浅谈5G/LTE双连接关键技术

摘 要：移动通讯时代的发展不仅为人们日常生活中的通讯联系带来了很大的方便，同时为移动通信技术的发展带来了很大的机遇和挑战。各大电信供应商为快速抢占市场，针对第五代移动通信技术的研究已经渐趋成熟，其中5G和LTE双连接技术在3GPP Release12中的表现中尤为突。本文针对5G/LTE双连接关键技术的模拟场景，提出了架构5G/LTE双连接的关键技术。

关键词：5G；LTE；双连接技术

中图分类号：TN929.5 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）36-0261-02

1 引 言

在这个5G将要来临的时代，华为主要创始人、总裁任正非曾在巴塞罗那5G国际会议中指出，全球需要建立一个统一的5G规则，而我们中国将会成为主要的规则制定国家。在5G和LTE双连接关键技术并为大规模普及的背景下，如何将其引入到3GPP Release12甚至14中去，决定我国各大通讯运营商能否抢占国家甚至国际5G市场先机，这是各大运营商都需要认真考虑的问题。5G/LTE双连接关键技术一旦引入5G全覆盖体系中，将会对通讯系统产生巨大的冲击，并且会优化现阶段网络延迟效应以及各种不稳定因素，增强网络的运行性能的同时，提升用户的使用体验。

2 5G和双连接简介

近期，中国工信部确认，国内三大网络运营商已获得5G试验频率使用许可批复。同时，早在很久之前，中国信产部就计划在2019年进行5G的试商用，2020年我国国内将全面普及5G商用服务。

2.1 5G技术发展现状

2016年11月德国Mainz召开的全球有关5G技术的科技研讨会，对5G的开发、频谱技术的研究、5G使用标准的制定、现有的4G技术拓宽到5G技术领域的应用以及5G发展过程中需要面临的挑战展开了长达数日的讨论，并在会议最终确定了5G发展的主要方向。自此，5G在各个国家的研究与应用被提上日程，同时5G以其超高的移动运输速率和高稳定性、安全性在众多移动通讯技术中脱颖而出，使其在移动通讯技术开发领域成为一个较为重要的工作项目。

与此同时，5G运行标准渐趋成熟，其与LTE技术的联用也受到人们的广泛关注。

2.2 5G/LTE双连接技术简介

LTE（Long Term Evolution）又称为通用移动通信技术的长期演技过程，是一种用于手机或者其他无线数据终端的电信通讯标准。早在2008年LTE技术就在3GPP（The 3rd Generation Partnership Project）也被称为第三代合作伙伴计划中被提出。

LTE作为一种借助新技术和调制方法来提升无线网络的数据分析和处理能力的高端技术，在3GPP Release系列中被广泛应用，并渐渐成为一种新的网络体系结构，同时作为一种全球移动通信供应商被广为研究开发和运用[1]。

那么为什么要在移动通讯技术的发展过程中引入5G和LTE双连接技术呢，主要分为以下几点：

（1）可以有效缓解宏微上下行不平衡的问题。由于用网热点地区的逐渐增多，人们对于网络的需求逐渐增多，作为主要组网手段的密集组网在网络的架构过程中被广泛使用，但是这时就会出现宏微上下行不平衡的问题，使上下行发送的网络功率存在微小的差异，正是这种差异导致无线网络资源在运送的过程中产生损耗。但是，在引入5G/LTE双连接技术后就可以有效的缓解这一问题，减少网络资源在运输过程中的损耗，以保证正常的用户使用。

（2）可以将多个站点网络资源进行协同处理。一般的网络联动技术运用的主要手段没有办法将各个站点间的网络资源进行连接并进行协同处理，而5G/LTE双连接技术则可以有效解决这一问题，双连接技术将宏微之间的连接由非理想回路转变成理想回路，这样各个基站点就可以达到网络资源的共享，同时一旦在网络资源协调分配的过程中出现延迟性较高的问题，5G/LTE双连接技术也可以进行快速的、高效的处理[2]。

3 5G/LTE双连接模拟场景

在3GPP Release系列技术中，5G/LTE双连接技术主要可以根据网络架构的不同分为两种模拟场景，一种是5G/LTE同构网络架构模拟场景，另一种是5G/LTE异构网络架构模拟场景。

