前兩天，有網友留言問5G基站和4G基站如何協同工作，今天我們就來探討探討這個問題——

　　5G和4G基站如何“搞基”?

 

　　眾所周知，3GPP最新發布的5G NSA標準采用LTE與5G NR新空口雙連接(LTE-NR DC)的方式，以4G作為控制面的錨點，4G基站(eNB)為主站，5G基站(gNB)為從站，并沿用4G核心網。

　　關鍵就得從這個“雙連接”說起。

　　3GPP R12版本中提出了LTE雙連接(Dual Connectivity)技術，它類似于R10版本提出的LTE-A載波聚合技術，但兩者在本質上有不同之處：

　　①LTE雙連接下數據流在PDCP層分離和合并，隨后將用戶數據流通過多個基站同時傳送給用戶，而載波聚合下數據流在MAC層分離和合并。

　　

 

　　②LTE雙連接是發生在不同站點之間的聚合(通常為一個宏基站和一個微基站，兩者間通過X2接口相連)。

　　

 

　　到了5G時代，由于5G NR是新的無線技術，LTE-NR雙連接就是要實現不同無線技術之間的聚合，它與LTE雙連接必然是有區別的。

　　區別在哪呢?主要從三個方面進行了功能擴展。

　　1 承載分離擴展

　　

 

　　載波聚合引入了MCG(Master Cell Group)和 SCG(Secondary Cell Group)概念，即主從基站分別形成的服務小區簇。在LTE雙連接下，R12規定由MCG分離承載，簡單點說，就是主站是分離點，下行數據流或者從主站直接傳送到手機，或者由主站通過X2接口傳送到從站，再傳送到手機。

　　對于5G早期部署，LTE-NR雙連接模式下，LTE eNB(4G基站)為主站，gNB(5G基站)為從站，但傳統LTE雙連接難以滿足這種部署方式，主要原因是：

　　由于5G NR的帶寬更大，這就要求支持MCG分離承載的4G基站具備更強的處理和緩沖能力。

　　因此，為了避免4G基站處理能力的瓶頸，最大限度地減少原來的4G基站升級，盡可能地降低設備研發和建網成本，LTE-NR雙連接另辟蹊徑，規定也可由SCG分離承載，即下行數據流即可從5G從站直接傳送到手機，也可由5G從站傳送到4G主站，再傳送到手機。

　　

 

　　▲5G NR非獨立組網選項3x

　　2 獨立RRC連接

　　

 

　　在LTE雙連接中，主站和手機之間建立RRC協議，即RRC消息僅在主站和手機間傳送。但主站和從站各自執行無線資源管理(RRM)，RRM功能在主站和從站之間通過X2接口交互協同，比如從站分配資源后通過X2接口與主站交互，再由主站將包含從站資源配置的RRC消息發送給手機。

　　簡單的說，手機只能看到唯一來自主站的RRC消息，并且只會回復給主站。

　　現在，在LTE-NR雙連接中，不僅主站和從站各自執行RRM，而且，RRC協議也獨立建立于主站和從站與手機之間。

　　也就是說，從站不再通過X2接口與主站進行RRM交互協同，而是通過RRC消息直接從從站傳送到手機。

　　另外，獨立的RRC連接也意味著主站和從站可獨立設置RRC測量。

　　不過，從站不能釋放手機的RRC連接，也不能使手機遷移到RRC_IDLE狀態，這是因為UE RRC連接和上下文依然由主站存儲和管理。

　　在這里有必要補充一下，相較于4G LTE只有RRC IDLE和RRC CONNECTED兩種RRC狀態，5G NR引入了一個新狀態——RRC INACTIVE。

　　

 

　　新引入RRC INACTIVE狀態的目的是降低連接延遲、減少信令開銷和功耗，以適應未來各種物聯網場景。

　　在RRC INACTIVE狀態下，RRC和NAS上下文仍部分保留在終端、基站和核心網中，此時終端狀態幾乎與RRC_IDLE相同，因此可更省電，同時，還可快速從RRC INACTIVE狀態轉移到RRC CONNECTED狀態，減少信令數量。

　　3 RRC分集

　　

 

 

　　如上所述，在傳統LTE雙連接下，僅從主站發送RRC消息，這樣做不適用于LTE-NR雙連接。

　　由于5G NR頻段更高，早期的5G基站可能主要是以微蜂窩的形式補盲和補熱點，在這種情況下，手機與5G基站的距離比4G基站更近，這意味著，當5G從站發送RRC消息時，手機接收成功的可能性更高。

　　值得一提的是，為了進一步提升信令傳輸的可靠性，主站的RRC消息可以被復制，并通過主站和從站向手機發送相同的消息，以RRC分集的方式提升手機接收RRC消息的成功率。

　　此外，除了RRC消息重復發送，在用戶面，為了應對5G超可靠和低延遲通信(URLLC)場景，在PDCP層上的重復傳輸方案也在討論之中。

　　這種方案以在多個無線鏈路上傳輸相同的數據的方式，來提升通信的可靠性。

　　好了，總算簡單介紹完4G和5G基站的“搞基”方式了。