LTE混合組網(wǎng)的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀以及發(fā)展方向

許森+孫震強(qiáng)

【摘 ? ?要】TD-LTE和LTE FDD的融合發(fā)展被整個(gè)LTE產(chǎn)業(yè)鏈認(rèn)為是LTE未來發(fā)展的必然趨勢(shì)。結(jié)合LTE技術(shù)特點(diǎn)、國(guó)際上LTE網(wǎng)絡(luò)部署狀況，從多個(gè)方面論證了積極推動(dòng)TD-LTE與LTE FDD混合組網(wǎng)對(duì)于我國(guó)未來實(shí)現(xiàn)LTE融合發(fā)展的重要意義。

【關(guān)鍵詞】LTE混合組網(wǎng) ? ?松耦合 ? ?緊耦合

中圖分類號(hào)：TN929.5 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ?文章編號(hào)：1006-1010（2014）-15-0010-05

1 ? 引言

當(dāng)前移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需求呈現(xiàn)出爆發(fā)式的增長(zhǎng)，采用單一的頻段和制式無法滿足當(dāng)前和未來移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的需求。因此通過采用TD-LTE和LTE FDD混合組網(wǎng)的方式，充分發(fā)揮TD-LTE和LTE FDD的技術(shù)優(yōu)勢(shì)以滿足日益增長(zhǎng)的流量需求。2014年6月27日，工信部批準(zhǔn)中國(guó)電信、中國(guó)聯(lián)通分別在16個(gè)城市開展LTE混合組網(wǎng)試驗(yàn)，中國(guó)移動(dòng)副總裁李正茂在2014年LTE峰會(huì)上也表示中國(guó)移動(dòng)未來也將著手發(fā)展TDD/FDD融合技術(shù)，這些都釋放出推動(dòng)我國(guó)整個(gè)4G產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展的積極信號(hào)。大部分國(guó)際主流運(yùn)營(yíng)商都同時(shí)擁有FDD和TDD頻譜，他們的4G網(wǎng)絡(luò)未來不可能是單一模式，只能是包含了LTE FDD與TD-LTE的混合組網(wǎng)模式。所以，LTE FDD和TD-LTE在中國(guó)的混合組網(wǎng)以及未來的成功商業(yè)運(yùn)營(yíng)，將為國(guó)際主流運(yùn)營(yíng)商提供一個(gè)可供參照的樣本，對(duì)于促進(jìn)國(guó)際主流運(yùn)營(yíng)商接納TD-LTE，促進(jìn)TD-LTE在全球市場(chǎng)的發(fā)展也將具有重要意義。

下面我們將從LTE的技術(shù)特點(diǎn)，國(guó)際上LTE運(yùn)營(yíng)發(fā)展趨勢(shì)，LTE混合組網(wǎng)在運(yùn)營(yíng)中的優(yōu)勢(shì)，混合組網(wǎng)對(duì)于全球運(yùn)營(yíng)商的示范和引領(lǐng)作用，混合組網(wǎng)對(duì)國(guó)內(nèi)LTE產(chǎn)業(yè)鏈競(jìng)爭(zhēng)力的提升等方面分析實(shí)施TD-LTE與LTE FDD的混合組網(wǎng)對(duì)于推動(dòng)我國(guó)4G產(chǎn)業(yè)發(fā)展所具有的深遠(yuǎn)意義。

2 ? TD-LTE與LTE FDD的技術(shù)比較

第4代移動(dòng)通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（4G）實(shí)現(xiàn)了高度統(tǒng)一，全球只有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，即LTE。在統(tǒng)一的LTE國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)下，根據(jù)雙工方式（即信號(hào)接收和發(fā)送信道的區(qū)分方式）不同，具體分為L(zhǎng)TE FDD和LTE TDD這2種模式。LTE FDD采用頻分雙工方式，通常用于對(duì)稱分配的頻譜中;LTE TDD采用時(shí)分雙工方式，通常用于非對(duì)稱分配的頻譜中。我國(guó)將LTE TDD稱為TD-LTE，但在國(guó)際上仍稱之為L(zhǎng)TE TDD。在LTE標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)之初，3GPP就要求LTE TDD和LTE FDD這2種模式保持高度一致性，以利于TDD/FDD雙模LTE系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)以及相關(guān)增強(qiáng)技術(shù)可以采用相同的設(shè)計(jì)思路。TD-LTE與LTE FDD的核心網(wǎng)完全相同，無線網(wǎng)的技術(shù)90%以上通用，二者的主要差別在于無線側(cè)收發(fā)信息方式不同，這使得TD-LTE和LTE FDD在某些底層設(shè)計(jì)上存在10%左右的差異。在3GPP R12的標(biāo)準(zhǔn)研究中更提出了TDD和FDD載波聚合技術(shù)，使得2種模式在未來更加緊密的融合在一起。

TD-LTE并非TD-SCDMA（3G技術(shù)制式）的衍生技術(shù)，二者完全不同且無法兼容。在標(biāo)準(zhǔn)討論之初，曾經(jīng)有2種TDD的幀結(jié)構(gòu)，之所以采用與TD-SCDMA類似的幀結(jié)構(gòu)，主要是為了解決2個(gè)系統(tǒng)共同部署時(shí)產(chǎn)生的干擾問題。表1給出了TD-LTE和LTE FDD差異點(diǎn)的簡(jiǎn)要分析。

