轻舟已过万重山 2019-09-04
5G的网络架构,有SA和NSA之分。而在网络的部署初期,大部分运营商首选NSA,或者至少把NSA作为第一阶段的部署目标。
我们来看看NSA的网络架构。下面这张图展示了选项3x下架构图的两种画法,我们可以看出在右下角有略微的差别:右图多了条手机到5G基站的控制面连接,而左图并没有。
这到底是咋回事?这两种画法是否有一种是错的呢? 或者说,在NSA架构下,手机和5G基站之间到底有没有控制面连接?首先我们来看看所谓的“用户面”和“控制面”到底指的是什么。这两个平面,其实就是两个系列功能的不同集合。对于这一问题,可以这么简化为:1、用户到底想要发送些什么数据? 这是真正的用户业务流,当然由用户面来处理。2、这些数据怎样通过网络到达接收方? 显而易见,这些任务包含了大量的控制信令,由控制面来处理。控制面要传达控制指令,就必须要建立传送的通道。在手机和基站之间,通过无线链路建立的信令通道就叫做:信令无线承载(Signaling Radio Bearer,简称SRB)。
具体到手机和基站之间的协议栈,里面最关键的控制层就是RRC(Radio Resource Control)层。该层相当于标准通信协议栈的第三层,因此也叫做层三,SRB就在其上传递层三信令。
在上图中,手机和4G基站之间的信令无线承载还被分成了SRB0,SRB1和SRB2,这又是怎么一回事呢?
SRB0:在公共信道上传输RRC信令,一般用于手机开始接入的时候;
SRB1:在专用信道上传输RRC信令,在SRB2建立之前,内部可携带手机跟核心网通信的上层信令,优先级较高;
SRB2:在专用信道上传输RRC信令,内部携带手机跟核心网通信的上层信令,在安全流程之后激活,优先级低于SRB1。上面所说的手机跟核心网之间的上层信令又叫NAS信令(非接入层信令),用于手机跟核心网之间的信息交互。
对于4G来说,这三类无线信令承载就可以满足控制面需求了。但是,在5G NSA组网下,5G基站上同样有RRC层,同样需要和手机建立RRC连接来发送控制信令。而NSA下的5G基站仅仅是4G基站的附庸,这些5G的控制信令应该通过什么渠道来发送呢?
目前有三种方案解决:
1、Master Cell Group (MCG) SRB (SRB1, SRB2)
通过4G基站和手机建立的SRB1和SRB2来传送5G RRC信令,经过4G基站的汇总处理之后,再把那些和5G相关的信令转发给5G基站。
这种方式也叫MCG信令承载,空口所有的信令都在4G基站上,5G基站和手机之间是没有控制面链路的,只有用户面。
2、Split SRB (SRB1 + SRB1S, SRB2 + SRB2S)
在4G基站建立MCG分离信令承载,也就是说,4G基站把其上的SRB1和SRB2分为两路,一路继续从4G基站发送,另外一路从5G基站发送。
4G和5G相关的信令都可以在这两条路上发送,但最终还是要全部汇总到4G基站来统一管理。4G基站处理自身的4G信令,同时还要抽取出5G相关的信令,再把这些信令转发给5G基站来处理。
这样一来,空口的控制信令在4G基站和5G基站上都存在,虽然逻辑上的SRB1和SRB2都是基于4G的信令承载,但毕竟把部分路径也分到了5G基站上,说5G基站和手机有控制面连接也没有错。
这个方案复杂度高,实际增益不明显,因此业界大都还不支持。
3、Secondary Cell Group (SCG) SRB (SRB3)
5G基站建立一条全新的无线信令承载:SRB3,用来专门发送5G相关的信令。4G基站和5G基站独立控制,并行不悖,可有效减少4G基站的信令负荷。当然,SRB3上可以发送的信令是有限的,主要是不需要4G基站参与的信令,比如5G测量配置下发,测量报告上报,主节点不变的辅节点修改等等。
毋庸置疑,在这个方案下,5G基站和手机之间是存在控制面连接的!
下面这张图把上述的3个方案对应到了协议栈上:红色的实线加上绿色的实线对应于上面的方案1(MCG SRB);红色的实线和虚线加上绿色的实线对应于上面的方案2(MCG Split SRB);蓝色的实线对应于上面的方案3(SCG SRB)。