李刚

【摘要】TDD与FDD LTE作为4G网络的两种主流技术，技术差异约10%，但是在业务速率、覆盖、VoLTE及高速移动支持能力等方面存在巨大差异。基于差异，融合组网时需制定合理的覆盖策略，兼顾容量、覆盖及干扰控制；同时需要制定全面的终端策略和业务策略，充分有效地利用好TDD、FDD频率资源。

【关键词】融合；频谱；差异；速率；策略

【Abstract】TDD and FDD LTE as the two mainstream 4G network technology， technology difference of about 10%， but in the business rate， coverage， VoLTE and high-speed mobile support capabilities and so there is a huge difference. Based on the differences， the need to develop a reasonable coverage strategy， both capacity， coverage and interference control； also need to develop a comprehensive terminal strategy and business strategy， the full and effective use of TDD， FDD frequency resources.

【Key words】Fusion；Spectrum；Difference；Rate；Strategy

1. 融合組网的必要性

（1）通信运营商不断致力于扩大网络覆盖范围，提高网络容量，增强业务种类和质量，用于满足用户对通信业务便捷和多样性需要，提高网络竞争力和投资利用率。4G通信领域，LTE的2种制式LTE FDD和TD-LTE在规范制定过程中即充分考虑了二者之间的融合，二者的技术相似程度超过90%，这为TDD/FDD LTE融合组网提供了良好的基础条件。

（2）网络设备同时支持TD-LTE/LTE FDD难度小。终端设备容易实现同时支持TD-LTE/LTE FDD。技术上的小差异带来无线网性能方面的巨大差异，在网络规划时需充分考虑这些差异，精细规划和优化网络，才能使TD-LTE/LTE FDD充分融合、优势互补。

2. TDD/FDD LTE技术与能力对比

2.1 频谱资源。

2.1.1 Band1～Band25用于LTE FDD使用，Band33～Band43用于TD-LTE使用。单个LTE FDD载波最大使用2X20MHz频率资源，而单个TD-LTE载波最大使用1X20MHz频率资源，这是两个网络能力差距的最大根源。

2.1.2 具体到国内各4G运营商来看，频谱资源如下：

2.1.2.1 中国移动。

中国移动拥有GSM/TD-SCDMA/TD-LTE运营商牌照和相应频谱资源。

（1）TD-LTE频率：E频段（B40）50MHz（2320～2370MHz）；D频段（B41）60MHz（2575～2635MHz）。

（2）TD-SCDMA频率：F频段（B39）20MHz（1880～1900MHz）；A频段（B34）15MHz（2010～2025MHz）。

2.1.2.2 中国联通。

中国联通同时拥有GSM/UMTS/TD-LTE/LTE FDD运营商牌照和相应频谱资源。

（1）LTE FDD频率：B3（L1800）2X20MHz（下行1840～1860MHz/上行1745～1765MHz）。

（2）TD-LTE频率：B40（L2300）20MHz（2300～2320MHz）和B41（L2600）20MHz（2555～2575MHz）。

2.1.2.3 中国电信。

中国电信同时拥有CD-MA/TD-LTE/LTE FDD运营商牌照和相应频谱资源。

（1）可用TD FDD频率：B3（L1800）2X15MHz（下行1860～1875MHz/上行1765～1780MHz）。

（2）可用TD-LTE频率：B41（L2600）20MHz（2635～2655MHz）。

2.2 协议差异。

2.2.1 物理层帧结构差异

LTE FDD为频分双工，上、下行子帧结构相同，各有10个子帧；TD-LTE为时分双工，上、下行子帧配比有7种可选配置。

2.2.2 HARQ过程和性能差异。

上行HARQ。

LTE FDD上行最大并行HARQ进程数为8个（非上行MIMO），每个HARQ周期为8ms，支持上行4子帧TTI bundling。TD-LTE在配置为2时，最大并行上行HARQ进程数为2个，每个HARQ周期为10ms，不支持上行TTIbundling。上述差异使TD-LTE在上行业务峰值、VoLTE上行性能上与LTE FDD有较大差距。

