中國移動LTE TDD/FDD融合組網策略

翟英鴻　江蘇省郵電規劃設計院有限責任公司工程師

李新　江蘇省郵電規劃設計院有限責任公司高級工程師

胡劍飛　江蘇省郵電規劃設計院有限責任公司工程師

中國移動LTE TDD/FDD融合組網策略

翟英鴻江蘇省郵電規劃設計院有限責任公司工程師

李新江蘇省郵電規劃設計院有限責任公司高級工程師

胡劍飛江蘇省郵電規劃設計院有限責任公司工程師

中國移動LTE網絡經過四期建設，產業已成熟，LTE TDD/FDD融合網絡已經成為趨勢。本文從LTE TDD與FDD技術差異性分析入手，提出TF融合組網總體思路、方案、天饋建設以及引入策略及步驟。

LTE TDD/FDD融合；天饋；策略

1　引言

中國移動LTE網絡經過四期建設，產業已成熟，LTETDD/FDD融合網絡已經成為趨勢，通過“三步走”的演進路線，TF融合最終將走向“ONELTE”。

第一步：TDD/FDD基于覆蓋的切換，目標：保證業務連貫性。

第二步：TDD/FDD基于負載均衡的切換，目標：保證負載均衡，資源高效利用。

第三步：基于TD-LTE/LTEFDD高度融合的聯合傳輸，如CA、MSA、雙連接等技術。目標：單用戶可同時使用FDD/TDD。

TDD/FDD融合的前兩階段產業已基本成熟，可實現基于覆蓋、容量均衡的切換。后續在進一步融合為FDD/TDD聯合傳輸的基礎上，向多連接多網協作演進。

2　LTE TDD與FDD技術異同及差異性分析

2.1LTE TDD與FDD技術異同

TD-LTE、FDD LTE關鍵技術與標準協議基本相同，TF協議棧只有物理層有5％不同，詳見表1、2。

2.2LTE TDD與FDD技術差異性

2.2.1覆蓋能力

●在相同發射帶寬內TDD信號只有部分時隙發射，因此LTETDD的覆蓋能力相對于LTEFDD有天然的劣勢（鏈路預算約差3dB）。

表2　LTETDD與FDD技術不同點

●需要額外的代價來彌補與FDD的覆蓋差距：2倍的基站、采用8天線等。

2.2.2容量能力

●FDD與TDD的頻譜效率差異不大，相同帶寬占用條件下小區吞吐率相差不大。

●在單載波（相同帶寬）情形下，由于TDD上下行共享帶寬，導致TDD單小區容量和峰值吞吐率遠低于FDD。

●LTETDD的容量優化，包括子幀配比、容量均衡等工作會更重要。

●TDD系統更需要載波聚合技術。

2.2.3峰值速率

在同樣的頻率帶寬下LTETDD的峰值吞吐率平均只為FDD的1/2。

2.2.4產品化進程

與FDD相比，TDD的產品化進度滯后約1年。

2.2.5產業鏈

由于在市場上的非主導地位，LTETDD的產業鏈不可避免地將弱于FDD。

2.2.6國際漫游

由于LTETDD僅在全球少數國家地區部署，因此在國際漫游上處于劣勢。

2.2.7頻譜利用率

LTETDD不要求成對頻譜，有利于頻譜資源的充分利用。

3　網絡定位

TDD/FDD關鍵技術及組網性能存在差異，TDD/ FDD融合組網應各有側重，采取不同的定位策略，發揮協同優勢。

FDD定位：解決覆蓋為主，建設宏站，發展智能手機業務，完成移動接入。

TDD定位：解決容量為主，建設小站，發展無線數據寬帶業務，發展回傳功能。

●FDD和TDD共站址共天線。

●FDD和TDD負載均衡。

●FDD和TDD載波聚合提高用戶體驗。

●TDD做無線數據寬帶（USB卡）一定程度上平衡了FDD智能手機的發展。

●異頻小站（Small Cell），TDD通常為頻率比較高的帶寬，較適宜做小站。

●額外擁有的頻譜做基站回傳。

4　總體思路

國際上開展TDD/FDD融合組網的運營商，多為LTE FDD運營商，建設TD-LTE的目的是為了容量吸收。通過FDD/TDD互操作、負載均衡，實現LTE TDD 和FDD協調發展。

對于中國移動4G網絡的發展，TD-LTE在市區、縣城及發達鄉鎮等區域已基本實現良好覆蓋。

目前階段，可以在農村，充分利用900和1800M頻譜資源，開展LTEFDD試點建設，解決寬帶接入問題。移動現有終端規范不包括FDD900，翻頻900M需提前做好規劃。所以，應大力發展FDD終端，使得移動終端支持現有頻段的同時支持FDD900。

