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什么是5G双连接?

访问量:6时间:2022-04-21
来源:RF技术社区

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。
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