002 《中兴通讯5G上行增强技术白皮书》-5G双连接(EN-DC)技术

文摘   2024-11-06 22:00   江苏  

传送门:LTE合集

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5G 时代的主要上行增强技术

为了满足 ToC ToB 的持续发展要求,需要不断提升 5G 网络的上行性能。因此,上行增强技术是 5G 商用网络的重点关注方向之一。

3GPP(第三代合作伙伴计划)在 5G NR 的标准中也持续关注上行增强技术。截止20207月,已经发布的 5G 规范包括:

Release 15(简称为 Rel-15
3GPP 在2017年12月正式宣布 5G 新空口(NR)技术非独立组网(NSA)功能冻结;2018年6月,完成了独立组网(SA)标准的制定,意味着3GPP首个完整的 5G 标准 Rel-15正式落地,5G 产业链进入商用;2019年3月完成 Late Drop 版本冻结。
Release 16 (简称为 Rel-16
Rel-16 属于 5G 增强版本, 主要研究内容包括 eMBB 功能增强、毫米波增强、uRLLC 增强功能等。2020年7月,3GPP 宣布 5G 标准第二版规范 Release 16冻结,这也标志着5G第一个演进版本完成。
Rel-15 和 Rel-16 版本中对多种上行增强技术都进行了定义和增强,例如提升终端的发射功率、引入 long-PUCCH 等技术。本白皮书重点关注如何利用多个频段的协同组网来增强上行,并按照标准的演进来进行阐述和分析。
3GPP Rel-15 包括多种上行增强技术
3GPP Rel-15 涉及如下三种上行增强技术:双连接EN-DC, E-UTRA-NR Dual Connectivity)、 载波聚合CA Carrier Aggregation)、和上行补充载波SULSupplementary Uplink)。
注1:在本白皮书中,为了使得分析和对比都基于相同的基础,如果不特别说明,都主要是采用 2.1GHz(带宽 20MHz)和 3.5GHz(带宽 100MHz),并采用 2.5ms双周期的帧结构进行分析和说明
注2:尽管本白皮书列举了 FDD TDD 载波的协同技术,但是上行增强提升技术不仅仅局限于这两类载波。每个技术涉及的双工制式和频段,都请参考3GPP的定义。

5G 双连接(EN-DC)技术

技术原理

5G 部署初期,考虑到 5G 核心网的成本及成熟度、并快速开展业务,部分运营商选择非独立组网(NSA)模式,并选择 5G 基站优先接入 4G 核心网(EPC),因此选项 3系列(Option 3/3A/3X)作为 5G 初期首选。
Option 3 系列架构中以 4G 为主节点,5G 为辅节点的双连接,也称为 EN-DCE-UTRA-NR Dual Connectivity。在这样的双连接架构中,手机有两条路径——4G 或者 5G 基站到达核心网,因此能很好地解决小区边缘用户的覆盖问题。
应用场景
由于 4G 和 5G 的覆盖有所差异,EN-DC 的应用场景如下图所示:
在区域 A:同时存在 4G 和 5G 的覆盖。采用 EN-DC 架构后,上行方向可以采用双连接、即数据可以从 4G 和 5G 发送。由于商用终端普遍支持 个发射通道,所以会采用一个 Tx 支持 LTE、另一个 Tx 支持 5G NR 的方式来发送数据。
在区域 B:对于上行方向,由于只有 4G 的覆盖,那么此时数据只能从 4G 发送。
在区域 A 和区域 B,终端的上行工作模式如下图所示:

无论在区域 A 还是区域 B,因为始终保持了用户的数据连接、不会产生掉话,保证了用户体验。
性能分析
单用户峰值
由于采用了双连接的方式,终端可以使用 4G 和 5G 的通道发射数据。但是由于终端的一个 Tx 支持 LTE,另一个 Tx 支持 5G NR,5G NR 的上行双流能力被限制,上行吞吐量只有5G SA单用户上行吞吐量的74%左右。
覆盖
在没有 5G 覆盖的区域,上行使用 LTE 来发送数据,所以尽管5G 的上行覆盖实质上没有提升,但是对于用户来说覆盖范围得到了延伸,数据连接保持不掉话。
例如,在密集城区、上行链路的边缘速率为 2Mbps 的情况下,如果基于 EN-DC 架构并采用FDD-LTE 2.1GHz(带宽 20MHz)和 TDD-NR 3.5GHz(带宽100MHz)组网,其覆盖相比基于 SA 架构采用 TDD-NR 单载波的情况下提升 17.8%。
总体来看,5G 部署采用 NSA 架构的情况下,其上行吞吐量相比 4G 网络有了一定程度的提升,但相比 5G SA 架构的吞吐量是降低的。本质上 5G NR 的覆盖没有提升,但是对超出 5G 上行覆盖区的用户来说,由于信令和数据都可以利用 4G 来传输,所以用户体验相比 4G 没有明显下降。

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阿米尔C,2016年CSDN博客之星。予人玫瑰,手留余香。
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