（2）下行HARQ。

TD-LTE中，多个下行子帧的ACK/NACK需要合在1个上行子帧上发送，这会导致PUCCH资源紧张。为此，TD-LTE引入了2种HARQ反馈模式：HARQ-ACK multiplexing和HARQ-ACK bundling。前者需要较多PUCCH资源，后者因把4个连续的下行子帧ACK/NACK合成1个，当出现NACK时，这4个被bundling的TB块都需要重传，因此会浪费更多资源。与LTE FDD下行1对1的HARQ相比，在信道环境变化较快的场景，TD-LTE下行性能比LTE FDD要差。

2.3 业务能力差异。

2.3.1 数据业务能力差异。

下行数据速率对比：LTE FDD下行速率约为相同带宽TD-LTE的1.4倍（见表1）。上行数据速率对比：LTE FDD上行速率约为相同带宽TD-LTE的5倍（见表2）。

2.3.2 VoLTE业务支持能力差异。

（1）VoLTE业务覆盖差异。从信号覆盖的角度来看，VoLTE业务也是上行受限，又因TD-LTE配置2（3：1）不支持上行TTI bundling，这与支持TTI bundling的LTE FDD相比将损失约4dB的边缘覆盖增益。

（2）VoLTE业务容量差异。PDCCH资源可能限制最大同时激活的VoLTE用户数。表3列出了不采用半靜态调度时，各系统所能支持的最大激活VoLTE用户数（激活因子0.5）可以看出，当不采用SPS时，TD-LTE支持的VoLTE用户容量明显小于LTE FDD，仅约为后者的1/5。所以TD-LTE系统必须采用SPS技术来支持VoLTE业务，而这又会降低资源调度效率。总体而言，TD-LTE支持VoLTE业务的能力小于LTE FDD。

2.4 覆盖能力差异。

2.4.1 频段差异导致的信号传播损耗差异。

在信号传播特性方面，2.6GMz TD-LTE信号与1.8GMz FDD LTE在相同距离上，2.6GMz比1.8GMz信号多损耗3～5dB。

2.4.2 设备MIMO形态带来的接收/发射增益差异。

（1）TD-LTE RUU设备一般有2通道和8通道2种，后者支持下行8T8R beamforming，平均增益约5dB；上行支持8接收分集（1T8R），分集增益约为3.5～5dB。

LTE FDD RUU设备一般有2通道和4通道2种，后者支持下行4接收分集，额外获得3dB上行增益。

（2）TD-LTE的8T8R RUU和LTE FDD RUU的2T4R RUU可以有效改善或扩展上行覆盖，但需要占用更多的天馈及处理能力资源。

2.5 高速移动支持能力差异。

2.5.1 同步捕获能力差异。

LTE FDD中，PSS和SSS信号位于紧邻的2个OFDM符号中，而TD-LTE物理帧中，PSS和SSS信号之间间隔2个OFDM符号，相对而言，LTE FDD中PSS和SSS信道相关性更强，相干解调性更佳，尤其是在高铁这样的信道快速变化的场景，LTE FDD较TD-LTE信道捕获能力要强。

2.5.2 多普勒频移差异。

在高铁这样的高速移动场景下，接收机需要开启多普勒频移估计与补偿功能，对抗多普勒频移，增加解调性能。相比将而言，1.8GMz LTE FDD比2.6GMz TD-LTE更适合高速移动场景。高速移动使小区切换更加频繁、多普勒频移加大，因而性能下降（TDD/FDD LTE多普勒频移对比见表4）。

3. TDD/FDD LTE融合组网策略探讨及建议

3.1 覆盖策略。

3.1.1 网络覆盖的广度、深度和覆盖率需要一个循序渐进的过程，覆盖策略正是对这一过程的合理规划：即覆盖区域由主到次，覆盖程度由浅到深、覆盖厚度由薄到厚过程的合理规划，分阶段投资建设，逐步实现目标网络。

