Signalisation dans les deux modes réseau

Autonome (SA) et non autonome (NSA) sont deux modes de configuration de la nouvelle radio 5G (NR) dans le processus de développement du réseau actuel. La NSA, en tant que solution réseau capable de fournir rapidement une capacité 5G et de réaliser un déploiement à grande échelle, a attiré une grande attention dans l'industrie. En général, la NSA est obtenue grâce à la technologie multi-RF, la double connectivité multi-RAT (MR-DC). Bien que le mode NSA dispose également de diverses formes d'implémentation, telles que l'accès radio terrestre universel évolué (E-UTRA) NR Dual Connectivity (EN-DC), le réseau d'accès radio de nouvelle génération (NG-RAN) E-UTRA Dual Connectivity (NGEN-DC), NR — E-UTRA Dual Connectivity (NE-DC) et New Radio Dual Connectivity (NR-DC), il est généralement considéré que le réseau central est basé sur le réseau central 4G Evolved Packet Core (EPC), qui ancre la station de base 4G Evolved Node B (eNB) comme nœud principal et la station de base NR gNodeB (gNB) comme nœud secondaire. Cette forme est la catégorie cognitive du mode NSA actuel, c'est-à-dire EN-DC.


Le mode réseau indépendant SA est complètement éloigné de l'ancrage de la 4G du côté de la station de base, et le réseau central est complètement transformé d'EPC en 5G Core (5GC). Outre les différences d'architecture physique du réseau, du point de vue de la conception des processus système, une différence significative entre le mode NSA et le mode SA réside dans le routage des processus de signalisation de haut niveau. Le chemin du processus de signalisation de SA passe par l'équipement utilisateur (UE) gNB 5GC, c'est-à-dire le réseau central 5G utilisant la station de base 5G NR pour gérer l'interaction de signalisation avec l'UE, tandis que le chemin du flux de signalisation de NSA est (en prenant EN-DC comme exemple) que le réseau central 4G utilise la station de base 4G comme nœud principal pour gérer l'interaction de signalisation. Dans le même temps, la station de base 5G peut également choisir la forme de nœud auxiliaire pour la transmission de signalisation, mais il n'y a pas d'interfonctionnement de signalisation entre EPC et la station de base 5G. L'interfonctionnement de signalisation peut être effectué entre le nœud secondaire de la station de base 5G et le nœud principal de la station de base 4G via l'interface X2.

Les trois canaux du plan de contrôle

Le système de communication sans fil est principalement utilisé pour résoudre le problème de l'échange d'informations par ondes radio, et la transmission de la signalisation de contrôle doit être effectuée avant la transmission des données de service. Selon la division de la pile de protocoles de communication sans fil, chaque couche contient une signalisation de plan de contrôle, telle que la signalisation de contrôle des ressources radio (RRC) de la couche RRC, l'unité de contrôle de la couche de contrôle d'accès au support (MAC) ou le message ACK/NACK de la couche physique, et dans le nœud de communication (station de base/terminal), les canaux qui transmettent ces signaux de plan de contrôle de la couche supérieure à la couche inférieure sont le canal logique, le canal de transmission et le canal physique, et bien sûr, ces canaux peuvent également transmettre des informations utilisateur. Dans la conception des systèmes de communication mobile avant la 4G, ces trois types de canaux, du haut vers le bas, effectuent essentiellement des relations de mappage. Dans la conception des systèmes 4G, le canal de contrôle de liaison montante physique (PUCCH), le canal de contrôle de liaison descendante physique (PDCCH), le canal indicateur de demande de répétition automatique hybride physique (PHICH) et le canal indicateur de format de contrôle physique (PCFICH) sont introduits de manière innovante dans les canaux physiques de liaison montante et descendante, qui n'ont aucune relation d'engagement avec la pile de protocoles de haut niveau et ne traitent que du processus de couche physique.

