中国移动TDD与FDD混合组网可行性研究

摘 要：现在随着信息技术的发展，人们的日常生活已经越来越离不开网络，在这个过程中，三大运营商都非常重视4G网络的发展。在当前的发展过程中，结合实际的要求，TDD和FDD混合组网已经成为了一个必然的趋势，在这个过程中，移动和电信联通由于自身现状的不同而采取了不同的方式，中国移动是针对已有的TDD_LTE网络增加板件进行升级，或新增设备，并且经过一系列实践，进行TDD和FDD混合组网，已经在事实上取得了较好的效果，对于4g网络的建设来讲都起到了非常重要的作用。这种双技术结合的手段对于我国的4g网络建设起到的作用是非常重要的，和单独组网相比优势非常明显，这对于用户的体验也能起到很好的优化作用。

关键词：TDD；FDD；混合组网；信号补充；干扰

为用户提供高质量的网络，不仅可以提高市场份额，还能提高自身的服务水平。当前中国移动的4G网络在国内仍然处于领先地位，根据相关预测，到2020年，可能每人平均每日将要消耗流量1GB，这也将会给网络运营商带来很大挑战。当前在4g网络的发展当中fdd和tdd网络共同发展已经成为一个不可替代的趋势，现在也已经得到了很多网络运营商的重视。现在fdd和tdd混合组网的发展已经在全球得到了广泛应用，fdd网络具有很好的覆盖性，并且终端网络本身具有更加成熟的产业链；TDD网络本身具有较宽的频谱带宽，连续覆盖性能较好，当前混合组网技术方案已经较为成熟了，所以这也给中国移动组网的发展提供了较高的可行性。

1 FDD和TDD技术的简介

1.1 LTE技术简介

LTE本身其实是一种无线通信技术，其发展是建立在无线组网架构以及无线接口技术的发展基础之上，其对于网络传输速率的提高有很大的作用，不仅如此还能大幅加强安全性，并且对网络架构也有很好的优化作用。

1.2 关于fdd和tdd工作模式

Lte技术对于频分双工和时分双工都能起到很好的支持作用。Fdd是在分离或者对称的频率之上来收发数据信号，其中上行频段和下行频段之间具有较大的隔离度，这样可以保证其数据的收发不会互相影响。而fdd网络的上下行线路是连续的，所以接收数据的同时不断发送数据。设置不同的周期就可以给移动终端发送信息。

2 FDD和TDD之间的技术对比

其实总体上来说们就功能架构而言，这两种技术具有相当高的相似度，但是帧结构以及复用技术上的区别，所以其各自都存在一些优点和缺点。

2.1 首先在频谱利用的问题上，FDD成对使用上行频率和下行频率，这样就能更好地支撑移动业务，并且还能更好地利用频谱资源，提高了利用率；然而TDD技术则融入了频段保护间隔，这就在一定程度上降低了频谱的利用率，但是如果所支持的业务并非是对称的，这个问题就会更加明显，FDD频率利用率仅仅可以达到0.6左右。

2.2 其次在高速数据传输的问题上，FDD网络可以忽略上下行业务的时间延迟，由于帧结构当中不存在保护间隔符号，所以可以大幅减少数据传递过程中的损耗，并可以提供全双工的工作模式，其支持的数据传递速度可以达到8g/min的传输速度；但TDD本身具有较高的时间同步要求，最高传输速度大概相当于前者的1/4。

2.3 第三，在抗干扰能力上，FDD技术的上下行数据传输通道距离较宽，所以基本可可以避免干扰；而TDD在上下行通道上设置在同一链路之上，在内部虽然设置了一定的保护措施，但相邻小区基站之间的干扰也无法避免。

2.4 在移动终端方面，TDD技术对于上下行链路使用的频率是相同的，但基站和终端之间并不存在较为明显的传输环境诧异，所以这样看来，其要求是较低的；而FDD技术会随着上行和下行的链路信号频率的不同会产生和不同的衰落影响作用，这样一来，下行链路的利用率将会大幅降低。

