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什么是 5G 雙連接?

無線深海 2022/10/13 14:31:02 責(zé)編:子非

這是一個 4G 基站,簡簡單單,清清爽爽。

然而,到了 5G 時代,一切就都復(fù)雜了起來。為了解決覆蓋、容量、或者在建設(shè)初期抱 4G 的大腿,5G 把“雙連接”搞得風(fēng)生水起。

所謂雙連接,就是手機(jī)可以同時連接到兩個基站。這兩個基站可以是一個 4G 基站加上一個 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。

這個架構(gòu)看起來也不復(fù)雜,但一細(xì)想問題還挺多。

這兩個基站有沒有主次之分?雙連接和載波聚合能否共存?控制面在哪個基站上?用戶面數(shù)據(jù)怎樣分流?對核心網(wǎng)有沒有要求?

首先,雖說這倆基站都是為用戶服務(wù)的,但地位上確實有主次之分。

地位高的,叫做“主節(jié)點”(MN,Master Node);地位低的,理所當(dāng)然地就叫“輔節(jié)點”(SN,Secondary Node)了。

手機(jī)要上網(wǎng)時,首先接入主節(jié)點,然后再根據(jù)需要添加輔節(jié)點。主節(jié)點也稱作“錨點”,負(fù)責(zé)跟核心網(wǎng)的控制面交互。

不論是主節(jié)點還是輔節(jié)點,內(nèi)部都還可以支持多個載波進(jìn)行載波聚合。

對于主節(jié)點,內(nèi)部那一坨載波一聚合,就相當(dāng)于把多個載波打包成了一組,我們統(tǒng)一叫做主小區(qū)組(MCG,Master Cell Group)。

對應(yīng)的,輔節(jié)點內(nèi)部的多個小區(qū)就被稱作輔小區(qū)組(SCG,Secondary Cell Group)。

如果我們再繼續(xù)下鉆,會想到載波聚合里面的載波也分主次啊,跟這個 MCG 和 SCG 到底咋樣才能和平統(tǒng)一呢?

對于 MCG,跟普通的載波聚合類似,主小區(qū)也稱作 Pcell(Primary cell),輔小區(qū)還稱作 Scell(Secondary cell)。

對于 SCG,主小區(qū)被稱作 PSCell(Primary Secondary cell,主輔小區(qū)),剩下的普通輔小區(qū)則依舊稱作輔小區(qū) SCell。

不論是 MCG 還是 SCG,主小區(qū)無疑是非常重要的,發(fā)揮著提綱挈領(lǐng)的特殊作用,因此 PCell 和 PSCell 又統(tǒng)稱為特殊小區(qū)(Special Cell,簡作 spCell)。

下面我們來說手機(jī)和基站之間的用戶面邏輯鏈路:數(shù)據(jù)承載。

從手機(jī)的視角來看,誰跟我存在收發(fā)數(shù)據(jù)的關(guān)系,就是跟誰之間建立的承載。也就是說,手機(jī)跟主節(jié)點之間的數(shù)據(jù)承載叫做 MCG 承載,跟輔節(jié)點之間的數(shù)據(jù)承載叫做 SCG 承載。

如果手機(jī)跟主節(jié)點和輔節(jié)點同時存在承載,則叫做分裂承載(Split Bearer),這表明數(shù)據(jù)在某個節(jié)點進(jìn)行了分流。

由于基站同時跟手機(jī)和核心網(wǎng)相連,視野自然比手機(jī)寬得多,不但知道數(shù)據(jù)最終從哪個節(jié)點發(fā)給了手機(jī),還知道從核心網(wǎng)來的數(shù)據(jù)流經(jīng)了哪些節(jié)點,有沒有進(jìn)行分流。

數(shù)據(jù)分流點,也就是雙連接中跟核心網(wǎng)存在用戶面連接的基站,作為無線承載的終結(jié)點,會根據(jù)需要選擇是否進(jìn)行分流。

如果分流點在主節(jié)點,但未進(jìn)行分流的話,自然只有 MN 終結(jié)的 MCG 承載;如果分流,則可以形成 MN 終結(jié)的 SCG 承載和 MN 終結(jié)的分裂承載。

如果分流點是輔節(jié)點,但還未進(jìn)行分流的話,自然只有 SN 終結(jié)的 SCG 承載;如果分流,則可以形成 SN 終結(jié)的 MCG 承載和 SN 終結(jié)的分裂承載。

就一個雙連接,至于搞這么復(fù)雜么?

實際上,考慮到連接的是 4G 核心網(wǎng)還是 5G 核心網(wǎng),基站是 4G 還是 5G 等細(xì)分情況,真實情況比這還要復(fù)雜。我們在 5G 網(wǎng)絡(luò)部署初期 NSA、SA 的一系列選項,本質(zhì)上就是雙連接這些技術(shù)點的應(yīng)用實例。

下面我們就以 NSA 架構(gòu)的選項 3x、以及 SA 架構(gòu)的選項 2 為例,來看看它們都是怎樣實現(xiàn)雙連接的。

選項 3x 本質(zhì)上是 4G 基站和 5G 基站之間的雙連接,也叫做 EN-DC。核心網(wǎng)采用 4G EPC,4G 基站是主節(jié)點,也就是控制面錨點;5G 基站是輔節(jié)點,也是用戶面的分流控制點。

對于語音業(yè)務(wù),選項 3x 只能走 4G 且不進(jìn)行分流,這就形成了 MN 終結(jié)的 MCG 承載;對于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),如果 5G 基站不進(jìn)行分流,就是 SN 終結(jié)的 SCG 承載,如果進(jìn)行分流,則會形成 SN 終結(jié)的分裂承載。

在選項 2 上實現(xiàn)雙連接叫做 NR-DC,也就是 5G 基站和 5G 基站之間的雙連接。核心網(wǎng)采用 5GC,一個 5G 基站采用 Sub6G 頻段,作為主節(jié)點以及分流控制點;另一個 5G 基站采用毫米波頻段,作為輔節(jié)點。

隨著 5G 部署的深入,在中頻段 3.5GHz 或者 2.6GHz 獨立組網(wǎng)(選項 2)的基礎(chǔ)上,再通過 NR-DC 疊加毫米波,實現(xiàn)上下行超高速率,已成為越來越多運營商的選擇。

本文來自微信公眾號:無線深海 (ID:wuxian_shenhai),作者:蜉蝣采采

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