3.1 双连接

双连接（Dual Connection, DC）是3GPP R12版本引入的技术。利用双连接技术，LTE宏站和LTE微站可以通过现有非理想回传X2接口实现载波聚合，为用户提供更高的速率，从而达到提高频谱效率和实现负载平衡的目标。3GPP R14版本在LTE双连接基础上定义了LTE和5G NR双连接技术，包括Option 3/3a/3x、Option4/4a和Option7/7a/7x等多种选项模式，可实现LTE和5G融合组网。

（1）基于4G核心网（EPC）的4G与5G双连接。

在5G网络建设中，不管是采用NSA还是采用SA组网方式，4G LTE与5G网络都将在很长一段时间内共存。基于4G核心网EPC的4G与5G双连接架构是在原有的4G网络覆盖基础上增加5G NR新覆盖，5G无线网通过4G LTE网络融合到4G核心网，融合的锚点在4G无线网，但依然继承原有4G控制面。LTE eNodeB（演进型Node B，简称eNB）与NR gNB采用双连接的形式为用户提供高数据速率服务。以eNB为主基站，所有控制面信令都经由eNB转发。

在基于4G核心网的4G与5G双连接架构中，UE连接的LTE eNB为主节点（MN），UE连接的NR gNB为辅节点（SN）；LTE eNB通过S1接口连接到EPC，LTE eNB通过X2接口连接到NR gNB；NR gNB可以通过S1-U接口连接到EPC，NR gNB可以通过X2-U接口连接到其他5G基站。

根据用户面选择的不同，基于4G核心网的4G与5G双连接架构有以下3种：Option3、Option3a和Option3x架构，如图3.1所示。在Option3架构中，所有的控制面信令都经由LTE eNB转发，用户面经由LTE eNB连接到EPC，LTE eNB将数据分流给NR gNB。在Option3a架构中，所有的控制面信令都经由LTE eNB转发，用户面经由LTE基站与NR gNB同时连接到EPC，EPC将数据分流至NR gNB。在Option3x架构中所有的控制面信令都经由LTE eNB转发，用户面经由NR gNB连接到EPC，NR gNB可将数据分流至LTE eNB。

（2）双连接协议架构。

在双连接协议架构中，LTE和5G基站都连接在LTE核心网上，LTE eNB作为主eNB（MN），5G gNB作为从eNB（SN），LTE eNB和5G gNB通过X2接口互连。在控制面上S1-C终结于LTE eNB，LTE和5G之间的控制面信令通过X2-C接口进行交互。如图3.2所示，在不同的双连接模式下，存在不同的用户面协议架构，如Option 3、Option 3a、Option 3x。

（3）双连接技术实现机制。

3GPP为双连接技术定义了不同的频段组合，将中高频段和较低频段组合用于上行覆盖增强。下面以3.5GHz（5G TDD模式）和2.1GHz（4G FDD模式）频段组合为例，采用Option3x连接模式，介绍双连接技术实现机制，如图3.3所示。在覆盖的近中点，基站下行链路（DL）采用4G和5G网络同时传输信息，采用两载波带宽提高容量，终端上行链路（UL）在4G和5G网络上各占用一根天线发送数据，共享终端23dBm总功率。在覆盖远点，超出5G基站覆盖范围，下行链路连接到4G基站上，终端上行链路在4G网络上传输，天线功率最大为23dBm。由此可见，双连接技术在5G建网初期对保证网络无缝覆盖、提高用户和系统性能具有重要意义。