L'avantage de concevoir certaines fonctions de canal physique indépendamment de la pile de protocoles verticale est qu'il peut améliorer la rapidité de l'interaction de signalisation du plan de contrôle et réaliser une gestion dynamique des ressources. En revanche, l'interaction de signalisation exclusive du réseau et du terminal via un message de contrôle de couche RRC ou MAC peut être considérée comme un mode de transmission de signalisation semi-statique ou de gestion des ressources. La configuration des paramètres et des ressources par le décodage des messages système au niveau cellulaire peut être considérée comme un mode de gestion des ressources statiques. Nous essayons d'analyser les caractéristiques du mode réseau NSA et SA dans 5G du point de vue de ce mode d'allocation des ressources en temps opportun. Une différence essentielle entre eux est la propriété du chemin de signalisation de l'allocation de ressources statique/semi-statique dans les cellules 5G. Par rapport au chemin vertical unique de signalisation en mode SA, les messages de signalisation de haut niveau en mode NSA sont encapsulés dans certaines séquences d'octets, qui sont délivrées via les messages RRC du nœud principal (eNB). Afin d'améliorer la fiabilité de la livraison des messages de signalisation, le mode NSA (EN-DC) prend également en charge les messages de signalisation 4G signalant le support radio (SRB1/SRB2) à délivrer au terminal par un double routage des nœuds principal et secondaire. Certaines configurations rapides des ressources des nœuds secondaires en mode de connexion NSA (avec configuration EN-DC) sont réalisées, telles que la configuration de mesure et de rapport de mobilité entre les nœuds secondaires (gNB). Le côté réseau peut également activer la configuration exclusive SRB3 à cette fin. À l'heure actuelle, le nœud principal n'a pas besoin de coordonner l'intervention et l'interaction de signalisation rapide entre les nœuds secondaires et les terminaux peut être réalisée dans des scénarios d'application spéciaux.

Préoccupations concernant NSA

À l'heure actuelle, les différends concernant le développement de NSA et SA dans l'industrie se concentrent principalement sur la question de savoir si NSA peut répondre aux exigences de latence ultra-faible du futur Internet des véhicules et s'il peut prendre en charge le découpage du réseau en fonction de différents services. Pour le problème de latence, il implique principalement deux parties : la latence d'accès et la latence de planification. Lorsque le terminal accède au réseau dans le réseau NSA, étant donné que les nœuds primaire et secondaire doivent effectuer une interaction de signalisation à l'avance, le délai d'accès est limité dans une certaine mesure par rapport au réseau SA. Lorsque le terminal entre dans l'état connecté, le délai d'ajustement dépend principalement de la capacité du système à traiter l'interaction des informations et de la structure de trame sans fil correspondante. Bien que la capacité de planification au niveau millimétrique des appareils 4G dans le réseau actuel soit généralement inférieure à celle de la 5G, avec la conception et l'amélioration du 3GPP pour la norme avant la 4G, le concept de planification basé sur un créneau temporel ou un sous-créneau temporel est proposé, ce qui signifie que le développement futur du système 4G évolue également vers une fiabilité élevée et un faible délai. De ce point de vue, l'objectif de la NSA et de la SA dans l'optimisation du délai de planification est la convergence avec la maturité et la stabilité de la structure et de la couverture du réseau, le délai d'accès peut être optimisé dans une certaine mesure.

Une autre préoccupation est de savoir si la NSA peut fournir une capacité de découpage du réseau. Étant donné que la capacité de planification du découpage en tranches du réseau basé sur les services est principalement réalisée dans le réseau central, la solution essentielle à ce problème ne réside pas dans le changement de mode de réseau sans fil, mais dans la transformation et la mise à niveau du réseau central 4G EPC existant vers le réseau central 5GC basé sur le service. Si le réseau central adopte le 5GC, le réseau central sera mis à niveau. L'architecture du réseau sans fil adopte l'architecture de réseau non indépendante de NGEN-DC, et la capacité de découpage en tranches du réseau basé sur les services peut également être réalisée.

Bien que nous puissions reconnaître les caractéristiques du réseau NSA et du réseau SA d'une autre dimension, nous devons toujours être conscients de certains problèmes qui doivent être résolus dans la mise en œuvre à grande échelle actuelle du réseau NSA. Comme le NSA doit fournir des services via l'ancrage 4G, l'optimisation collaborative de la fréquence d'ancrage et de la fréquence du nœud secondaire NR nécessite une attention supplémentaire. De plus, en raison des nombreux points d'ancrage, il est facile de provoquer un encombrement du signal sans fil et le signal 5G peut être affiché sur le terminal. Cependant, en raison de la couverture de fréquence limitée des nœuds secondaires NR, la perception de l'utilisateur est réduite.

Conclusion

Dans tous les cas, seule une compréhension plus complète et plus dimensionnelle des caractéristiques du mode réseau NSA et SA permettra de sélectionner des solutions techniques en fonction des exigences commerciales de la 5G. En substance, la technologie n'offre pas trop d'avantages et d'inconvénients. La clé réside dans le fait qu'elle réponde ou non aux besoins de l'application.

Source : https://electronics360.globalspec.com/article/19264/the-integration-and-development-of-5g-nsa-and-sa-mode