LTE FDD和TDD融合組網(wǎng)策略的研究

福建省郵電規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司 陳善永

隨著LTE網(wǎng)絡(luò)規(guī)模、用戶規(guī)模的不斷增大,用戶流量的迅猛增長(zhǎng)以及4G時(shí)代用戶行為的逐步變化，網(wǎng)絡(luò)容量的問題已開始凸顯，單一的FDD或TDD網(wǎng)絡(luò)容量已無法滿足用戶需求，LTE FDD和TDD融合組網(wǎng)策略的研究及解決方案勢(shì)在必行，至此，針對(duì)LTE TDD和FDD融合組網(wǎng)發(fā)展趨勢(shì)，發(fā)展現(xiàn)狀，技術(shù)對(duì)比以及組網(wǎng)方案進(jìn)行有效分析。

一、前言

LTE FDD/TDD雙模組網(wǎng)是MBB網(wǎng)絡(luò)的未來趨勢(shì)，對(duì)FDD/TDD混合網(wǎng)絡(luò)的分析顯示，成本僅上升不到30%，但是會(huì)明顯提高數(shù)據(jù)處理能力。在LTE領(lǐng)域運(yùn)營(yíng)商將通過更多的頻譜資源來提供高質(zhì)量服務(wù)，LTE FDD/TDD融合組網(wǎng)將成為最佳的選擇。加快LTE FDD/TDD融合組網(wǎng)建設(shè)是大勢(shì)所趨、勢(shì)在必行。

二、LTE FDD/TDD融合組網(wǎng)策略

1.LTE TDD/FDD融合組網(wǎng)發(fā)展趨勢(shì)

一方面LTE驅(qū)動(dòng)了海量數(shù)據(jù)流量的增長(zhǎng)，另一方LTE連接數(shù)的成倍增加，且熱點(diǎn)區(qū)域流量密度高度集中，增速非常快，LTE FDD和LTE TDD融合發(fā)展成為產(chǎn)業(yè)共同愿景，LTE FDD/TDD融合成為趨勢(shì)， 構(gòu)建高效低耗的網(wǎng)絡(luò)，驅(qū)動(dòng)融合終端出貨量，發(fā)展下一代融合通信平臺(tái)是業(yè)界領(lǐng)先運(yùn)營(yíng)商的使命；同時(shí)LTE FDD和TDD融合給運(yùn)營(yíng)商帶來價(jià)值主要有：

（1）頻譜優(yōu)勢(shì)：TDD頻譜成本低，充分利用頻譜資源，降低整網(wǎng)成本；

（2）網(wǎng)絡(luò)覆蓋：TDD多天線的靈活應(yīng)用，能夠較好的抗干擾并能提升性能和覆蓋；

（3）運(yùn)營(yíng)成本低：融合組網(wǎng)增加了30%的成本，收益翻倍，拉低成本，更有效的利用資源。

2.LTE TDD/FDD融合組網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀

隨著LTE TDD和FDD協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)同步發(fā)展，當(dāng)前已具備多模多頻芯片，已具備多模終端，LTE多模智能機(jī)已快速發(fā)展，當(dāng)前多模網(wǎng)絡(luò)已商用部署，在2016年全世界已有21張LTE FDD 和TDD的融合網(wǎng)絡(luò)，沙特電信建設(shè)的首個(gè)全球四模GSM/UMTS/TD-LTE/LTE-FDD融合網(wǎng)絡(luò)，是目前全球最大的實(shí)現(xiàn)規(guī)模部署的LTE TDD/FDD融合網(wǎng)絡(luò)。同時(shí)現(xiàn)階段LTE TDD和FDD的網(wǎng)絡(luò)部署策略如下：

（1）若FDD實(shí)現(xiàn)廣覆蓋，TDD作為熱點(diǎn)區(qū)域覆蓋，并作為容量層；若TDD實(shí)現(xiàn)廣覆蓋，F(xiàn)DD（低頻段）作為深度覆蓋；

（2）TDD/FDD同作為覆蓋和容量層，按服務(wù)對(duì)象或業(yè)務(wù)差異化進(jìn)行分擔(dān)；

（3）若FDD作為覆蓋層，作為基本覆蓋，TDD采用異頻組網(wǎng)方式，實(shí)現(xiàn)深度覆蓋；若FDD作為容量層，實(shí)現(xiàn)最基本業(yè)務(wù)，TDD作為特定的應(yīng)用層，提供視頻、M2M和 eMBMS(演進(jìn)型多廣播業(yè)務(wù))業(yè)務(wù)，滿足行業(yè)客戶需求。

