NR 5G EN-DC架构下的5G无线承载

EN-DC架构下的5G无线承载

在5G部署的初期节省成本,快速开展业务,多数的运营商选择非独立组网(NSA)模式。由于5G核心网的成本及其成熟度问题,NSA模式下的5G基站优先接入4G核心网(EPC),因此选项3系列(Option 3x)作为5G初期引入eMBB业务的首选。
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1、在上图的选项3x的架构图中,红色的线条表示控制面(C-Plane),用于传输控制信令,它有如下特点:
4G基站到核心网之间有一条叫做S1-MME的控制面链路;
5G基站没有直接到核心网的控制面链路;
4G基站和5G基站之间有一条叫做X2-C的控制面链路;
4G基站作为控制面锚点连接到4G核心网,承担所有控制面功能,因此也称为“主节点”。5G基站不承担控制面功能,和其跟核心网的控制面交互完全依靠4G来进行,因此被称为“辅节点”。

2、图中绿色的线条表示用户面(U-Plane),用于传输用户数据,它有如下特点:
4G基站和5G基站之间有一条叫做X2-U的用户面链路;
4G基站和5G基站都存在到核心网的S1-U用户面链路。

综上所述,选项3系列架构是以4G为主节点,5G为辅节点的双连接,因此也叫EN-DC(EUTRA-NR Dual Connection)。在这样的双连接架构中,手机有两条通路经4G或者5G基站到达核心网,由于是双连接,所以数据是4G和5G两条路同时走。
上面所说的路径这个词在此场景中有一个被称为“承载”的专业术语,含义也就是给手机提供服务的,承载业务的逻辑路径。不同网元之间的连接路径长度不同,其对应的承载名称也不同。
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如上图所示,由于我们关注的是4G和5G在空口是怎么分发数据给手机(UE)的,因此这里的承载特指介于手机和4G/5G基站之间的无线承载(Radio Bearer)。

一般情况下,作为主节点的4G基站使用多个不同的频点组成多层小区的网络,这些小区都可以作为控制面锚点,因此把这些4G小区合称为主小区组(MCG:Master Cell Group),在其之上建立的无线数据承载就叫MCG承载,对应于选择1:只走4G这条路径。

相应的,多个5G小区组成辅小区组(SCG:Secondary Cell Group),在其之上建立的无线数据承载就叫SCG承载,对应于选择2:走5G这条路径。

对于选择3,就需要MCG和SCG合作,把空口数据拆分成两路承载,因此叫分裂承载(Split Bearer)

首先我们来看空口协议栈,5G和4G类似,都包含PDCP、RLC、MAC以及PHY这些层的处理,分裂承载的“分裂”和“汇合”就是由PDCP层处理的。
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下行数据就是从PDCP层开始分道,发送到4G和5G各自的RLC/MAC/PHY层独立处理,最终由手机同时接收4G和5G两路数据。上行同理,只是方向相反,从手机发出两路数据分别给4G和5G基站,再经过各自的PHY/MAC/RLC层处理,最终在PDCP层汇合。
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如上图所示,对于MCG承载,不管PDCP层是4G(E-UTRA)还是5G(NR),都会转移到4G基站的RLC/MAC/PHY层去处理,也就是说MCG承载是基于4G的;
相应的,对于SCG承载,整个PDCP/RLC/MAC/PHY都是由5G模块来处理的,也就是说SCG承载是基于5G的;
对于分裂承载,数据是从5G NR的PDCP层开始分裂成两路,分别到4G和5G的RLC/MAC/PHY层去处理。

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