TD-LTE和LTE FDD混合組網及切換驗證測試

李輝

【摘要】 本文主要介紹TD-LTE和LTE FDD混合組網基本概況及關鍵技術，重點介紹了互操作策略，并且通過測試LTE TDD/FDD切換過程，提取了LTE FDD小區向TD-LTE小區切換的樣本數據，得出切換成功驗證。

【關鍵詞】 LTE TDD FDD 混合組網 切換 融合

一、引言

據全球移動設備供應商協會（GSA）于2015年7月發布的關于LTE發展情況的統計報告數據顯示，181個國家的677家運營商正在進行LTE投資，全球143個國家的422家運營商推出了LTE商用網絡。據（艾斯）市場研究公司ABI Research統計預測，隨著LTE技術在全球市場的快速發展，截至2015年年底全球LTE用戶數達14億，到2020年這一數字將超過35億。

為了實現最大化利用頻譜資源和設備投資，更好地滿足用戶對于網絡覆蓋和網絡容量的巨大需求，越來越多LTE運營商的選擇LTE TDD/FDD混合組網，并逐步形成One LTE網絡。去年年中統計數字表明，全球已有超過18家運營商采用了TD-LTE和LTE FDD兩種制式的混合組網，隨著4G LTE商用的不斷推進，運營商部署TD-LTE和 LTE FDD的融合網絡還將繼續增長。

二、LTE TDD/FDD混合組網概述

LTE混合組網融合可以統籌發揮LTE和LTE FDD技術的優勢，充分利用TDD FDD頻率資源。LTE網絡包含一個共同的核心網絡和TD-LTE、LTE FDD兩個無線網絡的接入方式，結合靈活的LTE基站覆蓋區的模式和頻率的實際需要，兩者相輔相成，相互補充，共同實現網絡覆蓋、廣覆蓋的深度，最大限度提升整個網絡的容量。兩種接入方式間可以實現互操作和網絡管理，也可以實現LTE終端自由切換網絡，TDLTE / LTE FDD網絡流量負載均衡等功能，為用戶提供4G服務。

1、核心網：共用一套EPC核心網，核心網對TDD或FDD完全不感知。

2、基站

站點資源：共享基站機房、天面、電源、空調等其他配套設施。

BBU：可共用，對外呈現一個邏輯站。

RRU：不可共享。

天線：可考慮共享，需要在智能天線的BF增益和傳統天線的高增益平衡，也要考慮建設成本、后續演進等因素。

3、標準協議

L3的S1和X2接口完全相同，主要差別在物理層和L2 MAC調度。

三、LTE TDD/FDD混合組網關鍵技術

3.1載波聚合

FDD/TDD載波聚合能夠使運營商經濟合理部署TDD，與FDD網絡形成優勢互補。使用TDD頻段上行覆蓋范圍的制約因素就可利用載波聚合將TDD及FDD頻譜結合起來，低頻段FDD可以擴大上行覆蓋范圍，而TDD頻段可以增大下行容量。載波聚合LTE FDD/TDD頻譜結合起來，提高網絡的峰值速率，改善網絡應用覆蓋，提高了頻譜利用率，提升了FDD/TDD的覆蓋區域及網絡容量。

3.2互操作

在TD-LTE與LTEFDD混合組網時，由于兩網頻段和定位不同兩網不會同步覆蓋，為了保證用戶體驗的一致性，需要實現兩網之間的完美互操作。

3.2.1 TD-LTE與LTEFDD互操作原則建議

在空閑態， UE根據檢測的小區信號質量及開機搜網策略，駐留在質量好的TD-LTE或LTE FDD網絡；根據各運營商策略，設置LTE FDD、TD-LTE頻點優先級和重選門限，從而引導UE優先駐留在FDD或TDD網絡。在連接態，通過UE駐留的LTE FDD或TD-LTE網絡承載數據業務，也可根據不同的業務類型承載在特定的LTE FDD或TD-LTE網絡。當LTE FDD或TD-LTE網絡負荷較高時，通過負荷均衡實現兩網之間負荷分擔。

3.2.2 重選策略

根據檢測的小區信號質量及開機搜網策略，通過頻點優先級控制UE優先駐留LTE，對服務小區和臨近小區測量值的監控，來觸發小區重選。重選觸發條件的核心內容是存在有比服務小區更好的小區，且更好小區在一段時間內都保持最好。LTE中的小區重選，分為同頻的小區重選和異頻的小區重選兩種，TDD/FDD重選則為異頻重選，同eUTRAN系統。與小區重選有關的參數來源于服務小區的系統消息SIB3、SIB4、SIB5和SIB8。

