3GPP对小基站优化技术的最新研究进展

承载分离，即单个用户的单个无线承载，也可以将数
两个子方案相比，方案 １Ａ 对现有标准改动较
据包通过宏基站和小基站共同转发至终端， 并由终 小，数据分发、移动性管理、安全性控制等功能仍由
端进行合并。
核心网完成。由于用户面数据可直接由核心网发至
方案 １ 与方案 ２ 的主要差别在于数据包是否必 小基站，对宏基站的依赖较小，多个节点间的数据交
２０１３ 年 １１ 月第 １１ 期 现代电信科技 １９
Ｆ 本期特稿···························· ｅａｔ ｒ ｕ ｅｓ
度较高，远大于传统宏蜂窝网络中的基站密度。为了 保障接入节点间的移动性控制，需要解决终端移动 至热点区域时的小区探测问题。３ＧＰＰ 重点对与宏网 异频部署的小基站的探测方法进行了讨论。由于当 前的异频小区测量和发现机制主要针对宏蜂窝的特 性，在异构场景下会产生新的问题。
Abstract： The revolution of the mobile communica－ tions technology will take place with the rapid devel－ opment of small cell technology. However due to the increase of base station density, the current solutions mainly designed for homogeneous network will not be fully compatible anymore. In order to solve the new issues raised by small cell deployment, 3GPP put the related research and standardization as one of the major works. In this paper, the current research of optimization to small cell in 3GPP is discussed. The proposed techniques to enable dual connectivity and to improve the detection process of inter -frequency small cell are also studied. Keywords: small cell, heterogeneous network, dual connectivity,mobility
双连接技术的标准化工作主要涉及高层协议的 控制面和数据面功能，即宏基站和小基站的控制面 和数据面功能划分。
2.1 控制平面的协议架构选择 对于控制平面的架构选择，３ＧＰＰ 的讨论焦点主 要在于无线资源控制 （ＲＲＣ：Ｒａｄｉｏ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ） 的流程，存在两种方案。 方案一：宏基站与小基站协作完成资源配置、测 量、移动性管理等无线资源管理功能后，仅由宏基站 向终端发送最终的无线资源控制消息。终端侧的无 线资源控制实体所收到的所有消息均来自于宏基 站，且仅向宏基站反馈。 方案二：宏基站与小基站协作完成资源配置、测 量、移动性管理等无线资源管理功能后，宏基站和小 基站均可向终端发送最终的无线资源控制消息，且 终端需分别反馈。 两个方案相比，方案一中需要宏基站与小基站 交互更多的信息，且最终无线资源控制信息仅由宏 基站发送至终端， 处理时延相对较长。而方案二中需 要支持多个无线资源控制流程，对现有标准影响较 大，且该方案终端侧的复杂度较高。
须由宏小区进行转发。方案 １ 对现有标准改动较小， 互也较少，对回传链路的要求相对较低，但不支持单
数据分发、移动性管理、安全性控制等功能均由核心 个无线承载使用多节点资源。
网完成。在方案 ２ 中，相应功能下移至宏小区，在一
相反地，方案 ３Ｃ 在一定程度上由宏基站替代
定程度上减小了核心网的压力，且使小基站的移动 核心网对小基站进行控制，使小基站对核心网不可
宏基站转发至小基站， 对于单个无线承载，不进行承 的 ＰＤＣＰ 实体。
载分离。
方案 ３Ｃ： 用户面数据从核心网发至宏基站，再
方案 ３：用户面数据从核心网发至宏基站，再由 由宏基站转发至小基站， 对于单个无线承载，可以进
宏基站转发至小基站， 对于单个无线承载，可以进行 行承载分离，小基站有独立的 ＲＬＣ 实体。
利用多个节点的资源进行流量平衡，从而提高吞吐 需要进行大量数据交互，对回传链路要求较高。
量。当由于终端需要支持承载内的数据多路接收合
最终，为了增加技术使用的灵活性，３ＧＰＰ 决定
并时，对现有标准改动较大，且增加系统复杂度。
同步标准化子方案 １Ａ 和 ３Ｃ，具体的优化方案细节
为了增加技术使用的灵活性，３ＧＰＰ 决定同时支 将在 Ｒ１２ 的后续研究中完成。
为了解决小基站部署所带来的挑战并提高其在 容量提升方面所带来的增益，３ＧＰＰ 在 Ｒ１１ 阶段启 动了《异构网络移动性增强》议题，在 Ｒ１２ 阶段又启 动了《小小区增强》议题。目前两个议题仍在讨论中， 本文将重点介绍《小小区增强》议题中的双连接技术 ［１］和《异构网络移动性增强》议题中的异频小区测量 和发现机制［２］。
