前两天, 有网友留言问 5G 基站和 4G 基站如何协同工作, 今天我们就来探讨探讨这个问题 -- 5G 和 4G 基站如何 "搞基"?
众所周知, 3GPP 最新发布的 5G NSA 标准采用 LTE 与 5G NR 新空口双连接 (LTE-NR DC) 的方式, 以 4G 作为控制面的锚点, 4G 基站 (eNB) 为主站, 5G 基站 (gNB) 为从站, 并沿用 4G 核心网.
关键就得从这个 "双连接" 说起.
3GPP R12 版本中提出了 LTE 双连接 (Dual Connectivity) 技术, 它类似于 R10 版本提出的 LTE-A 载波聚合技术, 但两者在本质上有不同之处:
1,LTE 双连接下数据流在 PDCP 层分离和合并, 随后将用户数据流通过多个基站同时传送给用户, 而载波聚合下数据流在 Mac 层分离和合并.
2,LTE 双连接是发生在不同站点之间的聚合(通常为一个宏基站和一个微基站, 两者间通过 X2 接口相连).
到了 5G 时代, 由于 5G NR 是新的无线技术, LTE-NR 双连接就是要实现不同无线技术之间的聚合, 它与 LTE 双连接必然是有区别的.
区别在哪呢? 主要从三个方面进行了功能扩展.
1. 承载分离扩展
载波聚合引入了 MCG(Master Cell Group)和 SCG(Secondary Cell Group)概念, 即主从基站分别形成的服务小区簇. 在 LTE 双连接下, R12 规定由 MCG 分离承载, 简单点说, 就是主站是分离点, 下行数据流或者从主站直接传送到手机, 或者由主站通过 X2 接口传送到从站, 再传送到手机.
对于 5G 早期部署, LTE-NR 双连接模式下, LTE eNB(4G 基站)为主站, gNB(5G 基站)为从站, 但传统 LTE 双连接难以满足这种部署方式, 主要原因是:
由于 5G NR 的带宽更大, 这就要求支持 MCG 分离承载的 4G 基站具备更强的处理和缓冲能力.
因此, 为了避免 4G 基站处理能力的瓶颈, 最大限度地减少原来的 4G 基站升级, 尽可能地降低设备研发和建网成本, LTE-NR 双连接另辟蹊径, 规定也可由 SCG 分离承载, 即下行数据流即可从 5G 从站直接传送到手机, 也可由 5G 从站传送到 4G 主站, 再传送到手机.
▲5G NR 非独立组网选项 3x
2. 独立 RRC 连接
在 LTE 双连接中, 主站和手机之间建立 RRC 协议, 即 RRC 消息仅在主站和手机间传送. 但主站和从站各自执行无线资源管理(RRM),RRM 功能在主站和从站之间通过 X2 接口交互协同, 比如从站分配资源后通过 X2 接口与主站交互, 再由主站将包含从站资源配置的 RRC 消息发送给手机.
简单的说, 手机只能看到唯一来自主站的 RRC 消息, 并且只会回复给主站.
现在, 在 LTE-NR 双连接中, 不仅主站和从站各自执行 RRM, 而且, RRC 协议也独立建立于主站和从站与手机之间.
也就是说, 从站不再通过 X2 接口与主站进行 RRM 交互协同, 而是通过 RRC 消息直接从从站传送到手机.
另外, 独立的 RRC 连接也意味着主站和从站可独立设置 RRC 测量.
不过, 从站不能释放手机的 RRC 连接, 也不能使手机迁移到 RRC_IDLE 状态, 这是因为 UE RRC 连接和上下文依然由主站存储和管理.
在这里有必要补充一下, 相较于 4G LTE 只有 RRC IDLE 和 RRC CONNECTED 两种 RRC 状态, 5G NR 引入了一个新状态 --RRC INACTIVE.
新引入 RRC INACTIVE 状态的目的是降低连接延迟, 减少信令开销和功耗, 以适应未来各种物联网场景.
在 RRC INACTIVE 状态下, RRC 和 NAS 上下文仍部分保留在终端, 基站和核心网中, 此时终端状态几乎与 RRC_IDLE 相同, 因此可更省电, 同时, 还可快速从 RRC INACTIVE 状态转移到 RRC CONNECTED 状态, 减少信令数量.
3. RRC 分集
如上所述, 在传统 LTE 双连接下, 仅从主站发送 RRC 消息, 这样做不适用于 LTE-NR 双连接.
由于 5G NR 频段更高, 早期的 5G 基站可能主要是以微蜂窝的形式补盲和补热点, 在这种情况下, 手机与 5G 基站的距离比 4G 基站更近, 这意味着, 当 5G 从站发送 RRC 消息时, 手机接收成功的可能性更高.
值得一提的是, 为了进一步提升信令传输的可靠性, 主站的 RRC 消息可以被复制, 并通过主站和从站向手机发送相同的消息, 以 RRC 分集的方式提升手机接收 RRC 消息的成功率.
此外, 除了 RRC 消息重复发送, 在用户面, 为了应对 5G 超可靠和低延迟通信 (URLLC) 场景, 在 PDCP 层上的重复传输方案也在讨论之中.
这种方案以在多个无线链路上传输相同的数据的方式, 来提升通信的可靠性.
好了, 总算简单介绍完 4G 和 5G 基站的 "搞基" 方式了. 碎觉!
5G 网络预热几年了, 如今也即将落地, 不少地区已经开启了 5G 网络测速. 现在问题来了, 4G 手机能用 5G 网络? 目前绝大多数朋友手中在用的都是 4G 手机, 而 5G 网络即将到来, 今后要体验 5G 网络, 是否需要换手机呢?
Q:4G 手机能用 5G 网络?
A: 不可以, 不过 5G 网络, 往下兼容 4G/3G 网络. 也就是说, 在今后的 5G 网络时代, 目前的 4G 手机, 最高只能使用 4G 网络, 无法使用 5G 网络, 需要换 5G 手机才支持.
其实, 制约手机是否能支持 5G 网络, 主要取决于手机处理器的网络解调器. 5G 手机需要下一代 5G 调制解调器, 目前高通, 华为下一代处理器均号称会加入 5G 网络支持, 因此不急着换机的朋友, 不妨等待支持 5G 的处理器的手机发布即可, 预计今年底或者明年初就会有相关机型发布了.
5G 网速有多快?
5G 时代被称为是万物互联时代, 5G 网络的速度相比 4G 网络会有非常大的提升. 在今年的 MWC2018 展会上, 高通展示了骁龙 X50 5G 调制解调器, 通过测试, 它能够实现 5Gbps 的下载速度, 相比 4G 时代以 MB 为单位的传输速度, 5G 时代以 GB 为单位, 速度是不是非常惊人呢?
简单来说, 目前的 4G 手机无法支持 5G 网络, 随着 5G 网络的逼近, 今后想要手机支持 5G 网络, 需要更换今后发布的新一代 5G 手机才能体验, 对于当下不急着换手机的朋友, 不妨再坚持一年再考虑换机吧.
来源: http://network.51cto.com/art/201810/585884.htm