3.LTE TDD和FDD技術(shù)對(duì)比

LTE定義了頻分 ( FDD )和時(shí)分(TDD)兩種雙工方式，但由于無線技術(shù)的差異、使用頻段的不同等因素，LTE-FDD和LTE-TDD技術(shù)受到了極大的重視，其產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程也有了顯著的發(fā)展。當(dāng)然，LTE FDD和TDD標(biāo)準(zhǔn)也具有相似性，比如：可擴(kuò)展頻譜，OFDMA，編碼&調(diào)制，移動(dòng)性，語音解決方案，負(fù)載和準(zhǔn)入控制。鑒于各自特點(diǎn)和相互之間所存在的相似性，使得研究更加的必要，下面對(duì)幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行分析：

（1）LTE TDD和FDD的雙工方式不同

LTE定義了頻分雙工(Frequency Division Duplexing，F(xiàn)DD和時(shí)分雙工(Time Division Duplexing, TDD) 兩種雙工方式 ：

雙工方式的不同決定了LTE-TDD和LTE-FDD物理幀格式的不同， LTE-TDD和LTE-FDD的主要不同集中在物理層，特別是在物理幀結(jié)構(gòu)上面。所以LTE-TDD和LTE-FDD對(duì)應(yīng)的物理幀格式以及由幀格式不同所衍生的相關(guān)信令和協(xié)議等的不同。

（2） LTE TDD和FDD組網(wǎng)對(duì)比

組網(wǎng)的主要不同體現(xiàn)于組網(wǎng)規(guī)劃：LTE FDD只有頻率規(guī)劃，結(jié)合ICIC完成；LTE TDD頻率規(guī)劃和子幀配比規(guī)劃，頻率規(guī)劃，結(jié)合ICIC完成，子幀配比規(guī)劃根據(jù)業(yè)務(wù)分布，干擾隔離等方面在組網(wǎng)中進(jìn)行考慮。

圖1

圖2

LTE TDD的組網(wǎng)模式主要分為以下三種：（a）同頻組網(wǎng)：全網(wǎng)所有小區(qū)使用相同的頻點(diǎn)，頻譜效率高，但小區(qū)間存在同頻干擾，小區(qū)間同步精度要求高，從而增加了成本要求；（b）異頻組網(wǎng)：同一基站的小區(qū)可以實(shí)現(xiàn)鄰區(qū)間無子載波碰撞；（c）異子幀配比組網(wǎng)。

圖3

4.LTE TDD和FDD融合組網(wǎng)方案

站址共享也是LTE TDD網(wǎng)絡(luò)部署的必要條件，隨著基站站址建設(shè)選擇日益困難，為充分利用現(xiàn)有資源降低基站空間的需求以及對(duì)室外天饋改造帶來的困難，LTE TDD和FDD融合方案對(duì)資源利用和建設(shè)提出以下方案：

（1）共柜節(jié)省空間方案：FDD/TDD BBU共柜不共框；共主控板；共基帶板（見圖1）。

（2）刀片RRU支持TDD&FDD雙模拼裝方案：體積小，重量輕，易安裝，安裝方式支持多模式的平滑演進(jìn)（見圖2）。

（3）共天線減少天饋改造困難方案，節(jié)省天面空間，減少物業(yè)談判難度（見圖3）。

三、結(jié)論

隨著中國(guó)移動(dòng)FDD牌照的發(fā)放，LTE TDD和FDD融合已成為行業(yè)內(nèi)討論的熱點(diǎn)話題，融合成為一種趨勢(shì)，融合組網(wǎng)終于可以發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)，充分利用現(xiàn)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)資源，打造一張優(yōu)質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)建高效低耗的的網(wǎng)絡(luò)，驅(qū)動(dòng)融合終端出貨量，發(fā)展下一代融合通信平臺(tái)是業(yè)界領(lǐng)先運(yùn)營(yíng)商的的使命，為用戶提供迅速、準(zhǔn)確、安全、方便的服務(wù)，促進(jìn)電信業(yè)的健康發(fā)展。同時(shí)LTE TDD和FDD融合組網(wǎng)也增加了網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜度，帶來了新的挑戰(zhàn)。