0 引言
随着LTE网络向多波段、多单元、多层异构群结构发展，在不同频段、不同强度、不同小区区域的同一位置接收同一UE信号的可能性得以大大增加。相对于一些不同频带和区域，如果设备由制造商和基站共同处理，并且中间层X2具有理想的传输链路，就可以实现微秒级的信息交换。如果在不同的层间社区中有不同的制造商或非共地址，X2没有理想的传输链路，可以考虑通过双连接技术实现层间协作，为UE提供更好的服务。
1 4G+及5G网络中双连接技术的原理
所谓双连接，是指UE同时与两个基站单元保持连接，核心思想是把控制平面和用户平面分开。在用户平面上，终端同时通过main B和SeNB向核心网络传输数据。虽然5G无线网络的标准化尚未完成，但5G网络对多RAT的设想是确定的，最终5G、LTE或WIfI用户将能够接入5G网络。目前，5G和LTE之间有两种网络方案，即NSA和SA。在NSA的计划中，5G与LTE结合，通过双连接方式连接网络。通过研究和实验，三星电子在28GHz的超高频段中，成功地以超过1Gb/s的速度传输了2km范围内的数据。三星公司已经核实了52个天线单元的适应阵列传运技术，促使无线电能够远距离传播，并能实时跟踪用户终端的位置，下载和交换数据。超高频数据传输技术的成功不仅保证了更高的数据传输速度，而且有效地解决了移动通信频带资源几乎耗尽的问题。其5G网络已成功交付1Gbps在28千兆赫（GHz）频段，相比之下，目前第四代长期演进（4G LTE）服务的5G带宽为75Mbps。过去，传输瓶颈被业界广泛认为是一个技术问题，但三星公司利用自适应阵列传输技术的64个天线单元解决了这个问题。未来5G的传输速率将高达10Gbps，这意味着手机用户可以在不到一秒的时间内下载高清电影。5G网络意味着超高速的数据传输。2013年5月，三星宣布其即将推出的5G技术每秒可以传输超过1g的数据。相对较快的LTE网络每秒可以传输约6000万数据，约为0.05g。这种无线网络将比任何智能手机都要快得多。谷歌声称它可以在不到2分钟的时间内下载一部全高清电影。
2 4G+网络中双连接的架构及应用
2.1 4G+网络中双连接的架构
在控制平面中，eNode B和MME之间的s1-mme连接在MeNode B的末端，通过x2-c接口与SeNode B相互连接。由于SeNode B中的实体没有能与UE相等价的RRC实体，所以SeNode B将通过RRCcontainer对一些信息进行合成划分，然后通过接口将信息传输给MeNode B，MeNode B生成的RRC信息将发送给UE，所以UE也只是看到过程中的实体并对其做出反应，这个过程还可以避免两个RRC连接的终端进行短暂的维护，从而减少终端的复杂性。在用户平面上，包含1a和3c两个架构，这取决于数据是在核心网络EPC中还是在基站的一边，1a架构的数据在核心网络端进行分割。MeNode B和SeNode B都具有独立的PDCP、RLC、MAC和PHY层。在这个体系结构中，MeNode B和SeNode B之间的x2-u接口不交换数据，这减少了用户端时间延迟。X2接口的传输性能较低，不需要修改基站间的协议，然而，这种架构增加了核心网络的处理能力。3c体系结构的数据负载在基站端分离，s1-u连接核心网络和基站之间的信令转换都在MeNodeB之间进行，和所有下游MeNodeB首先发送数据流，然后除以MeNodeB按照一定的算法和比例，然后部分x2-u通过SeNode B将数据发送出去。因为SeNode B只有RLC、MAC和PHY层，所以这种架构核心网络对于SeNode B是轻易不存在的，从而在一定程度上减少了对核心网络的影响，但是还会有缺点存在，那就是SeNode B需要基站和基站之间X2接口传输性能高，复杂度高的网络，因为它自身需要实现主辅基站间的流量控制。
2.2 4G+网络中双连接技术的应用
2.2.1 双连接技术有利于解决4G+异构网络的移动顽健性问题