3.1 5G/LTE同构网络架构模拟场景

如图1所示，为5G/LTE同构网络架构模拟场景。根据图中显示，5G/LTE和NR共用一个相同的基站，这种模拟场景就造成了网络基站的全部资源对NR和5G/LTE进行相同的资源覆盖，其中网络基站均为宏站。

3.2 5G/LTE异构网络架构模拟场景

如图2所示，为5G/LTE异构网络架构模拟场景，从图中可以看到，5G/LTE和NR可以处于相同的网络基站，也可以处于不同的网络基站。5G/LTE和NR都可以是宏站，也都可以是小站，或者是其中一者为宏站，另一种为小站。这样模拟场景所提供的网络基站资源是多样化的，同时也是更为合理的[3]。

4 5G/LTE双连接关键技术

针对上述对于5G/LTE双连接技术的简介以及对于其模拟场景的运用，下面提出5G/LTE双连接关键技术。

尽管3GPP早在2004年就被提出，其中也包含了一些如何进行双连接的早期技术的论述，但是在5G/LTE双连接技术的运用过程中仍有许多关键性的技术亟待被突破。

目前5G标准尚未确定，5G核心网络也处于研发阶段，因此，如果想要快速建设5G无线网络，可考虑将非标准化的5G无线系统接入LTE核心网，并采用1a双接模式，就可以快速实现5G与LTE之间的双连接功能。这种方式既方便快捷，又可降低开发成本，还能够避免对LTE无线网络的临时性改造。其缺点在于，由于使用LTE核心网，所以5G系统的带宽可能受到核心网的限制。另外，LTE与5G系统带宽差异较大时，也还需要深入研究核心网络分流时用户的性能特点。因此，在根据电信运营厂商标准要求建立起5G网络之后，必须要针对相应的LTE系统进行临时性的改造，以满足用网用户的要求。

同时，LTE双连接控制面构架的过程中同时存在问题。囿于目前科学技术水平的限制，我国目前对于LTE双连接控制面的架构并不是太成熟，处于国际顶尖水平的华为公司也仅仅在近期对5G-LTE技术进行了简单的演示。因此，LTE双连接控制面的架构是未来5G部署中的关键一步。

进行LTE双连接控制面的架构必须要引入Massive MIMO这种复杂的天线系统。Massive MIMO指的是将基站与无线终端之间的许多通信通道中传送的信息进行汇集运输，是一种提高通讯信息传送速率的高级通讯手段。在引入这种通信手段之后，就可以将网络架构的控制面与用户面进行分离，工作于低频段且覆盖范围大的宏小区主要负责控制面，负责传送一些控制指令。而工作于高频段的NR小区只负责用户方面，负责传输用户的数据流量以及信息。这种架构的方式因为成功引入了Massive MIMO天线系统，使得整个5G/LTE双连接技术能够将无线网络资源进行有效的分配，同时可以保证很高的用户覆盖率，即减少了一部分的成本开支和同时又缩短了网络切换间所需网络指令延迟的时间，有效的提高了电信运营企业的经济效益[4]。

5 结束语

第五代移动通讯技术的发展必定将会成为当代移动通讯技术发展的主流导向。因此，怎样能够通过有效的科学技术手段来解决5G/LTE双连接技术中存在的一些关键性问题，成为了各大网络运营商亟待解决的问题。相信通过本文的一些论述，会对5G/LTE双连接关键技术的发展进行有效的指导。

参考文献

[1]廖骏杰.5G网络技术现状及发展趋势[J].信息记录材料，2018，19（10）：6～8.

[2]廖智军，李振廷，石胜林，曹玉群.LTE/5G双连接关键技术[J].移动通信，2018，42（03）：21～26.

[3]马 玥，范 斌.双连接技术与应用浅析[J].邮电设计技术，2016（12）：50～53.

[4]孟颖涛.5G与LTE双连接技术架构的选择[A].TD产业联盟、《移动通信》杂志社.面向5G的LTE网络创新研讨会（2016）论文集[C].TD产业联盟、《移动通信》杂志社：中国电子科技集团公司第七研究所《移动通信》杂志社，2016：5.

收稿日期：2018-11-14