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什么是 5G 双连接?

发表于:2024-11-22 作者:千家信息网编辑
千家信息网最后更新 2024年11月22日,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
千家信息网最后更新 2024年11月22日什么是 5G 双连接?

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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