通常LTE FDD上下行均衡，覆蓋性能更好，可以解決如鄉(xiāng)村、公路等廣域覆蓋問題。而TD-LTE上下行配置較為靈活，能夠滿足移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代中業(yè)務(wù)1/4～1/6的上下行占比，具有較高的頻譜利用率，可以解決流量需求量高的熱點(diǎn)地區(qū)集中覆蓋問題。因此LTE混合組網(wǎng)可以發(fā)揮出LTE FDD與TD-LTE各自的優(yōu)勢(shì)，形成合力。

3 ? 國(guó)外LTE網(wǎng)絡(luò)部署狀況

從全球的LTE網(wǎng)絡(luò)部署情況來看，截至2014年2月，全球共有101個(gè)國(guó)家（地區(qū)）部署了274張LTE網(wǎng)絡(luò)，其中單一FDD網(wǎng)246個(gè)，占90%;單一TDD網(wǎng)16個(gè)，占6%;2種模式混合組網(wǎng)12個(gè)。進(jìn)一步調(diào)查顯示，根據(jù)LTE產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展?fàn)顩r及頻率特點(diǎn)，當(dāng)前絕大多數(shù)國(guó)際運(yùn)營(yíng)商仍集中精力發(fā)展FDD，通常選擇單獨(dú)部署LTE FDD移動(dòng)網(wǎng);TDD頻譜則多用于無線回傳或者無線寬帶接入，如Vodafone、Orange等主流運(yùn)營(yíng)商將其在德國(guó)、葡萄牙、西班牙等國(guó)擁有的2.6GHz TDD頻譜用于無線回傳;原WiMax運(yùn)營(yíng)商，目前也是全球最大的TD-LTE運(yùn)營(yíng)商之一的Mobily，則是將TD-LTE主要用于寬帶接入。

另一方面，全球TD-LTE運(yùn)營(yíng)商中，只要擁有FDD頻譜資源，均開始選擇嘗試混合組網(wǎng)，發(fā)揮TD-LTE和LTE FDD各自的優(yōu)勢(shì)。例如美國(guó)運(yùn)營(yíng)商Sprint在已有的850MHz和1 900MHz的FDD頻譜的基礎(chǔ)上，通過收購(gòu)Clearwire所有權(quán)及其在2.6GHz的194MHz TDD頻譜資源，實(shí)現(xiàn)容量提升和業(yè)務(wù)分流。因此從全球的普遍經(jīng)驗(yàn)來看，LTE FDD是國(guó)際主流產(chǎn)業(yè)，發(fā)展TD-LTE的運(yùn)營(yíng)商一般都會(huì)同步協(xié)同發(fā)展LTE FDD網(wǎng)絡(luò)，各取所長(zhǎng)，提升用戶體驗(yàn)。

4 ? 混合組網(wǎng)的發(fā)展模式

混合組網(wǎng)的發(fā)展方向是在尊重通信產(chǎn)業(yè)鏈的客觀發(fā)展規(guī)律的基礎(chǔ)上，應(yīng)當(dāng)通過科學(xué)的規(guī)劃實(shí)現(xiàn)循序漸進(jìn)的發(fā)展。在借鑒國(guó)際上LTE與3G發(fā)展模式的基礎(chǔ)上，根據(jù)當(dāng)前LTE產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展?fàn)顩r以及中國(guó)運(yùn)營(yíng)商實(shí)際的資源情況，按照從一張松耦合的網(wǎng)絡(luò)向融合的網(wǎng)絡(luò)方向進(jìn)行發(fā)展。整個(gè)發(fā)展過程包含3個(gè)階段：

（1）階段1：松耦合的組網(wǎng)方式。由于受限于TD-LTE與3G產(chǎn)業(yè)鏈以及設(shè)備成熟度，TD-LTE與LTE FDD單獨(dú)建網(wǎng)。2張網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)終端側(cè)空閑態(tài)的網(wǎng)絡(luò)重選以及業(yè)務(wù)重定向功能以初步實(shí)現(xiàn)兩網(wǎng)之間的負(fù)載均衡和業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)移，終端通常采取SVLTE的方式。LTE FDD與3G實(shí)現(xiàn)連接態(tài)的互操作功能。當(dāng)前國(guó)際上如Spirnt、Clearwire、KDDI及諸多WiMax運(yùn)營(yíng)商采取該種組網(wǎng)方式。該模式的好處是TD-LTE網(wǎng)絡(luò)獨(dú)立，實(shí)現(xiàn)了“1張雙模網(wǎng)+1張單模網(wǎng)”，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)以及移動(dòng)性管理等相對(duì)簡(jiǎn)單，且可各自獨(dú)立優(yōu)化，但缺點(diǎn)是2張網(wǎng)建網(wǎng)成本高，資源利用率相對(duì)較低，并且終端耗電較高。松耦合組網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。