3 关于FDD和TDD混合组网的可行性分析

3.1 这两种技术本身具备不同的技术优势，能够分别适应不同需求。FDD这种技术具有一定的对称性，所以对于交互实时数据业务具有很好的适应性，举例来说，语音和多媒体业务就有很好的适应性，现在已经广泛应用到移动视频会议等方面的业务上；而TDD这种技术并不具备对称性，所以对互联网类的业务有较强的适应性，现在广泛应用在视频点播业务以及留言业务当中。

3.2 根据不同的场景利用不同的技术进行无缝覆盖。使用FDD技术进行室外大面积远距离的覆盖，利用FDD较强的抗干扰能力满足外部复杂的网络环境，适应较多的建筑物阻挡，利用TDD较强的频谱效率，较灵活的帧配置能力进行室内覆盖，满足办公或居住区域内用户更多的使用各种非对称、响应及时、可靠性较高的应用。由于用户的移动业务主要集中在密集城区和热点区域，对高速数据业务有较大的需求，是运营商主要建设和投资的方向，LTE建设时需要进行FDD和TDD同时部署建设。由于各频段对应的覆盖范围和下倾角各不相同，同时该类区域对通信质量要求较高，网络会随着建设频繁的调整，选择天线时会涉及到不同频段的独立调整。可使用八端口支持四频段的天线或六端口支持三频的天线进行覆盖，通过TDD2T2R配合FDD2T2R的模式进行独立调整。一般城区建设时需要对覆盖与容量同时考虑，并对投资成本进行把控。一般城区网络优化频率比较低，采用合路器的方法合路TDD和FDD的端口，降低天线部署的复杂度和成本。以LTE全频段为目标网，可使用六端口支持三频段的天线或四端口支持双频段的天线，对TDD和FDD设置2T2R模式，进行独立调整。郊区和农村场景话务量较少，移动业务应用以语音业务为主，运营商建设主要是实现广度覆盖。可使用2T4R至8T8R天线，最大程度上扩大覆盖范围。选用FDD部署时可使用六端口支持三频的天线或四端口支持双频段的天线。

3.3 针对LTE技术本身对小区间同频干扰比较敏感的特性，可以利用两种技术进行相互补充。由于LTE网络单基站蜂窝网覆盖面积较3G网络小很多，需要部署大量小区覆盖，而且LTE技术取消了邻区及切换的概念，用小区重选和小区切换代替原有的扇区间及载频间切换。小区间切换类似于硬切换，当多个LTE基站小区进行重复覆盖时，或部分区域产生覆盖缝隙时，就会因为FDD各小区可能会出现物理层小区识别码（PCI，PhysicalCellIdentity）冲突，此时如果移动终端（UE）上报的PCI与基站设备（eNodeB）实际指配的小区PCI不一致，出现切换失败造成掉话，尤其是小区边界该情况很明显。在引入TDD网络对该类区域进行补充覆盖后，由于两种技术的帧结构有较大的区别，且eNodeB及UE的PCI编码格式有明显的不同，当用户在不同小区间移动的时候，可以很好的解决切换失败问题，实现LTE网络的无缝覆盖。在该种组网模式中，LTE覆盖能力还体现在业务边缘速率的需求上，边缘速率要求越低，覆盖范围越大。由于FDD频段紧张，在进行异频组网建设时可以使用FDD进行小区覆盖，TDD进行边缘覆盖，由于FDD和TDD划分频段间隔较大，可以很好的解决频段接近而引起的邻频干扰。

4 结束语

经过前文总结，我们首先针对fdd和tdd这两种组网形式进行了对比，将这两种组网形式结合起来，不仅能够让单一组网中的技术问题得到有效解决，还能实现多种场景内的组网建设工作。总体上来说，我国移动业务本身具有非常庞大的用户基数，并且业务种类很多，网络使用环境多种多样，这种双重组网的方式具有很好的适应性，在未来一段时间之内，基础设施的建设会越来越完善，所以这种组网的优势会更加明显，给人们带来更便利的网路服务。

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作者简介：刘晓丽（1966-），女，自1986年参加工作一直在通信系统，从事移动通信网络维护、业务支撑及与移动通信运营管理密切相关工作20余年，现职称为通信工程师。