中國移動TDD與FDD混合組網可行性研究

摘 要：現在隨著信息技術的發展，人們的日常生活已經越來越離不開網絡，在這個過程中，三大運營商都非常重視4G網絡的發展。在當前的發展過程中，結合實際的要求，TDD和FDD混合組網已經成為了一個必然的趨勢，在這個過程中，移動和電信聯通由于自身現狀的不同而采取了不同的方式，中國移動是針對已有的TDD_LTE網絡增加板件進行升級，或新增設備，并且經過一系列實踐，進行TDD和FDD混合組網，已經在事實上取得了較好的效果，對于4g網絡的建設來講都起到了非常重要的作用。這種雙技術結合的手段對于我國的4g網絡建設起到的作用是非常重要的，和單獨組網相比優勢非常明顯，這對于用戶的體驗也能起到很好的優化作用。

關鍵詞：TDD；FDD；混合組網；信號補充；干擾

為用戶提供高質量的網絡，不僅可以提高市場份額，還能提高自身的服務水平。當前中國移動的4G網絡在國內仍然處于領先地位，根據相關預測，到2020年，可能每人平均每日將要消耗流量1GB，這也將會給網絡運營商帶來很大挑戰。當前在4g網絡的發展當中fdd和tdd網絡共同發展已經成為一個不可替代的趨勢，現在也已經得到了很多網絡運營商的重視。現在fdd和tdd混合組網的發展已經在全球得到了廣泛應用，fdd網絡具有很好的覆蓋性，并且終端網絡本身具有更加成熟的產業鏈；TDD網絡本身具有較寬的頻譜帶寬，連續覆蓋性能較好，當前混合組網技術方案已經較為成熟了，所以這也給中國移動組網的發展提供了較高的可行性。

1 FDD和TDD技術的簡介

1.1 LTE技術簡介

LTE本身其實是一種無線通信技術，其發展是建立在無線組網架構以及無線接口技術的發展基礎之上，其對于網絡傳輸速率的提高有很大的作用，不僅如此還能大幅加強安全性，并且對網絡架構也有很好的優化作用。

1.2 關于fdd和tdd工作模式

Lte技術對于頻分雙工和時分雙工都能起到很好的支持作用。Fdd是在分離或者對稱的頻率之上來收發數據信號，其中上行頻段和下行頻段之間具有較大的隔離度，這樣可以保證其數據的收發不會互相影響。而fdd網絡的上下行線路是連續的，所以接收數據的同時不斷發送數據。設置不同的周期就可以給移動終端發送信息。

2 FDD和TDD之間的技術對比

其實總體上來說們就功能架構而言，這兩種技術具有相當高的相似度，但是幀結構以及復用技術上的區別，所以其各自都存在一些優點和缺點。

2.1 首先在頻譜利用的問題上，FDD成對使用上行頻率和下行頻率，這樣就能更好地支撐移動業務，并且還能更好地利用頻譜資源，提高了利用率；然而TDD技術則融入了頻段保護間隔，這就在一定程度上降低了頻譜的利用率，但是如果所支持的業務并非是對稱的，這個問題就會更加明顯，FDD頻率利用率僅僅可以達到0.6左右。

2.2 其次在高速數據傳輸的問題上，FDD網絡可以忽略上下行業務的時間延遲，由于幀結構當中不存在保護間隔符號，所以可以大幅減少數據傳遞過程中的損耗，并可以提供全雙工的工作模式，其支持的數據傳遞速度可以達到8g/min的傳輸速度；但TDD本身具有較高的時間同步要求，最高傳輸速度大概相當于前者的1/4。

2.3 第三，在抗干擾能力上，FDD技術的上下行數據傳輸通道距離較寬，所以基本可可以避免干擾；而TDD在上下行通道上設置在同一鏈路之上，在內部雖然設置了一定的保護措施，但相鄰小區基站之間的干擾也無法避免。

2.4 在移動終端方面，TDD技術對于上下行鏈路使用的頻率是相同的，但基站和終端之間并不存在較為明顯的傳輸環境詫異，所以這樣看來，其要求是較低的；而FDD技術會隨著上行和下行的鏈路信號頻率的不同會產生和不同的衰落影響作用，這樣一來，下行鏈路的利用率將會大幅降低。

