4G-5G双连接技术研究

李淼

摘 要 本文从4G-5G双连接技术原理出发，分别对4G网络连接架构与应用，5G非獨立架构进行研究。

关键词 4G-5G;双连接;网络架构

随着我国5G技术的日益成熟，5G无线网络系统的建设，也成为当前网络运营企业技术研究的重要内容。但是随着5G网络建设过程的推进，如何解决5G网络运行中出现的负载不均、切换冗余以及干扰严重等技术问题，提高网络运行质量就成为技术研究的重要组成部分。因此技术研究者提出了利用4G-5G双连接技术措施，开展5G网络建设。

1 双连接技术基本原理研究

4G-5G 双连接技术在实际应用中就是通过一个用户终端，实现4G-5G基站单元的连接，进而实现通信系统中控制平面和用户平面分离，进而确保通信中4G与5G系统同时运行。在实际连接中，4G-5G 连接常用技术包括了NSA与SA 两种模式。在此次研究中我们主要采用NSA 技术实现4G-5G连接[1]。这一技术可以通过双连接方式接入至通信互联网络，进而解决通信终于到的一些主要技术问题。

2 连接中互操作主要场景分类

在实现双连接网络建设中，运营商采用的架构互操作主要模式包括了以下两类：

2.1 侧互操作模式

这一方式主要适用于NSA模式，其主流方案为Option3系统。在实际应用中可采用FDD作为其控制面锚点，通信中的900M、1800M、F频段和D频段等都可以对这一操作进行支持。这一架构形式的主要特征是通信网络中的LTE与NR 系统都具有独立核心网，进而确保了4G-5G 基站间不会产生连接，确保了互操作中双方核心网不会产生相对变化。

2.2 侧互操作模式

这一方式主要适用于SA模式，其主流方案为option2。在实际应用中可采用SUL或者CA为通信提供上行增强，其辅助频段主要包括了900M、1800M等。

3 双连接中的网络架构及应用

3.1 4G网络中双连接的架构与应用

（1）1a架构模式

这一架构模式的主要特点是通信连接中在数据核心网两端对数据进行分割。因此其MeNode B和SeNode B使用的是独立化化运行模式。其系统具有独立化PDCP、RLC、MAC和PHY 层，并且使用X2 接口完成信息传输[2]。这种架构模式在通信中的优势是可以很好地降低网络架构，同时不需要对基站进行改造。而其主要的缺点是系统对核心网数据处理能力以及系统质量要求较高。

（2）3c架构模式

这一架构模式的主要特点是在基站两端对数据进行分割，而其通信核心网SeNode B处于不可见状态。在实际通信中，其核心网-基站间的一般使用S1-U连接，通信中的下行数据利用MeNode B根据设计好的算法规则分割，最后通过X2-U接口到达核心网。在实际运行中这一架构中，由于核心网只包括RLC、MAC 与PHY 层，因此其数据处理结构模式较为简单。但是其主要的缺点表现在对信息传输质量要求很高，同时网络协议复杂程度也比较高。

因为两种架构模式分别具有各自的优缺点，因此在连接建设中，技术人员应根据网络通信具体要求进行选择。

3.2 4G双连接技术在整体网络中的应用

（1）双连接异构问题的解决

在4G-5G正常连接情况下，由于两种之间架构差异较大，同时两者微基站之间、宏基站与微基站之间等系统相互部署都存在一定问题，进而造成通信小区边界的增加，最终会对用户终端使用、通信中信号切换次数以及连接成功率等造成一定影响[3]。而4G-5G双连接技术的应用可以使客户移动终端实现不同网络基站通信间的切换与控制，有效确保了通信效率与稳定性，而随着基站数量的增加，其通信质量也会有明显提升。

（2）融合组网问题的解决

基于双连接技术的4G-5G网络融合，在通信运行中一方面可以有效的减少通信基础设施建设投入费用;另一方面还可以有效提升已有网络设备利用率。同时这一技术还可以实现 TD- LTE与LTE FDD网络的有效融合，提升通信讯网络整体效率。

3.3 双连接中5G网络非独立组网架构

在此次连接研究中，5G网络系统我们采用了非独立架构形式。这一架构形式主要包括了以下两种类型：

（1）EPC架构模式

这一架构模式的控制平面只能由 LTEeNode B 连接到核心网络。其主要特点是平面的架构简单，与3c模式架构相似。

（2）NGC架构模式

这一模式采用了NGC网络结构，只有通过系统升级处理才能实现LTE eNodeB对网络控制。同时通过对5G网络空口的支持，可以使通信中的各类数据有效连接到5G核心网络中。在实际的网络通信中，NGC架构技术较为先进，其通信质量也较为明显。但是EPC架构也具有建设成本低，技术较为成熟的特征。因此在双连接建设选择中，运营商应根据实际情况进行分析选择，确保网络建设整体效益。

参考文献

[1] 李先栋，于翠波，句学荣.LTE-Advanced移动通信系统双连接技术[J].现代电信科技，2014，（9）：17-23.

[2] 许森，张光辉，刘晴.基于双连接的 TD-LTE 和 LTE FDD 融合组网[J].电信技术，2015，（2）：28-31.

[3] 孟颖涛.5G与LTE双连接技术架构选择[J].移动通信，2017，（2）：27-31.