摘 要：移動(dòng)通訊時(shí)代的發(fā)展不僅為人們?nèi)粘Ｉ钪械耐ㄓ嵚?lián)系帶來(lái)了很大的方便，同時(shí)為移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展帶來(lái)了很大的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。各大電信供應(yīng)商為快速搶占市場(chǎng)，針對(duì)第五代移動(dòng)通信技術(shù)的研究已經(jīng)漸趨成熟，其中5G和LTE雙連接技術(shù)在3GPP Release12中的表現(xiàn)中尤為突。本文針對(duì)5G/LTE雙連接關(guān)鍵技術(shù)的模擬場(chǎng)景，提出了架構(gòu)5G/LTE雙連接的關(guān)鍵技術(shù)。

關(guān)鍵詞：5G；LTE；雙連接技術(shù)

中圖分類號(hào)：TN929.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）36-0261-02

1 引 言

在這個(gè)5G將要來(lái)臨的時(shí)代，華為主要?jiǎng)?chuàng)始人、總裁任正非曾在巴塞羅那5G國(guó)際會(huì)議中指出，全球需要建立一個(gè)統(tǒng)一的5G規(guī)則，而我們中國(guó)將會(huì)成為主要的規(guī)則制定國(guó)家。在5G和LTE雙連接關(guān)鍵技術(shù)并為大規(guī)模普及的背景下，如何將其引入到3GPP Release12甚至14中去，決定我國(guó)各大通訊運(yùn)營(yíng)商能否搶占國(guó)家甚至國(guó)際5G市場(chǎng)先機(jī)，這是各大運(yùn)營(yíng)商都需要認(rèn)真考慮的問(wèn)題。5G/LTE雙連接關(guān)鍵技術(shù)一旦引入5G全覆蓋體系中，將會(huì)對(duì)通訊系統(tǒng)產(chǎn)生巨大的沖擊，并且會(huì)優(yōu)化現(xiàn)階段網(wǎng)絡(luò)延遲效應(yīng)以及各種不穩(wěn)定因素，增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行性能的同時(shí)，提升用戶的使用體驗(yàn)。

2 5G和雙連接簡(jiǎn)介

近期，中國(guó)工信部確認(rèn)，國(guó)內(nèi)三大網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商已獲得5G試驗(yàn)頻率使用許可批復(fù)。同時(shí)，早在很久之前，中國(guó)信產(chǎn)部就計(jì)劃在2019年進(jìn)行5G的試商用，2020年我國(guó)國(guó)內(nèi)將全面普及5G商用服務(wù)。

2.1 5G技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

2016年11月德國(guó)Mainz召開(kāi)的全球有關(guān)5G技術(shù)的科技研討會(huì)，對(duì)5G的開(kāi)發(fā)、頻譜技術(shù)的研究、5G使用標(biāo)準(zhǔn)的制定、現(xiàn)有的4G技術(shù)拓寬到5G技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用以及5G發(fā)展過(guò)程中需要面臨的挑戰(zhàn)展開(kāi)了長(zhǎng)達(dá)數(shù)日的討論，并在會(huì)議最終確定了5G發(fā)展的主要方向。自此，5G在各個(gè)國(guó)家的研究與應(yīng)用被提上日程，同時(shí)5G以其超高的移動(dòng)運(yùn)輸速率和高穩(wěn)定性、安全性在眾多移動(dòng)通訊技術(shù)中脫穎而出，使其在移動(dòng)通訊技術(shù)開(kāi)發(fā)領(lǐng)域成為一個(gè)較為重要的工作項(xiàng)目。

與此同時(shí)，5G運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)漸趨成熟，其與LTE技術(shù)的聯(lián)用也受到人們的廣泛關(guān)注。

2.2 5G/LTE雙連接技術(shù)簡(jiǎn)介

LTE（Long Term Evolution）又稱為通用移動(dòng)通信技術(shù)的長(zhǎng)期演技過(guò)程，是一種用于手機(jī)或者其他無(wú)線數(shù)據(jù)終端的電信通訊標(biāo)準(zhǔn)。早在2008年LTE技術(shù)就在3GPP（The 3rd Generation Partnership Project）也被稱為第三代合作伙伴計(jì)劃中被提出。

