5G核心网技术基础自学系列 | 双连接

Posted 2022-12-01 COCOgsta

书籍来源：《5G核心网 赋能数字化时代》

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双连接(DC) 是指UE和RAN可以同时通过两个基站收发数据。或者， 从更技术的角度来看， 它提供了利用两个独立运行的小区组(Cell Group) 提供无线资源的能力。两个小区组可以由两个不同的无线节点独立控制，并且这两个无线节点连接到单个核心网络。双连接旨在提高用户吞吐量、改善移动性的韧性并支持RAN节点之间的负载均衡。

DC中的小区组被定义为与DC中两个RAN节点之一相关联的服务小区组。EPS和5GS均规范了双连接。在本章中， 我们着重介绍与NR接入小区组和E-UTRA小区组相关的DC架构和功能，这两种DC类型均已规范，由连接到5GC的无线节点控制。第4章介绍了5G EPC的概念和功能， 5G的主要组成部分就是NR接入和E-UTRA的一起使用。

DC的概念最初是针对具有两个小区组的EPS引入的， 两个小区组均提供E-UTRA资源，适用于能够在连接状态下进行多收/多发(Rx/Tx)的UE。UE首先连接并执行与核心网之间的信令的eNB被称为主节点， 它是与UE位置相关的接入节点。一旦UE进入连接状态， 主eNB可以请求另一个辅助eNB以卸载数据流量。双连接中， 两个eNB独立运行其调度程序：位于主节点中的调度程序控制对主小区组(MCG) 的无线资源的访问， 位于辅节点中的调度程序则控制对辅小区组（SCG）的无线资源访问。这些eNB由非典型的回传X2接口相互连接， 如3GPP EUTRA架构规范3GPP TS 36.300所述。

3GPP首先规范的DC类型是单无线接入技术(E-UTRA) 的双连接， 它使用不同频段，后来演进为多无线接入技术的双连接(MR-DC)，允许通过两个无线节点的两种不同的无线技术(NR接入和E-UTRA) 进行双重连接。两个无线节占通常中非典型的回传X2接口连接， 由两个独立的调度程序进行操作。MR DC概今中3GPP制定， 并在3GPP TS 37.340中进行规范。举一个MR-DC配置的例子：NR通过EUTRA(4G无线) 连接4G核心网(也称为EPC) 。这种配置对运营商来说具有吸引力， 因为它可以利用现有的EPC网络，快速推出NR的更高带宽、更高吞吐量的服务。

MR-DC概念可应用在不同的部署中， 由不同的配置和连接选项组成。3GPP RAN对其架构进行了标准化的讨论，涉及从5G无线接入到5G核心网和4G核心网的各种配置与连接选项，这些最初被称为“选项1至8”。

“选项1至8”描述了通过改变以下组成部分的顺序和组合而得到的不同结果：

1. RAN连接到的核心网(EPC或5GC) 。

2. 用于用户面数据的无线接入技术(NR接入、E-UTRA或两者都有)

在此提醒读者，在DC的范畴内，我们只处理选项3、4和7(有关详细分析，请参见第3章)。选项1、2、5和选项6不使用DC(参见图12.1)。

图12.1 DC相关的5G架构选项

针对每个选项， 3GPP规范了不同的连接类型，相关术语的描述见图12.2。

图12.2 MR-DC中用户面的端接

例如， 如果E-UTRA提供主小区组， 则该小区组由主节点(MN)控制。主节点的较高无线层和E-UTRA小区组的较低无线层有关联。用户面建立在主节点和核心网之间：

• 如果用户面的端接资源与主节点拥有的用户面端接资源相关，则数据无线承载就被称为主节点端接(端接在MN上)。

• 在上述示例中， 如果仅由E-UTRA小区组提供无线资源，那么数据无线承载就被称为MN终结的MCG承载； 如果仅是NR接入小区组，那么数据无线承载就被称为MN端接的SCG承载； 如果两个小区组都提供无线资源，那么数据无线承载被称为MN端接的分离承载。

表12.1概述了主小区组和辅小区组之间的UP端接。

表12.1 用户面的端接

图12.3说明了DC的不同选项， 其中选项3表示为EN-DC(最后由“EPC的MR-DC”这个术语替代) ， 而选项4和7则由NE-DC和NGEN-DC表示。此外， 3GPP已经规范了一种新的DC类型， 类似于用于4G的DC架构， 但是NR可以和主RAN节点、辅助RAN节点组合连接到5GC。

图12.3 EPC和5GC的MR-DC架构组合

到目前为止， 对“EPC的MR-DC”而言， DC是个可选的功能， E-UTRA始终由主节点提供，NR接入可能作为辅助的无线技术加入。

3GPP中的5G规范过程从一开始就采用了多接入无线技术的双连接(Multi-RAT DC)，从而实现了可互换且灵活的DC架构，其中，无线资源可由主小区组成辅小区组提供，或者由主，辅小区组同时提供。每个小区组采用一种无线技术， 或NR接入或E-UTRA接入，用户面在核心网的端接可通过主节点或辅助节点提供(表示为MN端接或SN端接的承载)。

由于本书的主要范围是5G无线接入的5G核心网，因此本章我们将重点放在具有5GC的MR-DC上。EPC MR-DC的架构， 从总体架构和核心网角度来看， 遵循相同的功能演进路径， 因此读者应该能够轻松地从5GC MR-DC架构具有的功能推出EPC MR-DC的功能。