当异构网络微基站设置非常密时，从宏观和微观的角度来说，其边界会迅速加大，从而实现为用户终端，切换速度以及切换成功率提供了非常有利的条件，进而网络系统可能会有更大的变化，分别在单宏区有2个，10个小区域（pico）和移动终端速度从3km/h到30km/h，并拥有每小时60km/h的终端切换的频率和类型统计数据。“PP HO”代表微开关，“MP HO”代表宏观开关。可以看出，终端移动速度越快，微基站密度越高，切换时间越长。“宏”只代表宏碁站网络场景，不能代表Cl。单宏区“长虹小区覆盖面积10小，同频网络场景”代表Cl。英特尔10细胞单宏区“覆盖10个小区域和他们不同的频率网络场景”，代表Cl。Intel 20 cell“灿鸿社区覆盖2个小区域集群，共20个小区域，以及各自不同的频率组网场景。随着终端移动速率的增加，开关故障率增加，单层虹机站网络的开关故障率最低，其次是宏微异频网络，宏微同频网络的开关故障率最高。当终端以60km/h的速度移动时，异质网络大异频率的10个单元的切换故障率接近10%。
2.2.2 双连接技术可应用于TD-LTE与LTEFDD异厂商融合组网
TD-LTE和LTE、FDD的融合网络根据原理可以分为两个阶段。第一阶段是两个网络的独立调度，终端根据外界条件可以在两个网络条件中来回移动，进而根据运营商所给的信号强度进行最好的选择。第二阶段是两个网络之间的负载均衡，控制方根据实时看到的网络动态对移动用户进行调整。通常，双连接技术可以应用于TDD和FDD网络在合并到一个网络时彼此不同或设备的不同站点的场景。具体来说，如果采用3c架构，不同厂家之间的双连接，基站改造的难度会增加。因此，可以使用1a方案来判断TDD和FDD双连接的初始阶段。
3 5G非独立组网中5G与LTE双连接的架构与应用
3.1 5G非独立组网中的双连接的架构
在网络方面，独立网络和非独立网络之间存在着许多不同。独立网络的原理主要应用于是端到端操作的5G网络，这样不仅有利于反映5G技术包含的优势，还可以尽可能的提高移动网络的服务质量。非独立网络是LTE和5G的结合，这样有利于充分的利用LTE资源并最大化地降低网络建设成本，非独立网络的建设标准将在2017年底前完成。在非独立网络架构中，技术人员可以结合核心网络和无线网络的建设方案进行仔细探讨，其中就有可能存在双连接架构建设的多种选择。目前，来自主要电信运营商、芯片供应商和互联网公司的600多名代表出席了在加州圣地亚哥举行的会议。会议发布的5G独立网络架构所使用的是一种新的设计技术和理念，在技术人员引进新的网络元素和连接技术时，发现它可以很好地适应这种新技术而没有排斥性，例如网络虚拟技术和网络定义技术。此外使用5G独立网络还可以减少移动用户对现有4G网络的依赖，从而更好地支持5G网络的应用。对于这种架构应用以及双连接技术，我国政府应该相应的出台一些政策，以此促进双连接技术更好的在我国大范围应用。
3.1.1 核心网采用现有4G核心网EPC
当核心网络使用4G核心网络EPC控制飞机只能通过LTE eNode B连接到EPC，相对应的用户通过LTE eNode B平面架构3连接到EPC时，通过eNode B（LTE）和5G LTE基站（gNode B）连接到EPC 3同时相应的体系结构，通过5G基站（gNode B）连接到对应的EPC架构3x（3a，3x和R12架构在1a）。4G作为第四代移动通信技术，具有无可比拟的优势，它可以迅速传播声音、文字、视频和图像信息，并能满足几乎所有用户对于无线服务的要求，国际电信联盟标准4G系统来满足系统的100Mbit/s的数据传输速度，无愧于机器之间的对话。LTE（长期演进）主要研究3GPP无线接入网络的长期演进技术，升级版的LTE将最终满足国际电信联盟4G系统的要求。SAE（系统架构演进）是核心网络的长期演进，它定义了一个全包核心EPC（包核心）。系统的特点是基于全IP结构、控制与负载分离、MME、SGW、PGW、PCRF等网络元素的平面网络结构，只分组域，不分组电路域，SGW和PGW通常是联合成立并称为sa-gw。
