TDD-LTE與LTE FDD混合組網(wǎng)研究

郭建光 黃凱

摘要：當前TDD-LTE網(wǎng)絡(luò)已基本實現(xiàn)市區(qū)、縣城及農(nóng)村區(qū)域的全覆蓋，在5G大規(guī)模承載之前，4G網(wǎng)絡(luò)的主要矛盾表現(xiàn)為在網(wǎng)絡(luò)的承載能力與日益增長的高速率大容量需求方面。TDD-LTE網(wǎng)絡(luò)的承載能力面臨較大壓力，基于此開展LTE FDD網(wǎng)絡(luò)擴容則成為4G網(wǎng)絡(luò)的重要補充。本文重點研究了LTE FDD與TDD-LTE兩張網(wǎng)絡(luò)的部署定位以及策略，并結(jié)合現(xiàn)階段的市場整體發(fā)展情況，提出LT E FDD及TDD-LTE網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)方案以及建設(shè)策略，為TDD-LTE以及LTE FDD網(wǎng)絡(luò)的融合組網(wǎng)提供相關(guān)參考。

關(guān)鍵詞：TDD-LTE;LTE FDD;混合組網(wǎng)

中圖分類號：TN929.5? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A

1 前言

當前，TDD-LTE網(wǎng)絡(luò)已基本實現(xiàn)到市區(qū)、縣城及農(nóng)村區(qū)域的全覆蓋。伴隨著4G業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流量的爆發(fā)式增長，TDD-LTE的業(yè)務(wù)承載能力將面臨較大壓力。TDD-LTE及LTE FDD網(wǎng)絡(luò)各有優(yōu)勢，TDD-LTE網(wǎng)絡(luò)部署完備，室內(nèi)外進行了網(wǎng)絡(luò)部署;LTE FDD在覆蓋、容量、國際漫游、競爭等多個維度，均可為TDD-LTE提供必要的補充。TDD-LTE和LTE FDD兩張網(wǎng)絡(luò)相輔相成，兩者融合組網(wǎng)的需求也日益增強。

全球LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)已較為成熟，全球共建設(shè)多張LTE商用網(wǎng)，覆蓋涉及多個國家或地區(qū)。TDD-LTE與LTE FDD共建LTE網(wǎng)絡(luò)已成全球趨勢，伴隨著融合產(chǎn)業(yè)鏈的基本成熟，TDD/FDD融合組網(wǎng)已達多張，其中以日本軟銀為典型代表，融合網(wǎng)絡(luò)規(guī)模最大。

鑒于頻譜資源的稀缺性壓力，運營商需要需求頻譜效率更高效的網(wǎng)絡(luò)制式及技術(shù)。LTE網(wǎng)絡(luò)既可部署在2G、3G頻段中，亦可部署在2.6 GHz等高頻段或700/800 MHz的覆蓋廣、穿損低的低頻段。從全球LTE FDD商用頻譜部署情況看，1.8 GHz頻段最為普及，達到320張，全球47.6%的LTE商用網(wǎng)絡(luò)均采用了1.8 GHz（Band 3）來承載LTE FDD，主要分布在歐洲、亞太地區(qū)、南美洲等國家，已有350多家運營商被授予了1 800 MHz移動許可進行LTE網(wǎng)絡(luò)部署。其次是800 MHz（Band 20），達到175張，79個國家進行了800 MHz的LTE網(wǎng)絡(luò)部署;再次是2.6 GHz（Band 7），達到157張，74個國家進行了2.6 GHz的LTE網(wǎng)絡(luò)部署，在美洲的Band 7的部署成熟度遠遠高于Band 3及Band 20。

目前，各運營商2G、3G、4G網(wǎng)絡(luò)制式共存，以中國移動為例，2G網(wǎng)絡(luò)主要部署在900 MHz及1 800 MHz;3G網(wǎng)絡(luò)為TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)，目前也面臨退頻退網(wǎng)策略部署，頻段主要分布在A頻段;4G網(wǎng)絡(luò)主要為TDD-LTE網(wǎng)絡(luò)，主要部署在F頻段、D頻段及E頻段（室內(nèi)）。

