5G 雙連接技術(shù)應(yīng)用分析

（蘭州鐵路技師學(xué)院 甘肅 730050）

5G 和LTE 之間的雙連接具有額外的優(yōu)勢。這是通過實施有效的區(qū)域協(xié)調(diào)以及在不同標(biāo)準(zhǔn)、不同頻率范圍、不同站和不同業(yè)務(wù)需求之間靈活高效地分配資源。本文探討了5G LTE 鏈路重復(fù)應(yīng)用的必要性，以及5G 雙連接體系結(jié)構(gòu)的特點，并闡述了5G 雙連接體系結(jié)構(gòu)的選擇，為5G 雙連接技術(shù)的未來應(yīng)用提供了參考。

1 LTE/5G 雙連接技術(shù)簡介

1.1 LTE/5G 雙連接部署場景

3gppremise-14 定義了同質(zhì)網(wǎng)絡(luò)和異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的兩個典型LTE 和5GNR 部署方案。LTE 和5GNR 基站均為kol 定位站點，提供相同的重疊覆蓋范圍。在這種情況下，LTE 和5GNR 是所有的宏觀臺站或所有的小臺站。在這種情況下，宏觀臺站和小型臺站同時分布。LTE可以提供宏覆蓋范圍，5GNR 充當(dāng)覆蓋范圍和提高熱點容量的小站。LTE 宏站和小型5G 站可以共同定位，也可以不共同定位。對于聯(lián)合定位的小型站，通常是用長光纖制造的，目的是在性能較差的情況下去除RH。

1.2 LTE/5G 雙連接協(xié)議架構(gòu)

5G 網(wǎng)的建設(shè)是一個循序漸進(jìn)的過程。初始階段，基于現(xiàn)有LTE網(wǎng)絡(luò)和5G 無線電系統(tǒng)的5G 熱點，可以和LTE 核心網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行對接，從而提升5G 系統(tǒng)的部署效率。在完成核心網(wǎng)絡(luò)布局之后，5G 系統(tǒng)可以成為一個獨立的系統(tǒng)。這種狀況之下，LTE 系統(tǒng)可以為民眾提供高質(zhì)量的服務(wù)，即使是在一些覆蓋率不高的地方，LTE 系統(tǒng)的工作效率依舊非常優(yōu)秀。

考慮到這些不同的5G 部署方案，3gppremise-14 定義了不同的LTE/5G 雙連接型號：3/3a/3x、4/4a 和7/7a/7x。在LTE/5G 3/3a/3x 雙連接模式下，LTE 和5G 基站連接到LTE 核心網(wǎng)絡(luò)，用戶在不同的雙連接模式下具有不同的用戶協(xié)議體系結(jié)構(gòu)。

MeNB 或SeNB 使用，也可以同時來自MeNB 和SeNB。MCG載體（MCG 是MeNB 控制的一組服務(wù)細(xì)胞）、scG 載體（SCG 是SeNB控制的一組服務(wù)），以及單獨的梁和單獨的分離式承載。

2 5G 雙連接技術(shù)應(yīng)用影響分析

5G 網(wǎng)罩是4G 網(wǎng)罩的子集。在此基礎(chǔ)上，網(wǎng)絡(luò)中可能存在長時間的雙連接。由于傳統(tǒng)的2G/3G/4G 網(wǎng)絡(luò)中沒有采用雙連接技術(shù)，因此在5G 網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用雙連接技術(shù)對網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、優(yōu)化、運行和維護(hù)產(chǎn)生了全面影響。

2.1 雙連接對網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃部署的影響

與傳統(tǒng)或5GSA 網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)相比，為了有效提高訪問級別，我們可以探索使用雙連接。例如，在一些局域網(wǎng)內(nèi)部，局域網(wǎng)不僅僅包含有5G 連接，同時也包含有LTE 連接。為此，我們可以探索從epc等角度解決雙聯(lián)應(yīng)用問題，以提升部署的有效性。

EPC 包括對EPC 評估、更新、規(guī)劃和擴(kuò)展。由于EPC 版本更新的影響，現(xiàn)有的4 個GEP 需要更新，以確保數(shù)據(jù)敏感性和報告功能，升級后支持NR 的主要網(wǎng)絡(luò)是EPC。

