李輝

【摘要】 本文主要介紹TD-LTE和LTE FDD混合組網(wǎng)基本概況及關(guān)鍵技術(shù)，重點(diǎn)介紹了互操作策略，并且通過(guò)測(cè)試LTE TDD/FDD切換過(guò)程，提取了LTE FDD小區(qū)向TD-LTE小區(qū)切換的樣本數(shù)據(jù)，得出切換成功驗(yàn)證。

【關(guān)鍵詞】 LTE TDD FDD 混合組網(wǎng) 切換 融合

一、引言

據(jù)全球移動(dòng)設(shè)備供應(yīng)商協(xié)會(huì)（GSA）于2015年7月發(fā)布的關(guān)于LTE發(fā)展情況的統(tǒng)計(jì)報(bào)告數(shù)據(jù)顯示，181個(gè)國(guó)家的677家運(yùn)營(yíng)商正在進(jìn)行LTE投資，全球143個(gè)國(guó)家的422家運(yùn)營(yíng)商推出了LTE商用網(wǎng)絡(luò)。據(jù)（艾斯）市場(chǎng)研究公司ABI Research統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)，隨著LTE技術(shù)在全球市場(chǎng)的快速發(fā)展，截至2015年年底全球LTE用戶(hù)數(shù)達(dá)14億，到2020年這一數(shù)字將超過(guò)35億。

為了實(shí)現(xiàn)最大化利用頻譜資源和設(shè)備投資，更好地滿(mǎn)足用戶(hù)對(duì)于網(wǎng)絡(luò)覆蓋和網(wǎng)絡(luò)容量的巨大需求，越來(lái)越多LTE運(yùn)營(yíng)商的選擇LTE TDD/FDD混合組網(wǎng)，并逐步形成One LTE網(wǎng)絡(luò)。去年年中統(tǒng)計(jì)數(shù)字表明，全球已有超過(guò)18家運(yùn)營(yíng)商采用了TD-LTE和LTE FDD兩種制式的混合組網(wǎng)，隨著4G LTE商用的不斷推進(jìn)，運(yùn)營(yíng)商部署TD-LTE和 LTE FDD的融合網(wǎng)絡(luò)還將繼續(xù)增長(zhǎng)。

二、LTE TDD/FDD混合組網(wǎng)概述

LTE混合組網(wǎng)融合可以統(tǒng)籌發(fā)揮LTE和LTE FDD技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，充分利用TDD FDD頻率資源。LTE網(wǎng)絡(luò)包含一個(gè)共同的核心網(wǎng)絡(luò)和TD-LTE、LTE FDD兩個(gè)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的接入方式，結(jié)合靈活的LTE基站覆蓋區(qū)的模式和頻率的實(shí)際需要，兩者相輔相成，相互補(bǔ)充，共同實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)覆蓋、廣覆蓋的深度，最大限度提升整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的容量。兩種接入方式間可以實(shí)現(xiàn)互操作和網(wǎng)絡(luò)管理，也可以實(shí)現(xiàn)LTE終端自由切換網(wǎng)絡(luò)，TDLTE / LTE FDD網(wǎng)絡(luò)流量負(fù)載均衡等功能，為用戶(hù)提供4G服務(wù)。

1、核心網(wǎng)：共用一套EPC核心網(wǎng)，核心網(wǎng)對(duì)TDD或FDD完全不感知。

2、基站

站點(diǎn)資源：共享基站機(jī)房、天面、電源、空調(diào)等其他配套設(shè)施。

BBU：可共用，對(duì)外呈現(xiàn)一個(gè)邏輯站。

RRU：不可共享。

天線(xiàn)：可考慮共享，需要在智能天線(xiàn)的BF增益和傳統(tǒng)天線(xiàn)的高增益平衡，也要考慮建設(shè)成本、后續(xù)演進(jìn)等因素。

3、標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議

L3的S1和X2接口完全相同，主要差別在物理層和L2 MAC調(diào)度。

三、LTE TDD/FDD混合組網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)

3.1載波聚合

FDD/TDD載波聚合能夠使運(yùn)營(yíng)商經(jīng)濟(jì)合理部署TDD，與FDD網(wǎng)絡(luò)形成優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。使用TDD頻段上行覆蓋范圍的制約因素就可利用載波聚合將TDD及FDD頻譜結(jié)合起來(lái)，低頻段FDD可以擴(kuò)大上行覆蓋范圍，而TDD頻段可以增大下行容量。載波聚合LTE FDD/TDD頻譜結(jié)合起來(lái)，提高網(wǎng)絡(luò)的峰值速率，改善網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用覆蓋，提高了頻譜利用率，提升了FDD/TDD的覆蓋區(qū)域及網(wǎng)絡(luò)容量。

