中国移动LTE TDD/FDD融合组网策略

翟英鸿　江苏省邮电规划设计院有限责任公司工程师

李新　江苏省邮电规划设计院有限责任公司高级工程师

胡剑飞　江苏省邮电规划设计院有限责任公司工程师

中国移动LTE TDD/FDD融合组网策略

翟英鸿江苏省邮电规划设计院有限责任公司工程师

李新江苏省邮电规划设计院有限责任公司高级工程师

胡剑飞江苏省邮电规划设计院有限责任公司工程师

中国移动LTE网络经过四期建设，产业已成熟，LTE TDD/FDD融合网络已经成为趋势。本文从LTE TDD与FDD技术差异性分析入手，提出TF融合组网总体思路、方案、天馈建设以及引入策略及步骤。

LTE TDD/FDD融合；天馈；策略

1　引言

中国移动LTE网络经过四期建设，产业已成熟，LTETDD/FDD融合网络已经成为趋势，通过“三步走”的演进路线，TF融合最终将走向“ONELTE”。

第一步：TDD/FDD基于覆盖的切换，目标：保证业务连贯性。

第二步：TDD/FDD基于负载均衡的切换，目标：保证负载均衡，资源高效利用。

第三步：基于TD-LTE/LTEFDD高度融合的联合传输，如CA、MSA、双连接等技术。目标：单用户可同时使用FDD/TDD。

TDD/FDD融合的前两阶段产业已基本成熟，可实现基于覆盖、容量均衡的切换。后续在进一步融合为FDD/TDD联合传输的基础上，向多连接多网协作演进。

2　LTE TDD与FDD技术异同及差异性分析

2.1LTE TDD与FDD技术异同

TD-LTE、FDD LTE关键技术与标准协议基本相同，TF协议栈只有物理层有5％不同，详见表1、2。

2.2LTE TDD与FDD技术差异性

2.2.1覆盖能力

●在相同发射带宽内TDD信号只有部分时隙发射，因此LTETDD的覆盖能力相对于LTEFDD有天然的劣势（链路预算约差3dB）。

表2　LTETDD与FDD技术不同点

●需要额外的代价来弥补与FDD的覆盖差距：2倍的基站、采用8天线等。

2.2.2容量能力

●FDD与TDD的频谱效率差异不大，相同带宽占用条件下小区吞吐率相差不大。

●在单载波（相同带宽）情形下，由于TDD上下行共享带宽，导致TDD单小区容量和峰值吞吐率远低于FDD。

●LTETDD的容量优化，包括子帧配比、容量均衡等工作会更重要。

●TDD系统更需要载波聚合技术。

2.2.3峰值速率

在同样的频率带宽下LTETDD的峰值吞吐率平均只为FDD的1/2。

2.2.4产品化进程

与FDD相比，TDD的产品化进度滞后约1年。

2.2.5产业链

由于在市场上的非主导地位，LTETDD的产业链不可避免地将弱于FDD。

2.2.6国际漫游

由于LTETDD仅在全球少数国家地区部署，因此在国际漫游上处于劣势。

2.2.7频谱利用率

LTETDD不要求成对频谱，有利于频谱资源的充分利用。

3　网络定位

TDD/FDD关键技术及组网性能存在差异，TDD/ FDD融合组网应各有侧重，采取不同的定位策略，发挥协同优势。

FDD定位：解决覆盖为主，建设宏站，发展智能手机业务，完成移动接入。

TDD定位：解决容量为主，建设小站，发展无线数据宽带业务，发展回传功能。

●FDD和TDD共站址共天线。

●FDD和TDD负载均衡。

●FDD和TDD载波聚合提高用户体验。

●TDD做无线数据宽带（USB卡）一定程度上平衡了FDD智能手机的发展。

●异频小站（Small Cell），TDD通常为频率比较高的带宽，较适宜做小站。

●额外拥有的频谱做基站回传。

4　总体思路

国际上开展TDD/FDD融合组网的运营商，多为LTE FDD运营商，建设TD-LTE的目的是为了容量吸收。通过FDD/TDD互操作、负载均衡，实现LTE TDD 和FDD协调发展。