双连接方案的定义是指单个终端可以使用至少 两个不同网络节点的无线资源，这些节点间通过非 理想回传链路相连，并且每个节点可以在双连接中 承担不同的角色（主从关系）。其中控制平面功能主 要基于宏基站完成，用户面功能（数据传输）由小基 站完成或由宏基站与小基站共同完成。
通过同时在多个节点进行用户面传输，能够使 用多个节点的无线资源，从而提高单用户的吞吐量， 尤其是在进行大文件传输时的吞吐量。此外，通过在 宏小区建立移动性锚点，可以减少发送至核心网的 信令。
方案一做为双连接的主要方案，ｖｅｒｇｅｎｃｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）和无线链路
节将在 Ｒ１２ 的后续研究中完成。
控制（ＲＬＣ：Ｒａｄｉｏ Ｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ）实体，每个方案又有不
同的子方案 （方案 １ 默认具有独立的 ＰＤＣＰ 实体），
2.2 用户平面的协议架构选择
有不同的子方案）。
的分离和非分离方案，即在方案 １ 和方案 ３ 中各选
方案 １：用户面数据可以直接从核心网发至小 择一种，同步进行标准化。
基站， 对于单个无线承载，不进行承载分离。
方案 １Ａ： 用户面数据可以从核心网直接发至小
方案 ２：用户面数据从核心网发至宏基站，再由 基站， 单个无线承载不进行承载分离，小基站有独立
供了更灵活的部署方式。但随着基站密度的提高，也 带来了一系列新的问题。首先是密集部署所导致的 小区间干扰。为了克服这种干扰，３ＧＰＰ 已经在 Ｒ１０ 中对 Ｒ８／９ 的干扰协调机制进行了增强并引入了干 扰协调增强机制，本文不再重复讨论。其次是小基站 相关的移动性管理问题。由于基站密度提高而导致 的频繁切换，一方面加大了网络的信令负荷，另一方 面小基站相对较小的覆盖范围会导致在执行原有切 换流程时相对较高的失败率。此外，当宏基站与小基 站异频部署时，一种可行的方案是在低频段部署宏 蜂窝并在高频段部署本地低功率节点，从而形成宏 小区提供广域覆盖、本地小区提供覆盖增强或热点 区域容量增强的模式，但当前标准在异频部署场景 中也会产生一些问题。
持单个无线承载内部的分离和非分离方案，即在对
标准影响较小的方案 １ 中选择一种子方案，在对标 准影响较大但提升系统性能的潜力也较大的方案 ３
３ 异频小区的测量和发现机制
中也选择一种子方案，同步进行标准化。
3.1 异频小区测量和发现机制的主要问题
此外，从功能实体的划分角度考虑，根据用户的
小基站应用的一大特点是在热点地区的部署密
２ 异构网络中的双连接技术
通过节点间的协作、动态分配和使用资源从而 达到提高资源利用效率的目的一直是业界研究和讨 论的重要方向。３ＧＰＰ 引入并讨论的协作多点传输 （ＣｏＭＰ：Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｄ Ｍｕｌｔｉ Ｐｏｉｎｔ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ／Ｒｅｃｅｐ－
ｔｉｏｎ）技术对回传链路的要求较高，从运营商的角度 来讲，部署及使用有一定限制。因此，３ＧＰＰ 对双连接 方案的研究主要面向基于非理想回传链路的节点间 资源聚合。
移动互联网的快速发展为移动通信带来了巨大的机 遇与挑战，新业务和新应用的层出不穷在带给用户更丰 富体验的同时，也带给移动通信网巨大的吞吐量压力。为 了满足未来呈爆炸式增长的流量需求， 通常考虑三类解 决办法，包括进一步提高频谱效率，部署更密集的小区，以 及提供更多频率资源，其中异构网络是实现部署更密集 小区从而提高频谱使用效率的主要方法。目前，业界普遍 认为未来网络将从目前宏小区为主的同构网络向宏小区 与微小区、微微小区、家庭基站等多层网络相结合的异构 网络形态发展。通过异构网络的部署，可以改善当前网络 的覆盖并将部分宏基站面临的流量压力卸载至本地小基 站。然而，由于异构网络和同构网络的特性差异，目前主 要针对同构网络设计的部分技术方案并不能完全适用于 异构网络。本文将介绍 ３ＧＰＰ 当前对小基站相关优化技 术的主要研究方向和进展。
１８ ＭＳＴＴ Ｎｏｖｅｍｂｅｒ ２０１３
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最终，考虑到对现有标准的影响，３ＧＰＰ 决定将 每个承载在小基站是否有独立的分组数据汇聚协议
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３ＧＰＰ 对小基站优化技术的 最新研究进展＊
陈晓贝 工业和信息化部电信研究院通信标准研究所工程师
摘要：随着小基站技术的快速发展，移动通信技术 将迎来重大变革。但随着基站密度的提高，目前主 要针对同构网络设计的部分技术方案并不完全适 用。为了解决小基站部署所带来的挑战并提高其 在容量提升方面所带来的增益，3GPP 也把相关研 究和标准制定做为重点工作之一。文章介绍了 3GPP 在小基站相关优化技术方面的研究进展和 所提出的双连接技术与异频低功率小区探测优化 技术。 关键词：小基站，异构网络, 双连接,移动性