隨著政策的放開，牌照的發放，FDD逐漸由農村向城市覆蓋擴展，在網絡建設上，可不區分LTETDD與FDD的具體制式，僅僅將其看作是多層網絡中的不同頻率，從而實現LTETDD與FDD融合發展。

5　總體方案

（1）核心網，與TD-LTE共用EPC。

（2）傳輸改造，使用PTN承載。FDD LTE與TD-LTE對傳輸的要求相同，當共站點共BBU時，FDD LTE可共用TD-LTE現有傳輸。

（3）新建或升級現有GSM基站。

（4）使用CPE設備接入FDD網絡，通過CPE提供的Wi-Fi提供無線寬帶業務或者使用USBModem接入FDD網絡。

6　組網帶寬

LTE帶寬越大，頻譜效率越高。LTE1.4、3M帶寬與聯通U900M相比，完全沒有競爭力；LTE5M帶寬與U900M相比，可提供更優的速率，尤其在農村，與電信寬帶、聯通U900M相比，數據業務競爭力明顯提升。

1.4M/3M帶寬過小，無法兼顧VoLTE語音和數據業務，在業務均衡、組網干擾等方面明顯不足。

5M帶寬是LTEFDD組網最低要求，可實現農村數據業務的有效競爭，因此在LTEFDD建設時，可以根據現網頻率使用情況，采用5或10M進行組網建設。

后期條件具備時，可引入LTE10M帶寬，對于農村無線寬帶接入和城區室內場景數據業務性能提升優勢明顯。

7　天饋建設

FDD融合組網，天饋建設方案主要有4種，不同天饋建設方案，各有優缺點，在網絡建設中，應根據實際情況靈活采用（見表3）。

8　互操作策略

表3　天饋建設方案

國際和國內，相關運營商和廠商已經開展了大量LTETDD與FDD互操作測試，結果表明，LTETDD與FDD可以實現良好的互操作。

表4為國內某廠商在中國電信TD-LTE混合組網中進行的FDD與TDD之間的切換控制面時延測試的結果。

LTETDD與FDD網間互操作策略如下：

（1）重選/重定向/切換

●重選/重定向：根據網絡優先級（頻段、制式）、信號強度等參數選擇合適駐留小區，例如數據熱點城區駐留策略為：2.6GTDD>1.9GTDD>1.8GFDD。

表4　切換控制面測試結果

●切換：可根據覆蓋能力、網絡負荷、終端能力、業務影響確定相應策略，例如可優先考慮TDD或FDD同制式內異頻切換，再次考慮跨制式切換。

（2）負載均衡、載波聚合

負載均衡從兩個方面考慮，首先是負荷評估、用戶選擇、業務遷移，其次是優選選擇從全覆蓋頻段向補熱頻段遷移。

FDD/TDD載波聚合，將TDD/FDD不同頻點間的異頻切換轉變為聚合載波內部的頻率選擇調度，真正將兩張網變為一張網，提升了UE峰值速率，提升了頻譜利用率，增強了網絡調整靈活性。

9　LTE FDD引入策略及步驟

9.1FDD/TDD融合組網建議——獲取牌照前

獲取FDD牌照前，全力打造TDD精品網，為FDD做提前儲備。獲牌后根據4G覆蓋、終端等情況決定如何部署FDD900/1800。同時，以推動LTEFDD產業支持及進行相關試點為主，為中遠期規模商用LTEFDD打下堅實基礎。