3.1.2 TDD/FDD LTE融合组网目标网的终极形态是两网重叠覆盖，但这未必符合投资效益最大化的原则。基于运营目标和竞争需求，结合TDD、FDD2种技术性能差异，分区域 、分场景、分阶段部署TDD、FDD2种网络设备，充分发挥各自的技术特点来实现TDD/FDD LTE融合组网，才是上策。

基于上述原则，推荐如下发展策略：

（1）密集市区、热点。TDD/FDD LTE重叠覆盖，支持CA功能（需要同一BBU），最大程度发挥融合网络性能。在实现重叠覆盖之前，也可TDD/FDD 合理插花，降低同频干扰，优化发给质量。上述部署，需要考虑2种制式覆盖能力的差异，TD-LTE需要规划更多的物理站址。

（2）普通市区。优先考虑LTE FDD为主（发挥覆盖能力强的优势）、TD-LTE为辅（加强热点区域高校校园等覆盖厚度，提供更大业务容量）部署融合网络，此时TD-LTE仅局部连续覆盖。对于已经以TD-LTE为主部署了4G网络的区域（如中国联通、中国电信的部分本地网，中国移动的所有TD-LTE本地网），可以利用LTE FDD覆盖能力强的特点，对居民区、城中村等弱覆盖区或盲区进行覆盖补盲或补强。

（3）郊区、县城、乡镇。同普通市区一样，上述地区建议以低频段的LTE FDD为主进行基本覆盖。但部分热点地区（如校园）、聚合性场所等，可以引进TD-LTE吸收热点话务。为扩大覆盖范围，2T4R的低频段LTE FDD是首选，如果以TD-LTE为主进行基本覆盖，建议采用8T8R以扩大覆盖范围，降低所需基站数量。

（4）农村广覆盖。农村广覆盖更加需要低频段以扩大单站覆盖范围。考虑低频段资源的稀缺，G900、CDMA850重耕用于部署LTE FDD是不错的选择。另外，450/700MHz等频段若能分配使用，更是上选。且综合考虑技术制度差异，建议优先用于LTE FDD。

（5）高铁、高速公路、普通交通线。高铁、高速公路覆盖优先选择同步捕捉能力更强，抗多普勒频移、覆盖能力更强的LTE FDD。但TD-LTE也可用于高速公路、普通交通线的覆盖。且TD-LTE用于面覆盖时与LTE FDD差距过大，用于带状覆盖可在一定程度上拉近差距，利用效率要高些。

3.2 业务策略。

3.2.1 VoLTE业务策略。

3.2.1.1 除普通上网业务（移动互联网、文件下载与上传、OTT等）外，4G网络还需要重点考虑VoLTE业务。VoLTE高清、标清语音和可视频通话业务终将取代传统2G/3G电路域语音业务而成为移动蜂窝网络的基本业务。

在TDD/FDD LTE融合组网架构下，VoLTE业务策略主要考虑在TDD、FDD哪个制式承载较好。考虑前文分析的VoLTE业务提供能力的差异，在LTE FDD网络上开展VoLTE业务更具优势。但VoLTE业务需要非常好的基本覆盖才能给用户提供较好的业务感受（覆盖率需要达到2G/3G网络覆盖水平），所以建网初期应综合考虑TDD/FDD LTE融合网络的覆盖情况，需要TDD/FDD载波都能支持VoLTE业务。但需要指出，在TDD/FDD载波间进行异频切换时的切换成功率通常较同频切换略差，VoLTE应尽量减少在质差覆盖区域的异频切换。