对于中国移动4G网络的发展，TD-LTE在市区、县城及发达乡镇等区域已基本实现良好覆盖。

目前阶段，可以在农村，充分利用900和1800M频谱资源，开展LTEFDD试点建设，解决宽带接入问题。移动现有终端规范不包括FDD900，翻频900M需提前做好规划。所以，应大力发展FDD终端，使得移动终端支持现有频段的同时支持FDD900。

随着政策的放开，牌照的发放，FDD逐渐由农村向城市覆盖扩展，在网络建设上，可不区分LTETDD与FDD的具体制式，仅仅将其看作是多层网络中的不同频率，从而实现LTETDD与FDD融合发展。

5　总体方案

（1）核心网，与TD-LTE共用EPC。

（2）传输改造，使用PTN承载。FDD LTE与TD-LTE对传输的要求相同，当共站点共BBU时，FDD LTE可共用TD-LTE现有传输。

（3）新建或升级现有GSM基站。

（4）使用CPE设备接入FDD网络，通过CPE提供的Wi-Fi提供无线宽带业务或者使用USBModem接入FDD网络。

6　组网带宽

LTE带宽越大，频谱效率越高。LTE1.4、3M带宽与联通U900M相比，完全没有竞争力；LTE5M带宽与U900M相比，可提供更优的速率，尤其在农村，与电信宽带、联通U900M相比，数据业务竞争力明显提升。

1.4M/3M带宽过小，无法兼顾VoLTE语音和数据业务，在业务均衡、组网干扰等方面明显不足。

5M带宽是LTEFDD组网最低要求，可实现农村数据业务的有效竞争，因此在LTEFDD建设时，可以根据现网频率使用情况，采用5或10M进行组网建设。

后期条件具备时，可引入LTE10M带宽，对于农村无线宽带接入和城区室内场景数据业务性能提升优势明显。

7　天馈建设

FDD融合组网，天馈建设方案主要有4种，不同天馈建设方案，各有优缺点，在网络建设中，应根据实际情况灵活采用（见表3）。

8　互操作策略

表3　天馈建设方案

国际和国内，相关运营商和厂商已经开展了大量LTETDD与FDD互操作测试，结果表明，LTETDD与FDD可以实现良好的互操作。

表4为国内某厂商在中国电信TD-LTE混合组网中进行的FDD与TDD之间的切换控制面时延测试的结果。

LTETDD与FDD网间互操作策略如下：

（1）重选/重定向/切换

●重选/重定向：根据网络优先级（频段、制式）、信号强度等参数选择合适驻留小区，例如数据热点城区驻留策略为：2.6GTDD>1.9GTDD>1.8GFDD。

表4　切换控制面测试结果

●切换：可根据覆盖能力、网络负荷、终端能力、业务影响确定相应策略，例如可优先考虑TDD或FDD同制式内异频切换，再次考虑跨制式切换。

（2）负载均衡、载波聚合

负载均衡从两个方面考虑，首先是负荷评估、用户选择、业务迁移，其次是优选选择从全覆盖频段向补热频段迁移。

FDD/TDD载波聚合，将TDD/FDD不同频点间的异频切换转变为聚合载波内部的频率选择调度，真正将两张网变为一张网，提升了UE峰值速率，提升了频谱利用率，增强了网络调整灵活性。

9　LTE FDD引入策略及步骤

9.1FDD/TDD融合组网建议——获取牌照前

获取FDD牌照前，全力打造TDD精品网，为FDD做提前储备。获牌后根据4G覆盖、终端等情况决定如何部署FDD900/1800。同时，以推动LTEFDD产业支持及进行相关试点为主，为中远期规模商用LTEFDD打下坚实基础。

