3GPP R12中就已經(jīng)提出了雙連接技術(shù)，即在非理想傳輸鏈路條件下，經(jīng)由PDCP進(jìn)行多個(gè)站之間的流量分配，提升用戶速率。由于可以與LTE共用核心網(wǎng)，因此，雙連接對于5G網(wǎng)絡(luò)部署也有一定的吸引力。

Ericsson在2015年2月就展示過LTE與5G雙連接的演示視頻，同年7月，韓國電信KT宣布與Ericsson一起完成了LTE與5G的雙連接演示工作，并在2016年8月發(fā)布的KT 5G-SIG規(guī)范中明確給出了LTE于5G網(wǎng)絡(luò)之間的雙連接架構(gòu)。2016年11月底，在日本東京舉行的2016全球移動寬帶論壇上，華為也展示了LTE與5G之間的雙連接技術(shù)。

那么，對于5G網(wǎng)絡(luò)部署，是不是雙連接就是唯一選擇哪？Verizon給出了相反的回答，它們考慮采用獨(dú)立的5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)來進(jìn)行部署，如下圖示。

由此可見，5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的選擇絕非簡單的非此即彼的關(guān)系。那么，未來的5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)到底怎么樣哪？目前規(guī)范討論中又有哪些考慮哪？

2016/6在韓國釜山舉行的3GPP TSG-RAN #72全會上，針對5G整體架構(gòu)， RP-161266描述了12種5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，并確定了RAN2/3所要討論的選項(xiàng)。目前，RAN1/2/3多在此基礎(chǔ)上討論RAN架構(gòu)、核心網(wǎng)架構(gòu)以及相關(guān)接口。

本文對RP-161266提出的12種5G整體架構(gòu)進(jìn)行簡單說明，并對目前規(guī)范討論中的LTE-5G雙連接架構(gòu)和KT規(guī)范中的架構(gòu)LTE-5G雙連接進(jìn)行說明

1. 3GPP的5G整體系統(tǒng)架構(gòu)選項(xiàng)

“5Garchitecture options – full set”( RP-161266)中，對5G系統(tǒng)可能采用的12種整體架構(gòu)進(jìn)行了總結(jié)和分析，并確定了RAN2和RAN3未來的討論方向。詳述如下。

1.1 RP-161266定義的12種5G系統(tǒng)整體架構(gòu)

這些架構(gòu)選項(xiàng)是從核心網(wǎng)和無線角度相結(jié)合進(jìn)行考慮的。比如考慮LTE系統(tǒng)是否需要升級、EPC是否需要升級、是否需要新建5G核心網(wǎng)(NGCN)，LTE與5G無線系統(tǒng)是連接到EPC還是連接到新的5G核心網(wǎng)上，等等，從而全面考慮了不同運(yùn)營商不同建設(shè)階段的選擇，為核心網(wǎng)和無線系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)范討論工作起到了指導(dǎo)作用。12種系統(tǒng)整體架構(gòu)詳細(xì)描述如下(注：NR-5G New Radio，NGCN- NextGenCore Network)。

1 ) 傳統(tǒng)LTE架構(gòu)，LTE連接到EPC。

2 ) 5G獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)(Standalone，簡稱SA)。采用獨(dú)立的新型無線系統(tǒng)(NR)，并連接到新一代核心網(wǎng)上(NGCN)。

3 ) 非獨(dú)立(Non-Standalone，簡稱NSA)，LTE輔助(即控制信令走LTE)，僅連接到EPC。

不部署新的5G核心網(wǎng)，因此EPC需要升級支持5G業(yè)務(wù)和5G無線系統(tǒng)，LTE和5G采用雙連接方式，由LTE系統(tǒng)經(jīng)S1-MME接口連接到EPC。選項(xiàng)3)中與3a)的區(qū)別在于5G用戶面是否連接到EPC。選項(xiàng)3)中，用戶面分流只能由LTE系統(tǒng)進(jìn)行，而3a)下，5G無線系統(tǒng)的用戶面直接與EPC連接，可以由EPC進(jìn)行業(yè)務(wù)分流。

4 ) 非獨(dú)立(NSA)，5G新無線系統(tǒng)輔助，僅連接到5G核心網(wǎng)(NGCN)。

5) Standalone方式。升級LTE系統(tǒng)到R-15版本，連接到5G核心網(wǎng)(NGCN)。

6) 獨(dú)立5G無線網(wǎng)絡(luò)，僅連接到EPC。

7) 非獨(dú)立(NSA)，LTE輔助，僅連接到5G核心網(wǎng)(NGCN)。

選項(xiàng)7)與7a)的區(qū)別與上面3)和4)的情形類似。

8) 非獨(dú)立(NSA)，5G無線系統(tǒng)輔助，僅連接到EPC。

選項(xiàng)8)與8a)的區(qū)別與上面3)、4)和7)的情形類似。

1.2  RAN2/3對架構(gòu)的選擇(RP-161266)

在RP-61266中，同樣列出了RAN2/3對各種架構(gòu)的考慮和選擇。

-   選項(xiàng)1是傳統(tǒng)的LTE架構(gòu)，無需再討論。

-   架構(gòu)2是獨(dú)立5G架構(gòu)，是5G系統(tǒng)的最終形態(tài)。

-    架構(gòu)3應(yīng)該是5G系統(tǒng)早期熱點(diǎn)部署時(shí)的形態(tài)。借助LTE與5G無線系統(tǒng)之間的雙連接提供較高速率。目前各廠家演示的LTE-5G雙連接應(yīng)該與此架構(gòu)相類似。