3.2互操作

在TD-LTE與LTEFDD混合組網(wǎng)時(shí)，由于兩網(wǎng)頻段和定位不同兩網(wǎng)不會(huì)同步覆蓋，為了保證用戶(hù)體驗(yàn)的一致性，需要實(shí)現(xiàn)兩網(wǎng)之間的完美互操作。

3.2.1 TD-LTE與LTEFDD互操作原則建議

在空閑態(tài)， UE根據(jù)檢測(cè)的小區(qū)信號(hào)質(zhì)量及開(kāi)機(jī)搜網(wǎng)策略，駐留在質(zhì)量好的TD-LTE或LTE FDD網(wǎng)絡(luò)；根據(jù)各運(yùn)營(yíng)商策略，設(shè)置LTE FDD、TD-LTE頻點(diǎn)優(yōu)先級(jí)和重選門(mén)限，從而引導(dǎo)UE優(yōu)先駐留在FDD或TDD網(wǎng)絡(luò)。在連接態(tài)，通過(guò)UE駐留的LTE FDD或TD-LTE網(wǎng)絡(luò)承載數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，也可根據(jù)不同的業(yè)務(wù)類(lèi)型承載在特定的LTE FDD或TD-LTE網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)LTE FDD或TD-LTE網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷較高時(shí)，通過(guò)負(fù)荷均衡實(shí)現(xiàn)兩網(wǎng)之間負(fù)荷分擔(dān)。

3.2.2 重選策略

根據(jù)檢測(cè)的小區(qū)信號(hào)質(zhì)量及開(kāi)機(jī)搜網(wǎng)策略，通過(guò)頻點(diǎn)優(yōu)先級(jí)控制UE優(yōu)先駐留LTE，對(duì)服務(wù)小區(qū)和臨近小區(qū)測(cè)量值的監(jiān)控，來(lái)觸發(fā)小區(qū)重選。重選觸發(fā)條件的核心內(nèi)容是存在有比服務(wù)小區(qū)更好的小區(qū)，且更好小區(qū)在一段時(shí)間內(nèi)都保持最好。LTE中的小區(qū)重選，分為同頻的小區(qū)重選和異頻的小區(qū)重選兩種，TDD/FDD重選則為異頻重選，同eUTRAN系統(tǒng)。與小區(qū)重選有關(guān)的參數(shù)來(lái)源于服務(wù)小區(qū)的系統(tǒng)消息SIB3、SIB4、SIB5和SIB8。

3.2.3切換策略

4G->23G的CS話(huà)音切換；23G<->4G PS域的雙向切換；PS+CS并發(fā)業(yè)務(wù)發(fā)起4G->23G的切換，即CS話(huà)音業(yè)務(wù)能夠?qū)崟r(shí)切換，PS域業(yè)務(wù)能夠在話(huà)音業(yè)務(wù)結(jié)束之后自動(dòng)恢復(fù)。

3.3 移動(dòng)性管理

TD-LTE和LTEFDD移動(dòng)性管理策略，在基站級(jí)別綜合考慮LTEFDD或TD-LTE目標(biāo)小區(qū)選擇，通過(guò)配置載頻偏移量、小區(qū)偏移量來(lái)實(shí)現(xiàn)優(yōu)先切換到LTE-FDD或TD-LTE。以L(fǎng)TE FDD、TD-LTE信號(hào)質(zhì)量為基準(zhǔn)，優(yōu)選同頻鄰區(qū)作為PS切換目標(biāo)小區(qū)，其次選擇異頻非同覆蓋鄰區(qū)作為PS切換目標(biāo)小區(qū)，最后選擇異頻同覆蓋鄰區(qū)作為PS切換目標(biāo)小區(qū)。

3.4 負(fù)荷均衡

TD-LTE和LTEFDD負(fù)荷均衡策略，在基站級(jí)別綜合考慮LTE FDD、TD-LTE的服務(wù)小區(qū)、鄰區(qū)的負(fù)荷信息，通過(guò)X2接口交互其他基站相應(yīng)的LTEFDD、TD-LTE鄰區(qū)的負(fù)荷信息，負(fù)荷均衡模塊統(tǒng)一進(jìn)行策略判決，在LTE FDD、TDLTE鄰區(qū)中選擇出合適小區(qū)作為負(fù)荷均衡的目標(biāo)小區(qū)。

在LTE FDD/TDD融合組網(wǎng)時(shí)，LTE基站通過(guò)ANR技術(shù)來(lái)自動(dòng)收集、自動(dòng)調(diào)整鄰區(qū)關(guān)系，并輔以無(wú)線(xiàn)信號(hào)測(cè)量、傳播特性估計(jì)、無(wú)線(xiàn)信道測(cè)算等技術(shù)，優(yōu)化切換機(jī)制，快速、準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)無(wú)縫切換。

