双连接简介
双连接(DC-Dual connectivity)是3GPP R12中新增一项功能;用于增强无线网络蜂窝小区连接,类似于载波聚合(CA);双连接目的是利用多个载波的无线资源来提高终端(UE)吞吐量。DC和CA之间区别在于应用场景和实施不同。
根据3GPP 36.300定义双连接(DC)是一种操作模式,可为处于RRC CONNECTED模式,具有多个接收/发送(Rx/Tx)功能的终端(UE)配置使用两个eNB、两个不同调度流程的无线资源;两个eNB分别通过 X2接口上的非直达回传。
双连接特点
双连接(DC)允许终端UE通过主eNodeB(MN)和辅NodeB(SN)在两个小区组的多个载波上同时发送和接收数据;
双连接(DC)主要用于非理想的回传,其节点之间的延迟相对较大;
双连接(DC)可以提高用户吞吐量,提供移动性鲁棒性并支持eNodeB之间负载平衡;
在双连接(DC)中用户面流量通过PDCP层在不同载波之间分配,数据承载称为分离承载;
双连接(DC)和载波聚合(CA)并不相互排斥,它们可以一起实施;
在双连接(DC)中终端(UE)有两个C-RNTI:一个在MCG,一个在SCG;它在MCG中有一个始终活动小区,在SCG中有另一个始终活动小区;在MCG和SCG中具有各自独立的PUCCH资源
主eNB(MeNB)和辅eNB(SeNB)之间配置是独立,这包括:带宽,小区组载波数量,每个载波(FDD或TDD)帧结构等。
在控制面中只有一个S1-MME连接,连接于MME与MeNB之间。
RRC连接仅到MeNB处终止;SeNB中没有RRC实体。网络将所有与SeNB相关的RRC配置发送到MeNB,然后MeNB通过RRC消息发送给UE。
双连接(DC)定义
主eNB(MeNB-Master eNB)是连接到S1-MME或同时连接到S1-MME和S1-U的eNB;
辅eNB(SeNB-Secondary eNB)是提供其他无线资源的eNB。
主小区组(Master Cell Group)是与MeNB相关一组服务小区,包括PCell和一个或多个SCell。
辅小区组(Secondary Cell Group)是与SeNB相关一组服务小区,包括PCell和一个或多个SCell。
MCG承载(MCG Bearer)是无线协议中位于MeNB的资源承载。
SCG承载(SCG Bearer)是无线协议中位于SeNB的资源承载。
拆分承载(Split Bearer)是无线协议中同时位于MeNB和SeNBSplit Bearer资源的承载。
双连接协议和网络架构
在双连接(DC)中,使用的无线协议承载取决于承载设置方式。目前有三种承载类型:MCG承载,SCG承载和拆分承载。下图是这三种承载类型应用场景:
图中未对RRC连接进行显示;它位于MeNB中,其SRB始终配置为MCG承载,仅使用MeNB无线资源。
双连接的控制面(CP for DC)
双连接在eNB间之控制面信令通过X2-C接口信令传递,而与MME的消息则通过S1-C接口完成。 每个双连接 的UE在MeNB和MME之间只有一个S1-C连接。 每个eNB应能够独立地处理终端(UE)的消息,即向一些终端(UE)提供PCell,同时向其他UE提供用于SCG的SCell控制面消息。涉及双连接(DC)某个UE的每个eNB控制其无线资源且主要负责分配其小区的无线资源。 MeNB和SeNB之间相关协调通过X2接口信令执行。
双连接的用户面(UP for DC)
在双连接中用户面有两种架构形式:
1.首先S1-U仅终止于MeNB,使用X2-U将用户面数据从MeNB传输到SeNB
2.其次S1-U也可以终止于SeNB中。
下图显示了特定UE载双连接中所涉及eNB不同用户面连姐性选项。
对于MCG承载,其承载可通过S-GW的S1-U连接到MeNB中终止。
SeNB不参与通过Uu口传输这种类型承载的用户面数据。
对于拆分承载到S-GW的S1-U连接,在MeNB中终止(PDCP数据已传输)。
MeNB和SeNB间通过X2-U建立连接。SeNB和MeNB都参与数据发送。
承载数据通过Uu口传递。
对于SCG承载SeNB通过S1-U与S-GW连接直接;MeNB不参与。
在Uu口上传输用户面数据承载。
如果仅配置了MCG和拆分承载,则SeNB中没有S1-U节点;
载波聚合 (CA) 与双连接(DC) 对比
载波聚合(CA)允许终端(UE)通过单个eNodeB上同时在多个载波上发送和接收数据;而双连接(DC)则允许UE通过两个小区组的主eNodeB(MN)和辅eNodeB(SN)内同时在多个载波上发送和接收数据。
载波聚合(CA)可以通过利用低负载小区提高峰值速率和用户吞吐量,而双连接(DC)不仅提高用户吞吐量,还支持移动鲁棒性并支持eNodeB之间的负载平衡。
CA适用于理想的节点之间回传;而DC适用于非理想的回传其主要是节点之间的延迟相对较大。
在CA中用户流量通过MAC层在各个载波之间分配,在DC中是通过PDCP层中的各个载波之间分配;因此DC中在PDCP中拆分的数据承载称为拆分承载。
CA和DC不相互排斥,它们可为同一UE联合实现;如主小区组(MCG)中有多个载波,辅小区组(SCG)中有多个载波;
在双连接中终端(UE)有两个标识:其中MCG中一个C-RNTI和SCG中另一个C-RNTI;终端在MCG中具有一个连接小区,在SCG中具有另一个连接小区,并在MCG和SCG中具有单独的PUCCH资源。而在CA中在所有载波上只有一个公共的C-RNTI,且只有在PCell上有一个PUCCH。
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