3.2.1.2 基于上述分析，优先推荐如下VoLTE业务策略。

（1）VoLTE业务优选载波为连续覆盖的LTE FDD载波。

（2）当VoLTE业务已经在TD-LTE载波上建立时，可以基于A4切换（目标小区满足一定的RSRP门限），使业务向高优先级的LTE FDD切换。

（3）VoLTE业务从LTE FDD向TD-LTE切换遵循普通数据业务切换策略。

（4）对于以TD-LTE为主、LTE FDD为辅的融合网络，可以对调上述优先级，让VoLTE业务尽量承载在主覆盖、连续覆盖的TD-LTE载波。

3.2.2 终端策略。

同时支持TDD/FDD LTE各載波且所有支持上述各载波间聚合的多模多频终端，能很好地支持运营商灵活地发展各种业务，因而是运营商定制终端的首选。低端机型有可能仅支持运营商主要的LTE制式或主要的频段，这会对终端的移动性带来限制。

3.2.3 CA功能实现。

（1）按照规范，R10及以上版本的 LTE设备和终端才支持载波聚合CA，通常CAT6才支持R10，支持这一特性的存量终端较少。

（2）从设备角度看，要实现TDD/FDD LTE之间的CA，需要同厂商、同BBU同时支持TDD/FDD LTE方可。未来可考虑C-RAN架构下，通过BBU池实现更多RRU之间的CA。

（3）主载波选择：为提高TDD/FDD LTE CA切换性能，主载波应优先选择连续覆盖的载波（比如中国联通以LTE FDD为主，中国移动以TD-LTE为主）。

（4）辅载波配置与去配置：考虑到TDD/FDD LTE载波的覆盖能力差异较大，TDD/FDD LTE载波聚合建议采用A4测量事件进行辅载波配置，即在终端初始接入网后，网络下发辅载波测量，仅当检测到辅载波信号质量满足门限条件触发反馈测量结果，并由网络下发辅载波配置消息后才配置辅载波。另外，推荐开启辅载波去配置功能。

（5）辅载波激活与去激活：建议采用基于数据量的辅载波激活方案；建议采用基于数据量及CQI的辅载波激活方案。

3.3 TDD/FDD LTE网间移动性。

（1）在TDD/FDD LTE融合组网架构下，用户感受不到在网间的移动才是最佳的移动性。 TDD/FDD之间的移动性包括空闲状态的重选，业务重定向和切换等。触发用户进行网间移动的因素包括频率优先级、覆盖（信号强度或质量）、负载均衡、接入控制等。

（2）在TDD/FDD LTE融合组网架构下，需要基于运营策略及位置区域不同，通过配置不同的频率优先级，使业务优先承载在某一载波。比如，在中国联通以LTE FDD为主覆盖，以TD-LTE吸热的覆盖区域，配置TD-LTE更高的频率优先级，可以使双模终端在空闲态时优先驻留在TD-LTE载波上，从而有利于TD-LTE吸收数据业务；但对于VoLTE业务，为保证VoLTE业务良好的移动性，设置LTE FDD载波为优先载波，使VoLTE优先承载、优先切向LTE FDD载波。

（3）合理配置基于信号覆盖强度和覆盖质量在TDD/FDD载波间的重选和切换，是TDD/FDD LTE融合组网的基本要求。通过优化各触发门限，可以达到控制用户在网间移动性、满足用户业务连续性和良好业务告知的目的。建议基于A2+A3方案来实现TDD/FDD LTE载波间数据业务的切换，基于A4切换使VoLTE业务优先切换至优选载波（连续覆盖的主载波）。

（4）建议配置基于载波间负载均衡或接入控制的业务重定向功能，合理控制TDD/FDD载波间的负载，充分发挥融合组网的潜力。

4. 结束语

综合以上分析和建议，运营商应充分分析TD-LTE和LTE FDD技术差异，合理搭配TDD/FDD LTE网络资源，完善网络覆盖广度、深度和厚度，优化网络移动性，使TDD/FDD LTE真正融合一体，从而使用用户获得良好的业务感知。

[文章编号]1619-2737（2017）07-20-653