LTE作為一種借助新技術(shù)和調(diào)制方法來(lái)提升無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)分析和處理能力的高端技術(shù)，在3GPP Release系列中被廣泛應(yīng)用，并漸漸成為一種新的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，同時(shí)作為一種全球移動(dòng)通信供應(yīng)商被廣為研究開(kāi)發(fā)和運(yùn)用[1]。

那么為什么要在移動(dòng)通訊技術(shù)的發(fā)展過(guò)程中引入5G和LTE雙連接技術(shù)呢，主要分為以下幾點(diǎn)：

（1）可以有效緩解宏微上下行不平衡的問(wèn)題。由于用網(wǎng)熱點(diǎn)地區(qū)的逐漸增多，人們對(duì)于網(wǎng)絡(luò)的需求逐漸增多，作為主要組網(wǎng)手段的密集組網(wǎng)在網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)過(guò)程中被廣泛使用，但是這時(shí)就會(huì)出現(xiàn)宏微上下行不平衡的問(wèn)題，使上下行發(fā)送的網(wǎng)絡(luò)功率存在微小的差異，正是這種差異導(dǎo)致無(wú)線網(wǎng)絡(luò)資源在運(yùn)送的過(guò)程中產(chǎn)生損耗。但是，在引入5G/LTE雙連接技術(shù)后就可以有效的緩解這一問(wèn)題，減少網(wǎng)絡(luò)資源在運(yùn)輸過(guò)程中的損耗，以保證正常的用戶使用。

（2）可以將多個(gè)站點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行協(xié)同處理。一般的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)動(dòng)技術(shù)運(yùn)用的主要手段沒(méi)有辦法將各個(gè)站點(diǎn)間的網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行連接并進(jìn)行協(xié)同處理，而5G/LTE雙連接技術(shù)則可以有效解決這一問(wèn)題，雙連接技術(shù)將宏微之間的連接由非理想回路轉(zhuǎn)變成理想回路，這樣各個(gè)基站點(diǎn)就可以達(dá)到網(wǎng)絡(luò)資源的共享，同時(shí)一旦在網(wǎng)絡(luò)資源協(xié)調(diào)分配的過(guò)程中出現(xiàn)延遲性較高的問(wèn)題，5G/LTE雙連接技術(shù)也可以進(jìn)行快速的、高效的處理[2]。

3 5G/LTE雙連接模擬場(chǎng)景

在3GPP Release系列技術(shù)中，5G/LTE雙連接技術(shù)主要可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的不同分為兩種模擬場(chǎng)景，一種是5G/LTE同構(gòu)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)模擬場(chǎng)景，另一種是5G/LTE異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)模擬場(chǎng)景。

3.1 5G/LTE同構(gòu)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)模擬場(chǎng)景

如圖1所示，為5G/LTE同構(gòu)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)模擬場(chǎng)景。根據(jù)圖中顯示，5G/LTE和NR共用一個(gè)相同的基站，這種模擬場(chǎng)景就造成了網(wǎng)絡(luò)基站的全部資源對(duì)NR和5G/LTE進(jìn)行相同的資源覆蓋，其中網(wǎng)絡(luò)基站均為宏站。

3.2 5G/LTE異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)模擬場(chǎng)景

如圖2所示，為5G/LTE異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)模擬場(chǎng)景，從圖中可以看到，5G/LTE和NR可以處于相同的網(wǎng)絡(luò)基站，也可以處于不同的網(wǎng)絡(luò)基站。5G/LTE和NR都可以是宏站，也都可以是小站，或者是其中一者為宏站，另一種為小站。這樣模擬場(chǎng)景所提供的網(wǎng)絡(luò)基站資源是多樣化的，同時(shí)也是更為合理的[3]。

4 5G/LTE雙連接關(guān)鍵技術(shù)

針對(duì)上述對(duì)于5G/LTE雙連接技術(shù)的簡(jiǎn)介以及對(duì)于其模擬場(chǎng)景的運(yùn)用，下面提出5G/LTE雙連接關(guān)鍵技術(shù)。

盡管3GPP早在2004年就被提出，其中也包含了一些如何進(jìn)行雙連接的早期技術(shù)的論述，但是在5G/LTE雙連接技術(shù)的運(yùn)用過(guò)程中仍有許多關(guān)鍵性的技術(shù)亟待被突破。