關(guān)于EPC 處理能力的評估和擴(kuò)展，鑒于EPS 處理能力，考慮當(dāng)前EPC 處理能力是否能夠滿足引入NI 后的需求，以及當(dāng)前EPS 是否不足，有必要規(guī)劃和擴(kuò)展EPS。最后，關(guān)于KN 接口的評估和擴(kuò)展，例如在S1-U 接口引入NR 后，如果5G 終端的滲透率很高，則S1-U上的流量應(yīng)顯著增加，以判斷S1-You 的寬帶是否可以滿足現(xiàn)實生活中的需求，如果無法滿足當(dāng)前的需求，我們可以為S1-U 規(guī)劃一條新的寬帶，以及S1-U 傳輸相關(guān)的S1-U 帶寬的擴(kuò)展。

對于S1-Mrs 接口，引入NR 后，如果5G 終端的滲透率較高，S1-ms 的流量將會增加，為此，工作人員需要評估S1-ms 寬帶的流量是否充足。如果S1-ms 寬帶流量不夠充足，我們可以為其規(guī)劃新的寬帶，對原有寬帶進(jìn)行擴(kuò)充，以提升其傳輸能力。

UTRA 包括對UTRA 的評估、現(xiàn)代化、規(guī)劃和擴(kuò)展的影響。一是eNodeB 的更新，必須更新，才能與NR 相關(guān)的用戶級和控制級數(shù)據(jù)和信號處理兼容。二是，需要評估和擴(kuò)展eNodeB 的處理能力。由于5G 的實際速度很高，因此有必要驗證eNodeB 的當(dāng)前處理能力是否能夠滿足NR 引入后的要求。如果eNodeB 的當(dāng)前處理能力不足，則需要擴(kuò)展eNodeB 硬件。最后是RAN 接口的評估和擴(kuò)展。對于X2-C 計劃，在雙連接方案中，信號控制級別由NR 通過接口X2-C 從gNB 傳輸?shù)絜NodeB，然后通過S1-Mrs 發(fā)送到EPC。因此，NR 的引入需要對X2-C 進(jìn)行新的規(guī)劃，以確保帶寬和其他QoS 能夠滿足NR信號的傳輸要求。對于X2-U 規(guī)劃，傳輸用戶數(shù)據(jù)必須借助Option3方案，同時還需要添加一些規(guī)劃，以確保滿足數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊蟆?/p>

2.2 雙連接對網(wǎng)絡(luò)承載的影響

根據(jù)傳統(tǒng)的媒體類型，如果采用5G 雙聯(lián)技術(shù)，媒體連接將會變得異常復(fù)雜。傳統(tǒng)通信技術(shù)與5G 對比，UE 不僅僅需要連接NR，同時還需要連接LTE，5G 介質(zhì)種類也會不斷增多。當(dāng)前，人們將傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)類型稱之為毫微微節(jié)點，介質(zhì)類型的增加極大地影響了網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃建模、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化以及操作和維護(hù)。

以傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)體系對比，雙連接可能會導(dǎo)致介質(zhì)類型增多，從而最終導(dǎo)致建模更加復(fù)雜，而隨著5G 服務(wù)類型的增加，復(fù)雜性也會增加。在傳統(tǒng)的2G/3G/4G 網(wǎng)絡(luò)問題中，由于只有一種媒體，問題的主體是清楚的。但是，由于存在分裂載體類型，問題的大部分可能是4G，或者可能是5G，或者是4G 和5G 之間的合作，這大大增加了區(qū)分問題的難度。

在運行和維護(hù)方面，由于協(xié)議主題的增加和分布，網(wǎng)絡(luò)的運行和維護(hù)需要的不僅僅是整個4G 和5G 工作，因為其中一方（MN 或SN）的問題可能同時影響到另一方（SN 或MN）。

2.3 雙連接對容量的影響

雙連接技術(shù)主要是以4G 基站作為基礎(chǔ)，雙連接技術(shù)所涵蓋的范圍相對較為廣泛，不僅僅可以適用于4G，同時也可以適用于5G。由于采用了雙連接技術(shù)，LTE 網(wǎng)絡(luò)介紹了MR 的容量增加了MR-DC。為此，我們可以測試5G 網(wǎng)絡(luò)，同時還可以測試let-a，以此評估雙連接由4G 向5G 轉(zhuǎn)變所帶來的容量增加量。首先，我們可以在ca 單元上測試雙連接技術(shù)，同時還可以從終端接受多個不同的信號，其速度約為LTE 的三倍以上。

