续覆盖的前提下，无论采用SA还是NSA密集城区场景所需5G基站数量相 同。考虑到国内4G现网在密集城区的站间距已经在300米以内，通过对5G基 站在密集城区室外场景的链路预算分析，我们认为在4G/5G基站共站址的基础 上，SA网络架构方案即可实现5G的连续覆盖（NSA架构下，也需要5G和4G 基站共站址）；SA基站单站价格更有优势。由于NSA需要5G与4G同厂商，而SA则无此要 求。因此NSA架构下，运营商在采购5G基站时的议价能力势必会减弱。如果国内5G商用牌照提前发放，NSA或将成为部分运营商的先期建网选择， 但最终还是会走向SA架构。一方面，NSA为运营商快速建网提供了现实选择（产品更成熟、无需改动核心网等优势），但由于支持增强URLLC的5G 3GPP R16版本将在2019年12月冻结，我们认为运营商未来如果要支持R16，则届 时运营商会逐步选择SA架构进行组网，以便实现5G网络对诸如自动驾驶、工 业互联、远程医疗等低延时高可靠的新应用的商用支持。基于上述现实条件下，我们假设：1）相较SA架构5G基站，采用NSA架构建 网方案的单站价格会贵30%-50%，再加上4G站的改造费用，预计在相同规模 下，NSA架构的投资会比SA架构贵60%-80% ；2）考虑到国家较高的5G建网要求，如果运营商在2019年建网开始时选择NSA 架构 预计在引入SA架构前会完成5G总建设规模的30%左右（2019-2020年）, 剩下的70%建设量将选择SA架构。那么相较直接采用SA，采用先NSA后SA架构的建网方式，5G无线网络建设 的总投资规模预计会增加 18%24%。（即：0.3乂1.61.8）+0.7=（1.181.24）。结论：1）选择NSA架构可以在初期帮助运营商实现更快速的5G建网，但后期为了实 现连续覆盖和支持全部的5G场景，未来向SA的演进势在必行；2）相比直接采用SA架构建网而言，采用先NSA后SA的方式建网更快但总的 资本支出也会增加约18%-24%。2. 无论采用何种网络架构，5G商用的步伐都不会放缓基于市场的争论，我们认为无论最终国内运营商采用何种网络架构，5G商用的 步伐都不会放缓，建设和投资规模也不会缩水。下一步国内的工作重点将是5G 频谱的划分，以求年内实现预商用。而2019年随着终端芯片的成熟和终端品类 的推出，2020年国内5G将实现全面商用。首先，2020年实现商用的5G是“中 国制造2025”蓝图中的重要一环。5G不单止是移动通信技术的增强，也是万物 互联的时代，还包括mMTC （大规模物联网）和URLLC （低延迟通信）的应用 场景。5G网络将是工业互联网、物联网、人工智能等领域的基础。其次，中国 力量越来越强大，必将充分利用产业规模优势。中国通信产业链的参与企业数量 越来越多，最初从几家核心设备商，到现在从运营商到终端数十家企业；中国企 业在3GPP标准制定中的话语权已经非4G可比，在5G后续标准会议中将会充 分利用产业规模的优势争取利益，不会因为贸易战的影响放弃发挥影响力的机会。按照我们推测，本次5GNR第一个标准冻结后，产业链推进速度将会大大提升。1、主设备商：预计华为、中兴从标准冻结到试商用设备出炉约需要69个月时 间，即明年Q1Q2。华为、中兴作为第一梯队中国厂商会更早实现，预测爱立 信、诺基亚则会稍晚于中国厂商。2、终端厂家：上游芯片厂家研发周期也要9个月时间，预计到明年Q2Q3成 熟。芯片产品需要跟设备互通性测试。终端企业在芯片产品到手之后，需要一段 时间调试，预计看到量产的智能手机要到明年Q42020年上半年。3、CPE产品（用户驻地设备）：在明年Q3度可能会出现，但是在中国的普 及率并不高，大众主要接受的还是智能机的设备。4G古支特双查接的华端示意整3、NSA架构对终端带来的挑战3.1 NSA架构下5G终端的特征：同时处理4G和5G网络数据不同于SA架构下5G终端仅需要处理5G网络的数据，NSA架构下5G终端需 要同时处理来自4G网络和5G网络的数据，因此支持NSA架构对于5G终端的 设计来说势必会更为复杂。支持NSA架构5G网络的终端在设计上面临哪些挑 战呢？3.2 NSA架构下5G终端的优势：成熟更早且下行速率高首先，我们来谈谈与SA架构相比，NSA架构下5G终端的优势：1）因为NSA的标准更早冻结，因此支持NSA架构的芯片也会更早诞生，支持 NSA架构的手机等终端也有望更早实现商用；2）因为NSA架构下终端需要同时连接4G和5G网络，因此NSA相比SA可 叠加4G网络的速率，因此在下行（基站到终端）速率上会更具优势。3.3 NSA架构下5G终端的挑战：设计更复杂、器件成本提高、射频性 能受影响但同时，因为NSA架构下，5G终端需要同时接入4G网络，因此需要支持4G和 5G网络的双连接，这势必会为5G终端带来新的挑战：1）由于4G的商用频段众多（以国内为例，4G频段就包括800MHz、900MHz、 1.8GHz, 1.9GHz, 2.1GHz、2.3GHz, 2.6GHz 等多个频段），因此除非采用 定制化（即仅支持某一特定的4G频段），否则为了同时顾及到不同的4G频段， 支持双连接的终端在射频的设计上会非常复杂；2 ）为了同时满足终端的两路信号连接，需要引入双工器这一元器件（如上图2中 红圈所示），因此势必会带来成本的增加和性能的损失（双工器会带来性能的损 失主要是因为多了一个器件势必会带来插入损耗，插入损耗则会影响到终端的发 射功率，从而影响终端的覆盖性能）；3）支持在多个频段上同时传输数据可能会引入交调和谐波干扰，从而影响到终 端的性能（比如上下行速率和覆盖能力等）。因此相比较于SA架构，支持NSA架构的5G终端虽然会更早成熟，下行速率 也会更快，但在设计上更具挑战，在射频器件上的成本上也会更高，而性能上则 会有所下降。