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什么是 5G 双连接?

2022-10-13 14:31无线深海(蜉蝣采采)49评

这是一个 4G 基站,简简单单,清清爽爽。

然而,到了 5G 时代,一切就都复杂了起来。为了解决覆盖、容量、或者在建设初期抱 4G 的大腿,5G 把“双连接”搞得风生水起。

所谓双连接,就是手机可以同时连接到两个基站。这两个基站可以是一个 4G 基站加上一个 5G 基站,也可以全都是 5G 基站,因此叫做 MR-DC(Multi-Radio Dual Connectivity)或者 NR-DC。

这个架构看起来也不复杂,但一细想问题还挺多。

这两个基站有没有主次之分?双连接和载波聚合能否共存?控制面在哪个基站上?用户面数据怎样分流?对核心网有没有要求?

首先,虽说这俩基站都是为用户服务的,但地位上确实有主次之分。

地位高的,叫做“主节点”(MN,Master Node);地位低的,理所当然地就叫“辅节点”(SN,Secondary Node)了。

手机要上网时,首先接入主节点,然后再根据需要添加辅节点。主节点也称作“锚点”,负责跟核心网的控制面交互。

不论是主节点还是辅节点,内部都还可以支持多个载波进行载波聚合。

对于主节点,内部那一坨载波一聚合,就相当于把多个载波打包成了一组,我们统一叫做主小区组(MCG,Master Cell Group)。

对应的,辅节点内部的多个小区就被称作辅小区组(SCG,Secondary Cell Group)。

如果我们再继续下钻,会想到载波聚合里面的载波也分主次啊,跟这个 MCG 和 SCG 到底咋样才能和平统一呢?

对于 MCG,跟普通的载波聚合类似,主小区也称作 Pcell(Primary cell),辅小区还称作 Scell(Secondary cell)。

对于 SCG,主小区被称作 PSCell(Primary Secondary cell,主辅小区),剩下的普通辅小区则依旧称作辅小区 SCell。

不论是 MCG 还是 SCG,主小区无疑是非常重要的,发挥着提纲挈领的特殊作用,因此 PCell 和 PSCell 又统称为特殊小区(Special Cell,简作 spCell)。

下面我们来说手机和基站之间的用户面逻辑链路:数据承载。

从手机的视角来看,谁跟我存在收发数据的关系,就是跟谁之间建立的承载。也就是说,手机跟主节点之间的数据承载叫做 MCG 承载,跟辅节点之间的数据承载叫做 SCG 承载。

如果手机跟主节点和辅节点同时存在承载,则叫做分裂承载(Split Bearer),这表明数据在某个节点进行了分流。

由于基站同时跟手机和核心网相连,视野自然比手机宽得多,不但知道数据最终从哪个节点发给了手机,还知道从核心网来的数据流经了哪些节点,有没有进行分流。

数据分流点,也就是双连接中跟核心网存在用户面连接的基站,作为无线承载的终结点,会根据需要选择是否进行分流。

如果分流点在主节点,但未进行分流的话,自然只有 MN 终结的 MCG 承载;如果分流,则可以形成 MN 终结的 SCG 承载和 MN 终结的分裂承载。

如果分流点是辅节点,但还未进行分流的话,自然只有 SN 终结的 SCG 承载;如果分流,则可以形成 SN 终结的 MCG 承载和 SN 终结的分裂承载。

就一个双连接,至于搞这么复杂么?

实际上,考虑到连接的是 4G 核心网还是 5G 核心网,基站是 4G 还是 5G 等细分情况,真实情况比这还要复杂。我们在 5G 网络部署初期 NSA、SA 的一系列选项,本质上就是双连接这些技术点的应用实例。

下面我们就以 NSA 架构的选项 3x、以及 SA 架构的选项 2 为例,来看看它们都是怎样实现双连接的。

选项 3x 本质上是 4G 基站和 5G 基站之间的双连接,也叫做 EN-DC。核心网采用 4G EPC,4G 基站是主节点,也就是控制面锚点;5G 基站是辅节点,也是用户面的分流控制点。

对于语音业务,选项 3x 只能走 4G 且不进行分流,这就形成了 MN 终结的 MCG 承载;对于数据业务,如果 5G 基站不进行分流,就是 SN 终结的 SCG 承载,如果进行分流,则会形成 SN 终结的分裂承载。

在选项 2 上实现双连接叫做 NR-DC,也就是 5G 基站和 5G 基站之间的双连接。核心网采用 5GC,一个 5G 基站采用 Sub6G 频段,作为主节点以及分流控制点;另一个 5G 基站采用毫米波频段,作为辅节点。

随着 5G 部署的深入,在中频段 3.5GHz 或者 2.6GHz 独立组网(选项 2)的基础上,再通过 NR-DC 叠加毫米波,实现上下行超高速率,已成为越来越多运营商的选择。

本文来自微信公众号:无线深海 (ID:wuxian_shenhai),作者:蜉蝣采采

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