3.2.3切換策略

4G->23G的CS話音切換；23G<->4G PS域的雙向切換；PS+CS并發業務發起4G->23G的切換，即CS話音業務能夠實時切換，PS域業務能夠在話音業務結束之后自動恢復。

3.3 移動性管理

TD-LTE和LTEFDD移動性管理策略，在基站級別綜合考慮LTEFDD或TD-LTE目標小區選擇，通過配置載頻偏移量、小區偏移量來實現優先切換到LTE-FDD或TD-LTE。以LTE FDD、TD-LTE信號質量為基準，優選同頻鄰區作為PS切換目標小區，其次選擇異頻非同覆蓋鄰區作為PS切換目標小區，最后選擇異頻同覆蓋鄰區作為PS切換目標小區。

3.4 負荷均衡

TD-LTE和LTEFDD負荷均衡策略，在基站級別綜合考慮LTE FDD、TD-LTE的服務小區、鄰區的負荷信息，通過X2接口交互其他基站相應的LTEFDD、TD-LTE鄰區的負荷信息，負荷均衡模塊統一進行策略判決，在LTE FDD、TDLTE鄰區中選擇出合適小區作為負荷均衡的目標小區。

在LTE FDD/TDD融合組網時，LTE基站通過ANR技術來自動收集、自動調整鄰區關系，并輔以無線信號測量、傳播特性估計、無線信道測算等技術，優化切換機制，快速、準確地實現無縫切換。

四、LTE TDD/FDD切換性能測試

4.1測試小區信息

4.2測試工具儀表

4.3測試系統基本配置

4.4測試內容

LTE FDD小區向TD-LTE小區切換

TD-LTE小區向LTE FDD小區切換

4.5 LTE FDD小區向TD-LTE小區切換測試步驟

同時打開TD-LTE和LTE FDD小區， MIFI5375接入LTE FDD小區；

UE保持連接態；

移動UE，從LTE FDD向TD-LTE小區移動，直到切換；

切換成功；

4.5.1 UE接入FDD小區時候的重配

UE在接入時，接入到FDD小區，重配消息中攜帶measId為1開啟異頻切換的A2事件。A2對應的measId是1，reportconfigID是2。A2的RSRP門限是60-140=-80dbm。

4.5.2 UE上報A2事件

上報的measId是1，這個是UE上報的A2事件。rsrpResult 48實際是-92Bm，低于-80dBm開啟了異頻測量。

4.5.3 服務小區收到UE上報A2后重配UE

服務小區收到UE上報的A2事件后，重配UE，重配消息攜帶測量的異頻頻點ARFCN 41140，measObjectId是2，這個頻點下的PCI包括37。服務小區下發的A3測量的reportConfigId是18。異頻A3對應的測量measId是1。

4.5.4 UE上報異頻A3測量

UE繼續向TDD小區移動，UE上報異頻測量的A3事件，measId是1，上報的PCI是37為TDD小區的PCI。實際目標小區PCI=37此處的RSRPresult -85dBm，源小區49代表-91dBm上報了A3事件。

4.5.5 服務小區下發重配攜帶mobilityControlInfo

服務小區（PCI為FDD小區24）下發重配，攜帶移動控制信元，包括目標小區的PCI 37，頻點ARFCN 41140（2645MHz）。

4.5.6 重配完成UE切換到TDD鄰區

重配完成，UE切換到鄰區，PCI為37，ARFCN為41140（2645MHz）為TDD小區。

4.5.7 測試結論：

系統支持FDD到TDD的切換成功。

4.6 LTE FDD小區向TD-LTE小區切換（從略）

4.7切換時延統計

統計TDD到FDD的切換時延為21ms，TDD向FDD的切換時延為20ms。

五、結束語

從前期LTE混合組網試驗情況來看，混合組網模式中LTE FDD與TD-LTE共用一張核心網，可以有效避免重復投資。探索和驗證融合組網的發展路徑，發現和解決好相關技術和產業問題，為未來的網絡演進和升級做好準備，同時也推動相關企業各種制式網絡的演進和升級、共存、互操作以及統籌利用好各種制式的網絡資源，為廣大用戶提供更優質的移動通信服務。

參 考 文 獻

[1]肖清華.LTE混合組網策略及技術.2014.10.17

[2] 汪丁鼎，朱東照，肖清華.TD-LTE和LTEFDD混合組網實施策略[J].移動通信，2013，（21）

[3]中國電信EPC/LTE系統測試報告[R/OL]，百度文庫

[4]胡海.TD-LTE和LTE FDD混合組網方案[J].中興通訊技術，2013，（10）