四、LTE TDD/FDD切換性能測(cè)試

4.1測(cè)試小區(qū)信息

4.2測(cè)試工具儀表

4.3測(cè)試系統(tǒng)基本配置

4.4測(cè)試內(nèi)容

LTE FDD小區(qū)向TD-LTE小區(qū)切換

TD-LTE小區(qū)向LTE FDD小區(qū)切換

4.5 LTE FDD小區(qū)向TD-LTE小區(qū)切換測(cè)試步驟

同時(shí)打開(kāi)TD-LTE和LTE FDD小區(qū)， MIFI5375接入LTE FDD小區(qū)；

UE保持連接態(tài)；

移動(dòng)UE，從LTE FDD向TD-LTE小區(qū)移動(dòng)，直到切換；

切換成功；

4.5.1 UE接入FDD小區(qū)時(shí)候的重配

UE在接入時(shí)，接入到FDD小區(qū)，重配消息中攜帶measId為1開(kāi)啟異頻切換的A2事件。A2對(duì)應(yīng)的measId是1，reportconfigID是2。A2的RSRP門(mén)限是60-140=-80dbm。

4.5.2 UE上報(bào)A2事件

上報(bào)的measId是1，這個(gè)是UE上報(bào)的A2事件。rsrpResult 48實(shí)際是-92Bm，低于-80dBm開(kāi)啟了異頻測(cè)量。

4.5.3 服務(wù)小區(qū)收到UE上報(bào)A2后重配UE

服務(wù)小區(qū)收到UE上報(bào)的A2事件后，重配UE，重配消息攜帶測(cè)量的異頻頻點(diǎn)ARFCN 41140，measObjectId是2，這個(gè)頻點(diǎn)下的PCI包括37。服務(wù)小區(qū)下發(fā)的A3測(cè)量的reportConfigId是18。異頻A3對(duì)應(yīng)的測(cè)量measId是1。

4.5.4 UE上報(bào)異頻A3測(cè)量

UE繼續(xù)向TDD小區(qū)移動(dòng)，UE上報(bào)異頻測(cè)量的A3事件，measId是1，上報(bào)的PCI是37為T(mén)DD小區(qū)的PCI。實(shí)際目標(biāo)小區(qū)PCI=37此處的RSRPresult -85dBm，源小區(qū)49代表-91dBm上報(bào)了A3事件。

4.5.5 服務(wù)小區(qū)下發(fā)重配攜帶mobilityControlInfo

服務(wù)小區(qū)（PCI為FDD小區(qū)24）下發(fā)重配，攜帶移動(dòng)控制信元，包括目標(biāo)小區(qū)的PCI 37，頻點(diǎn)ARFCN 41140（2645MHz）。

4.5.6 重配完成UE切換到TDD鄰區(qū)

重配完成，UE切換到鄰區(qū)，PCI為37，ARFCN為41140（2645MHz）為T(mén)DD小區(qū)。

4.5.7 測(cè)試結(jié)論：

系統(tǒng)支持FDD到TDD的切換成功。

4.6 LTE FDD小區(qū)向TD-LTE小區(qū)切換（從略）

4.7切換時(shí)延統(tǒng)計(jì)

統(tǒng)計(jì)TDD到FDD的切換時(shí)延為21ms，TDD向FDD的切換時(shí)延為20ms。

五、結(jié)束語(yǔ)

從前期LTE混合組網(wǎng)試驗(yàn)情況來(lái)看，混合組網(wǎng)模式中LTE FDD與TD-LTE共用一張核心網(wǎng)，可以有效避免重復(fù)投資。探索和驗(yàn)證融合組網(wǎng)的發(fā)展路徑，發(fā)現(xiàn)和解決好相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)問(wèn)題，為未來(lái)的網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)和升級(jí)做好準(zhǔn)備，同時(shí)也推動(dòng)相關(guān)企業(yè)各種制式網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)和升級(jí)、共存、互操作以及統(tǒng)籌利用好各種制式的網(wǎng)絡(luò)資源，為廣大用戶(hù)提供更優(yōu)質(zhì)的移動(dòng)通信服務(wù)。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]肖清華.LTE混合組網(wǎng)策略及技術(shù).2014.10.17

[2] 汪丁鼎，朱東照，肖清華.TD-LTE和LTEFDD混合組網(wǎng)實(shí)施策略[J].移動(dòng)通信，2013，（21）

[3]中國(guó)電信EPC/LTE系統(tǒng)測(cè)試報(bào)告[R/OL]，百度文庫(kù)

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