-    架構(gòu)4中，需要新建5G核心網(wǎng)，并利用5G與LTE雙連接來更好地為5G用戶提供性能和服務(wù)。

-   架構(gòu)5下，LTE升級到R15版本，提供5G服務(wù)，采用新型5G核心網(wǎng)。此架構(gòu)更多地在RAN3(網(wǎng)絡(luò)研究研究)的工作范圍內(nèi)，LTE系統(tǒng)直接采用R15的協(xié)議棧就可以了，無需RAN2再對RLC/MAC/RRC等協(xié)議進(jìn)行更多研究。

-   架構(gòu)6下，采用傳統(tǒng)EPC支持5G無線系統(tǒng)，基本不予考慮。

-   架構(gòu)7采用5G核心網(wǎng)，5G系統(tǒng)控制面經(jīng)由LTE連接。這種場景也可能會在網(wǎng)絡(luò)初始部署時(shí)應(yīng)用，以便提供新業(yè)務(wù)等。

-   選項(xiàng)8，LTE和5G無線共存，且只采用EPC，也不予考慮。

2. LTE與5G雙連接架構(gòu)選擇

從上面各種選項(xiàng)可以看到，LTE于5G雙連接是未來5G部署中的重要選擇。目前Ericsson和華為演示的LTE-5G雙連接方案中，沒有詳細(xì)的系統(tǒng)架構(gòu)描述，因此無從知道LTE于5G的配置關(guān)系，比如哪個(gè)系統(tǒng)做MeNB，提供與核心網(wǎng)的控制面連接，哪個(gè)系統(tǒng)做SeNB，是在核心網(wǎng)還是在RAN側(cè)進(jìn)行分流，是從LTE側(cè)還是5G側(cè)控制分流，等等。

那么，考慮最簡單的情況，即仍采用EPC系統(tǒng)，則目前的雙連接方式到底可能會采用哪種網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)哪？

2.1 TR38.801的討論結(jié)果

在TR38.801中提到，3/3a下采用雙連接(DualConnectivity)方式時(shí)，可以基于TS36.300中所定義的DC架構(gòu)來實(shí)現(xiàn)，以避免對EPC的影響。LTEeNB和gNB之間采用Xx接口，其協(xié)議和過程與DC的基本一樣，但是會有微小改變。協(xié)議架構(gòu)如下圖所示。

LTE eNB和MME之間存在S1-MME連接，因此LTEeNB為MeNB，5GgNB為SeNB。在選項(xiàng)3)下，用戶面也只通過LTE連接到EPC，因此分流只能在LTE進(jìn)行，而3a)下，gNB與EPC之間也有用戶面連接，因此也可以通過gNB進(jìn)行分流。

2.2 KT 規(guī)范中的雙連接架構(gòu)

KT頒布的KT 5G-SIG中，在TS 5G.300中描述了雙連接架構(gòu)。

首先，從網(wǎng)絡(luò)總體架構(gòu)上看，eNB與MME之間存在S1-MME連接，5G node與MME沒有連接。

其次，從其雙連接架構(gòu)的用戶面看，在5G node中的PDCP上增加了一個(gè)SWI/SPL協(xié)議層，用以進(jìn)行LTE與5G網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)流分配和控制工作。從控制面看，5G RRC消息采用DRB經(jīng)由LTE傳送。

而TS 5G.300附錄信息表明，5G RRC消息在傳送前還需要經(jīng)過UDP/IP封裝過程，才能夠通過DRB經(jīng)由LTE傳送給UE。

需要說明的是，KT標(biāo)準(zhǔn)是由多個(gè)設(shè)備廠家和終端廠家一起討論的結(jié)果，這個(gè)過程中，更多地考慮了終端廠家的意見，其用戶面和控制面架構(gòu)都是從多個(gè)選項(xiàng)中討論產(chǎn)生的結(jié)果，可見未來的5G標(biāo)準(zhǔn)制定工作還是很艱難的。

后續(xù)我們會根據(jù)3GPP最新討論結(jié)果來深入分析核心網(wǎng)和無線網(wǎng)架構(gòu)，并研究未來的LTE與5G的協(xié)同部署和互操作方案，大家一起來學(xué)習(xí)相關(guān)知識，了解更多廠家和運(yùn)營商的5G架構(gòu)和部署方式選擇吧。（來源公眾號：5G通信技術(shù)）