（1）獲取牌照前網絡狀況

●頻譜：農村GSM可釋放頻譜資源較多（5～10M），城區較少（3～5MHz）。

●網絡：城區TD-LTE室外覆蓋較好，室內深度覆蓋不足；縣城TD-LTE已覆蓋，村落無覆蓋。

●業務：以數據業務為主，2015年底商用VoLTE語音業務。

●終端：支持LTEB3（FDD1800）頻段，不支持B8 （FDD900）頻段；支持VoLTE終端滲透率較低。

（2）近期推動工作

●推動支持LTEFDD900終端成熟。

●推動LTEFDD網絡設備成熟。

●進行GSM話務和數據業務遷移可行性與可翻頻帶寬研究，對GSM現網頻率進行清理，騰出足夠帶寬，制定FDD翻頻后GSM質量/容量保障方案。

●進行FDD900/1800建設方案研究、組網性能評估以及VoLTE覆蓋、容量研究，摸索相關規律。

9.2FDD/TDD融合組網建議——獲取牌照后初期

城區900連續覆蓋，作為4G覆蓋基礎網，農村作為廣覆蓋解決方案，做到同2G同覆蓋。

（1）獲取牌照后初期網絡狀況

●頻譜：隨著G網用戶向LTE網絡演進，G網可釋放更多頻譜資源。

●網絡：TD-LTE城區室外連續覆蓋，室內深度覆蓋能力較差；農村TD-LTE重點區域室外連續覆蓋。

●業務：數據和VoLTE已成熟商用。

●終端：城區VoLTE終端滲透率不斷提高，農村4G終端滲透率不斷提高；4G終端對LTEB8（FDD900）支持情況較好。

（2）LTEFDD城區策略

●頻譜策略：G900頻譜可釋放5MHz；G1800頻譜可釋放10MHz。

●覆蓋策略：FDD900城區達到同2G同覆蓋；FDD1800視TD-LTE容量考慮是否引入，引入主要為國外漫入熱點區域覆蓋及室分系統。

●業務策略：FDD900以承載VoLTE為主，承載數據為輔；FDD1800同時承載VoLTE和數據。

●融合策略：TDD與FDD基于覆蓋的互操作。

（3）LTEFDD農村策略

●頻譜策略：G900頻譜可釋放5～10MHz（農村廣覆蓋區域可大于10MHz）。

●覆蓋策略：FDD900作為廣度覆蓋承載網，做到同2G同覆蓋。

●業務策略：FDD900同時承載VoLTE和數據。●融合策略：TDD與FDD基于覆蓋的互操作。

9.3FDD/TDD融合組網建議——獲取牌照后遠期

城區900M連續覆蓋，作為4G覆蓋基礎網，1800M做到同TD-LTE同覆蓋或熱點覆蓋；農村900連續覆蓋。

（1）獲取牌照后遠期網絡狀況

●頻譜：GSM900和G1800均可釋放更多頻譜資源。

●網絡：TD-LTE城區室外連續覆蓋，室內深度覆蓋能力提升，熱點區域需擴容；農村縣城TD-LTE室外連續覆蓋。

●業務：數據和VoLTE已成熟商用。

●終端：4G終端全面普及，VoLTE終端滲透率高。

（2）LTEFDD城區策略

●頻譜策略：G900頻譜可釋放10MHz或以上；G1800頻譜可釋放15MHz。

●覆蓋策略：FDD900連續覆蓋；FDD1800做到同TD-LTE同覆蓋或熱點區域覆蓋。

●業務策略：FDD900/1800同時承載VoLTE和數據。

●融合策略：開啟TDD與FDD基于覆蓋的互操作/基于負載的切換，并根據產業成熟度在部分有需求的地區開啟TDD+FDD雙連接或載波聚合。

（3）LTEFDD農村策略

●頻譜策略：G900頻譜可釋放10MHz以上；G1800頻譜可釋放15～20MHz。

●覆蓋策略：FDD900連續覆蓋（農村廣覆蓋區域可僅在重點區域部署）；FDD1800熱點區域覆蓋。

●業務策略：FDD900/1800同時承載數據和VoLTE。

●融合策略：TDD與FDD基于覆蓋的互操作，根據情況開啟基于負載切換。

10　結束語

LTETDD/FDD融合已是大勢所趨，中國移動萬事俱備只差“牌照”。TDD/FDD融合將提高頻譜利用率，提升數據業務速率，提升移動的市場競爭力，有利于移動通信網絡更快更好地發展。

［1］范波勇.LTE移動通信技術.人民郵電出版社，2015.

［2］汪丁鼎，景建新，肖清華，謝懿.LTE FDD/EPC網絡規劃設計與優化.人民郵電出版社，2014.

［3］蔣遠，湯利民.TD-LTE原理與網絡規劃設計.人民郵電出版社，2012.

［4］曾召華.LTE基礎原理與關鍵技術.西安電子科技大學出版社，2010.

Combination network with LTE TDD/FDD strategy of China Mobile

ZHAI Yinghong，LI Xin，HU Jianfei

China Mobile has already constructed four periods projects about LTE networking，which has had a mature technology.So，there is a trendency combining LTE TDD and FDD.This article，accroding to the difference of LTE TDD and FDD technology，presents the general idea about the combination network，the construction scheme and the strategy and the steps of building the antenna feeder.

LTE TDD/FDD combination；antenna feeder；strategy

2016-09-01）