（1）获取牌照前网络状况

●频谱：农村GSM可释放频谱资源较多（5～10M），城区较少（3～5MHz）。

●网络：城区TD-LTE室外覆盖较好，室内深度覆盖不足；县城TD-LTE已覆盖，村落无覆盖。

●业务：以数据业务为主，2015年底商用VoLTE语音业务。

●终端：支持LTEB3（FDD1800）频段，不支持B8 （FDD900）频段；支持VoLTE终端渗透率较低。

（2）近期推动工作

●推动支持LTEFDD900终端成熟。

●推动LTEFDD网络设备成熟。

●进行GSM话务和数据业务迁移可行性与可翻频带宽研究，对GSM现网频率进行清理，腾出足够带宽，制定FDD翻频后GSM质量/容量保障方案。

●进行FDD900/1800建设方案研究、组网性能评估以及VoLTE覆盖、容量研究，摸索相关规律。

9.2FDD/TDD融合组网建议——获取牌照后初期

城区900连续覆盖，作为4G覆盖基础网，农村作为广覆盖解决方案，做到同2G同覆盖。

（1）获取牌照后初期网络状况

●频谱：随着G网用户向LTE网络演进，G网可释放更多频谱资源。

●网络：TD-LTE城区室外连续覆盖，室内深度覆盖能力较差；农村TD-LTE重点区域室外连续覆盖。

●业务：数据和VoLTE已成熟商用。

●终端：城区VoLTE终端渗透率不断提高，农村4G终端渗透率不断提高；4G终端对LTEB8（FDD900）支持情况较好。

（2）LTEFDD城区策略

●频谱策略：G900频谱可释放5MHz；G1800频谱可释放10MHz。

●覆盖策略：FDD900城区达到同2G同覆盖；FDD1800视TD-LTE容量考虑是否引入，引入主要为国外漫入热点区域覆盖及室分系统。

●业务策略：FDD900以承载VoLTE为主，承载数据为辅；FDD1800同时承载VoLTE和数据。

●融合策略：TDD与FDD基于覆盖的互操作。

（3）LTEFDD农村策略

●频谱策略：G900频谱可释放5～10MHz（农村广覆盖区域可大于10MHz）。

●覆盖策略：FDD900作为广度覆盖承载网，做到同2G同覆盖。

●业务策略：FDD900同时承载VoLTE和数据。●融合策略：TDD与FDD基于覆盖的互操作。

9.3FDD/TDD融合组网建议——获取牌照后远期

城区900M连续覆盖，作为4G覆盖基础网，1800M做到同TD-LTE同覆盖或热点覆盖；农村900连续覆盖。

（1）获取牌照后远期网络状况

●频谱：GSM900和G1800均可释放更多频谱资源。

●网络：TD-LTE城区室外连续覆盖，室内深度覆盖能力提升，热点区域需扩容；农村县城TD-LTE室外连续覆盖。

●业务：数据和VoLTE已成熟商用。

●终端：4G终端全面普及，VoLTE终端渗透率高。

（2）LTEFDD城区策略

●频谱策略：G900频谱可释放10MHz或以上；G1800频谱可释放15MHz。

●覆盖策略：FDD900连续覆盖；FDD1800做到同TD-LTE同覆盖或热点区域覆盖。

●业务策略：FDD900/1800同时承载VoLTE和数据。

●融合策略：开启TDD与FDD基于覆盖的互操作/基于负载的切换，并根据产业成熟度在部分有需求的地区开启TDD+FDD双连接或载波聚合。

（3）LTEFDD农村策略

●频谱策略：G900频谱可释放10MHz以上；G1800频谱可释放15～20MHz。

●覆盖策略：FDD900连续覆盖（农村广覆盖区域可仅在重点区域部署）；FDD1800热点区域覆盖。

●业务策略：FDD900/1800同时承载数据和VoLTE。

●融合策略：TDD与FDD基于覆盖的互操作，根据情况开启基于负载切换。

10　结束语

LTETDD/FDD融合已是大势所趋，中国移动万事俱备只差“牌照”。TDD/FDD融合将提高频谱利用率，提升数据业务速率，提升移动的市场竞争力，有利于移动通信网络更快更好地发展。

［1］范波勇.LTE移动通信技术.人民邮电出版社，2015.

［2］汪丁鼎，景建新，肖清华，谢懿.LTE FDD/EPC网络规划设计与优化.人民邮电出版社，2014.

［3］蒋远，汤利民.TD-LTE原理与网络规划设计.人民邮电出版社，2012.

［4］曾召华.LTE基础原理与关键技术.西安电子科技大学出版社，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）