隨著2G網(wǎng)絡(luò)上承載的低速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)大量向4G網(wǎng)絡(luò)遷移，以及2G話音業(yè)務(wù)量的緩慢下降，2G網(wǎng)絡(luò)利用率明顯下降，需要將更多的2G網(wǎng)絡(luò)清頻重耕用于LTE FDD的建設(shè)。[1]

2 TDD-LTE和LTE FDD融合組網(wǎng)方案

當前，TDD-LTE建設(shè)規(guī)模已較可觀，城市、縣城、鄉(xiāng)鎮(zhèn)和部分農(nóng)村的覆蓋水平已較高，4G網(wǎng)絡(luò)目前主要的問題需要在于廣大農(nóng)村地區(qū)的廣度覆蓋、在市區(qū)的深度覆蓋以及厚度（容量）覆蓋。結(jié)合4G現(xiàn)網(wǎng)的主要問題以及2G退頻進度、LTE FDD網(wǎng)絡(luò)特點，分析得出TDD-LTE及LTE FDD的網(wǎng)絡(luò)定位。

2.1 LTE FDD網(wǎng)絡(luò)定位

隨著4G用戶數(shù)的不斷增加，4G網(wǎng)絡(luò)承載的業(yè)務(wù)量也逐漸增大多，厚度（容量）覆蓋需求逐漸迫切，載波資源容量壓力逐漸變大。1 800 MHz皮哦那頻段能夠較好地的滿足4G網(wǎng)絡(luò)的容量需求，LTE FDD 1 800 MHz頻段建設(shè)可作為近期4G網(wǎng)絡(luò)擴容的主要手段。

與LTE FDD 1 800 MHz頻段不同，LTE FDD 900 MHz頻段建設(shè)更多的考慮具有其良好的深度覆蓋特性，承載語音VoLTE功能，逐漸承接GSM話音業(yè)務(wù)。LTE FDD可由VoLTE來承載話音業(yè)務(wù)。VoLTE話音清晰度高，接續(xù)時間短，代表了技術(shù)發(fā)展的方向，因此由LTE FDD上的VoLTE來逐步承接GSM話音，是非常自然的選擇。由于存在長尾效應(yīng)的存在，替代過程可能需要些時間，到替代過程的后期，GSM將只占用很少的帶寬，釋放大部分頻譜給LTE FDD網(wǎng)絡(luò)來使用。

綜上所述，LTE FDD以其良好的覆蓋特性，以提供VoLTE話音服務(wù)為主，LTE FDD以其大帶寬、高容量特點作為現(xiàn)網(wǎng)TDD-LTE網(wǎng)絡(luò)的容量補充存在，與TDD-LTE的F頻段、D頻段及E頻段的網(wǎng)絡(luò)部署互為補充。[2]

2.2 TDD-LTE網(wǎng)絡(luò)定位

目前TDD-LTE網(wǎng)絡(luò)已基本實現(xiàn)了市區(qū)、縣城、農(nóng)村的全覆蓋，高容量、高熱點區(qū)域的TDD-LTE基站實現(xiàn)了F+D的雙層網(wǎng)覆蓋。TDD-LTE網(wǎng)絡(luò)會是主力承載網(wǎng)，TDD-LTE的F頻段實現(xiàn)連續(xù)覆蓋，為目前4G網(wǎng)絡(luò)的打底兒網(wǎng)絡(luò)，TDD-LTE的D頻段實現(xiàn)熱點區(qū)域的容量覆蓋，熱點區(qū)域?qū)崿F(xiàn)F+D的雙層網(wǎng)覆蓋，高熱點場景實現(xiàn)了F+D1+D2，甚至F+D1+D2+D3的網(wǎng)絡(luò)部署。

目前4G網(wǎng)絡(luò)的主要關(guān)注點為日益增長的擴容需求，對于可較好地滿足連續(xù)覆蓋需求可較好滿足。鑒于建設(shè)成本的壓力，對于現(xiàn)網(wǎng)為TDD-LTE基站需要擴容，通過“軟擴”方式來增加容量的場景;對于現(xiàn)網(wǎng)為TDD-LTE基站需要擴容LTE FDD網(wǎng)絡(luò)的場景，可通過“硬擴”方式來增加容量的場景。

2.3 融合組網(wǎng)部署方案

根據(jù)前兩節(jié)述對于TDD-LTE以及LTE FDD的網(wǎng)絡(luò)定位分析，總體網(wǎng)絡(luò)部署策略研究如下：