3.1.2 核心网采用现有5G核心网NGC
核心网络采用5G核心网络NGC时，需要将LTE eNodeB升级为eLTE eNodeB，只有这样才能符合5G网络间隙和连接的条件。当技术人员对平面连接到5G gNode B核心网络进行控制时，对应于4/4a，其中eLTE eNode B用户面通过5G gNode B连接时，对应于架构4；当eLTE eNode B用户界面直接连接到5G核心网络时，它对应于架构4a。控制平面通过eLTE eNode B连接到相应的7/7/7x核心网络，其中，5G gNode用户B表面通过eLTE eNode B连接相应的架构7、5G gNode用户B表面是直接连接到相应的架构7 5 G核心网络，5G gNode用户B的表面是直接连接到5G核心网络和提供的5G gNode B并联控制eLTE eNode B数据相应的结构7x。多路连接是基于rel12的双路连接技术，主要解决非通用基站的频率聚集问题。它是“载体聚合”，当宏观和微观世界有不同的物理位置时，并没有理想的返回链接。主要的技术难点是功率控制参数设计和高水平工艺设计，信号设计和基站接口信号设计不完全同步。随后，该概念在reL13中扩展到lTE和WLAN聚合LWA技术，即使用lTE基站通过双连接聚合数据传输通道。当LTE基站只提供控制信息，使用WLAN进行数据分流时，相当于使用WLAN访问。5G时代，新增了一种空港——NR，考虑到运营商的部署选择不同，多连接技术可以将LTE、NR和WLAN结合起来，这一点更为重要。例如，一些运营商的LTE核心网络（EPC）建设得很好。在5G部署的第一阶段，他们希望使用EPC和NR，这需要5G的多连接技术。例如，有些运营商为了降低运营成本，可能会在网络结构上进行一些调整，很有可能会在5G核心网络（NGC）部署后放弃对EPC的维护，这样有可能会对移动用户使用网络的效果，但同时他们认为lTE覆盖仍然很好，所以他们使用NGC来服务现有的lte差距。5G的关键指标之一是高可用性，这意味着无论你在哪个领域，都尽量不要失去网络，因为在这个网络社会中如果没有网络可能会影响生活，所以使用这种5G网络可以克服4G网络的一些缺点，而且多连接技术还是一种很好的解决网络连接不佳的方案。例如，对于一个室内渗透较差的环境，可以将业务转移到WLAN，从而确保用户不退出网络，这种应用将会大大提高人们的生活质量，并带来诸多的便利。
3.2 5G非独立组网中的双连接架构的应用
在日常生活工作中，需要选择5G网络时，需要考虑这个网络是热点覆盖还是全面覆盖。根据5G热点覆盖，可以使用非独立结构进行双连接技术的应用，这样有利于减少网络之间的更换和重新选择，以此能表现出更好的覆盖性。使用NGC网络时，需要升级LTE eNode B，工作量大，对现有网络的影响较大。从综合考虑建设和改造的难度和网络性能的角度来看，当5G网络的云、片初始需求不高时，双连接3a架构可能更合理，需要进一步分析其影响。
4 结语
综上所述，本文主要分析了双连接技术的原理及其在4G+和5G网络中的体系结构和应用。近年来，我国科学技术不断发展，经过科研人员的不断努力，这种双连接技术已经在我国得以广泛应用，并取得了很好的效果。相信在未来，我国还可以对这项技术进行更深入的研究，达到更高的水平。
参考文献
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[2]许森，张光辉，刘晴．基于双连接的TD-LTE和LTE FDD融合组网[J]．电信技术，2015，11（2）：28-31.
[3]孟颖涛．5G与LTE双连接技术架构选择[J]．移动通信，2017，41（2）：27-31.
（作者系江西省邮电规划设计院有限公司中级工程师）