3 關于FDD和TDD混合組網的可行性分析

3.1 這兩種技術本身具備不同的技術優勢，能夠分別適應不同需求。FDD這種技術具有一定的對稱性，所以對于交互實時數據業務具有很好的適應性，舉例來說，語音和多媒體業務就有很好的適應性，現在已經廣泛應用到移動視頻會議等方面的業務上；而TDD這種技術并不具備對稱性，所以對互聯網類的業務有較強的適應性，現在廣泛應用在視頻點播業務以及留言業務當中。

3.2 根據不同的場景利用不同的技術進行無縫覆蓋。使用FDD技術進行室外大面積遠距離的覆蓋，利用FDD較強的抗干擾能力滿足外部復雜的網絡環境，適應較多的建筑物阻擋，利用TDD較強的頻譜效率，較靈活的幀配置能力進行室內覆蓋，滿足辦公或居住區域內用戶更多的使用各種非對稱、響應及時、可靠性較高的應用。由于用戶的移動業務主要集中在密集城區和熱點區域，對高速數據業務有較大的需求，是運營商主要建設和投資的方向，LTE建設時需要進行FDD和TDD同時部署建設。由于各頻段對應的覆蓋范圍和下傾角各不相同，同時該類區域對通信質量要求較高，網絡會隨著建設頻繁的調整，選擇天線時會涉及到不同頻段的獨立調整。可使用八端口支持四頻段的天線或六端口支持三頻的天線進行覆蓋，通過TDD2T2R配合FDD2T2R的模式進行獨立調整。一般城區建設時需要對覆蓋與容量同時考慮，并對投資成本進行把控。一般城區網絡優化頻率比較低，采用合路器的方法合路TDD和FDD的端口，降低天線部署的復雜度和成本。以LTE全頻段為目標網，可使用六端口支持三頻段的天線或四端口支持雙頻段的天線，對TDD和FDD設置2T2R模式，進行獨立調整。郊區和農村場景話務量較少，移動業務應用以語音業務為主，運營商建設主要是實現廣度覆蓋。可使用2T4R至8T8R天線，最大程度上擴大覆蓋范圍。選用FDD部署時可使用六端口支持三頻的天線或四端口支持雙頻段的天線。

3.3 針對LTE技術本身對小區間同頻干擾比較敏感的特性，可以利用兩種技術進行相互補充。由于LTE網絡單基站蜂窩網覆蓋面積較3G網絡小很多，需要部署大量小區覆蓋，而且LTE技術取消了鄰區及切換的概念，用小區重選和小區切換代替原有的扇區間及載頻間切換。小區間切換類似于硬切換，當多個LTE基站小區進行重復覆蓋時，或部分區域產生覆蓋縫隙時，就會因為FDD各小區可能會出現物理層小區識別碼（PCI，PhysicalCellIdentity）沖突，此時如果移動終端（UE）上報的PCI與基站設備（eNodeB）實際指配的小區PCI不一致，出現切換失敗造成掉話，尤其是小區邊界該情況很明顯。在引入TDD網絡對該類區域進行補充覆蓋后，由于兩種技術的幀結構有較大的區別，且eNodeB及UE的PCI編碼格式有明顯的不同，當用戶在不同小區間移動的時候，可以很好的解決切換失敗問題，實現LTE網絡的無縫覆蓋。在該種組網模式中，LTE覆蓋能力還體現在業務邊緣速率的需求上，邊緣速率要求越低，覆蓋范圍越大。由于FDD頻段緊張，在進行異頻組網建設時可以使用FDD進行小區覆蓋，TDD進行邊緣覆蓋，由于FDD和TDD劃分頻段間隔較大，可以很好的解決頻段接近而引起的鄰頻干擾。

4 結束語

經過前文總結，我們首先針對fdd和tdd這兩種組網形式進行了對比，將這兩種組網形式結合起來，不僅能夠讓單一組網中的技術問題得到有效解決，還能實現多種場景內的組網建設工作。總體上來說，我國移動業務本身具有非常龐大的用戶基數，并且業務種類很多，網絡使用環境多種多樣，這種雙重組網的方式具有很好的適應性，在未來一段時間之內，基礎設施的建設會越來越完善，所以這種組網的優勢會更加明顯，給人們帶來更便利的網路服務。

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作者簡介：劉曉麗（1966-），女，自1986年參加工作一直在通信系統，從事移動通信網絡維護、業務支撐及與移動通信運營管理密切相關工作20余年，現職稱為通信工程師。