目前5G標(biāo)準(zhǔn)尚未確定，5G核心網(wǎng)絡(luò)也處于研發(fā)階段，因此，如果想要快速建設(shè)5G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，可考慮將非標(biāo)準(zhǔn)化的5G無(wú)線系統(tǒng)接入LTE核心網(wǎng)，并采用1a雙接模式，就可以快速實(shí)現(xiàn)5G與LTE之間的雙連接功能。這種方式既方便快捷，又可降低開(kāi)發(fā)成本，還能夠避免對(duì)LTE無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的臨時(shí)性改造。其缺點(diǎn)在于，由于使用LTE核心網(wǎng)，所以5G系統(tǒng)的帶寬可能受到核心網(wǎng)的限制。另外，LTE與5G系統(tǒng)帶寬差異較大時(shí)，也還需要深入研究核心網(wǎng)絡(luò)分流時(shí)用戶的性能特點(diǎn)。因此，在根據(jù)電信運(yùn)營(yíng)廠商標(biāo)準(zhǔn)要求建立起5G網(wǎng)絡(luò)之后，必須要針對(duì)相應(yīng)的LTE系統(tǒng)進(jìn)行臨時(shí)性的改造，以滿足用網(wǎng)用戶的要求。

同時(shí)，LTE雙連接控制面構(gòu)架的過(guò)程中同時(shí)存在問(wèn)題。囿于目前科學(xué)技術(shù)水平的限制，我國(guó)目前對(duì)于LTE雙連接控制面的架構(gòu)并不是太成熟，處于國(guó)際頂尖水平的華為公司也僅僅在近期對(duì)5G-LTE技術(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)單的演示。因此，LTE雙連接控制面的架構(gòu)是未來(lái)5G部署中的關(guān)鍵一步。

進(jìn)行LTE雙連接控制面的架構(gòu)必須要引入Massive MIMO這種復(fù)雜的天線系統(tǒng)。Massive MIMO指的是將基站與無(wú)線終端之間的許多通信通道中傳送的信息進(jìn)行匯集運(yùn)輸，是一種提高通訊信息傳送速率的高級(jí)通訊手段。在引入這種通信手段之后，就可以將網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的控制面與用戶面進(jìn)行分離，工作于低頻段且覆蓋范圍大的宏小區(qū)主要負(fù)責(zé)控制面，負(fù)責(zé)傳送一些控制指令。而工作于高頻段的NR小區(qū)只負(fù)責(zé)用戶方面，負(fù)責(zé)傳輸用戶的數(shù)據(jù)流量以及信息。這種架構(gòu)的方式因?yàn)槌晒σ肓薓assive MIMO天線系統(tǒng)，使得整個(gè)5G/LTE雙連接技術(shù)能夠?qū)o(wú)線網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行有效的分配，同時(shí)可以保證很高的用戶覆蓋率，即減少了一部分的成本開(kāi)支和同時(shí)又縮短了網(wǎng)絡(luò)切換間所需網(wǎng)絡(luò)指令延遲的時(shí)間，有效的提高了電信運(yùn)營(yíng)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益[4]。

5 結(jié)束語(yǔ)

第五代移動(dòng)通訊技術(shù)的發(fā)展必定將會(huì)成為當(dāng)代移動(dòng)通訊技術(shù)發(fā)展的主流導(dǎo)向。因此，怎樣能夠通過(guò)有效的科學(xué)技術(shù)手段來(lái)解決5G/LTE雙連接技術(shù)中存在的一些關(guān)鍵性問(wèn)題，成為了各大網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商亟待解決的問(wèn)題。相信通過(guò)本文的一些論述，會(huì)對(duì)5G/LTE雙連接關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行有效的指導(dǎo)。

參考文獻(xiàn)

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[2]廖智軍，李振廷，石勝林，曹玉群.LTE/5G雙連接關(guān)鍵技術(shù)[J].移動(dòng)通信，2018，42（03）：21～26.

[3]馬 玥，范 斌.雙連接技術(shù)與應(yīng)用淺析[J].郵電設(shè)計(jì)技術(shù)，2016（12）：50～53.

[4]孟穎濤.5G與LTE雙連接技術(shù)架構(gòu)的選擇[A].TD產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、《移動(dòng)通信》雜志社.面向5G的LTE網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新研討會(huì)（2016）論文集[C].TD產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、《移動(dòng)通信》雜志社：中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第七研究所《移動(dòng)通信》雜志社，2016：5.

收稿日期：2018-11-14