其次，在outfield 5G 中測試了雙連接技術(shù)，終端同時連接到基站3.5 GHz 和基站28 GHz。按照3gpp 的定義，NR 的容量將極大超過LTE 的容量，約為其的20 倍。根據(jù)雙連接測試，引入NR 將極大提升容量。從let 角度分析，在引入雙連接技術(shù)之后，為了適應(yīng)這一技術(shù)，還需要增添一些新型管理方案，例如不同站之間的切換需要采用不同方案，機(jī)構(gòu)由于大部分增加的過程都是由于雙連接造成的，因此傳統(tǒng)的2G/3G/4G網(wǎng)絡(luò)中沒有類似的過程，給網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化帶來了新挑戰(zhàn)。

2.4 5G 建網(wǎng)初期雙連接架構(gòu)建議

根據(jù)4G 網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)實情況，如果運營商選擇5GNA 網(wǎng)絡(luò)快速分銷和銷售5G，EPC 將在初始階段連接5GNR，可供選擇的選項為3/3a/3x。在這三種體系結(jié)構(gòu)中，Option3/3a/3x、Option3 由于現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)BBU 有限、投資高和反向投資，因此很難為一般操作人員接受。因此，相對來說，Option3x 體系結(jié)構(gòu)是傳統(tǒng)運營商在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期從LTE 逐步發(fā)展到NR 的最佳選擇。

3 應(yīng)用分析

3.1 LTE-5GNR 應(yīng)用場景

LTE-5GNR 技術(shù)主要是用于連接同構(gòu)與異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)。同構(gòu)網(wǎng)絡(luò)主要是連接區(qū)域內(nèi)基站的各項重復(fù)數(shù)據(jù)。異構(gòu)主要是指采用雙連接技術(shù)，在不同的速率情況之下，將基站內(nèi)連接結(jié)構(gòu)覆蓋范圍調(diào)整。在一個相對較小的區(qū)域內(nèi)，其所覆蓋的結(jié)構(gòu)更加注重增加內(nèi)部節(jié)點數(shù)量。在一個覆蓋區(qū)域較大的范圍內(nèi)，節(jié)點調(diào)節(jié)主要是調(diào)整外部功率的大小。例如，在雙連接空間之中，我們可以按照雙趨向連接法實現(xiàn)互動連接，主要是通過網(wǎng)絡(luò)無線資源進(jìn)行調(diào)節(jié)，以此降低雙連接的延時，提高LTE-5GNR 的性能。

3.2 LTE-5GNR 雙連接對覆蓋的影響分析

引入LTE-5GNR 雙連接后，在規(guī)劃階段分析LTE-5GNR 網(wǎng)絡(luò)覆蓋面非常重要。網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期，主要采用高頻波段，因此在傳播的過程之中損失并不大，而使用低頻電磁波則可能導(dǎo)致較大的損失。同一方向測試覆蓋能力，可以發(fā)現(xiàn)LTE 和NR 在上行覆蓋范圍上受到限制，LTE 覆蓋范圍半徑約1400 m，NR 覆蓋范圍半徑約800 m，NR覆蓋范圍能力為LTE 覆蓋范圍的57.14%。

在計算覆蓋區(qū)域范圍之時，一個LTE 站點的覆蓋面積可以達(dá)到3.7KM2左右，而一個NR 站點的覆蓋面則為1.2KM2左右，同一位置的NR 站的吞吐量遠(yuǎn)小于LTE 站。如果LTE-5GNR 在網(wǎng)格建設(shè)初期假設(shè)1:1 的比率，那么5G 站將只獲得4G 站的吞吐量。為了達(dá)到同樣的吞吐量，4G 站、5G 宏站和小型覆蓋站必須大規(guī)模添加。

4 結(jié)束語

綜上所述，在未來的5G 網(wǎng)絡(luò)中，無論網(wǎng)絡(luò)模式如何，5G 和LTE系統(tǒng)之間的雙連接技術(shù)都可用于各種應(yīng)用方案，以減少延遲并提高吞吐量和可靠性。本文通過研究5G 和LTE 之間的雙連接技術(shù)特點，分析了5G 和LTE 之間的雙連接技術(shù)對未來5G 網(wǎng)絡(luò)的影響，并為今后5G 網(wǎng)絡(luò)中采用雙連接技術(shù)提供了參考。