基于FDD_LTE/TDD_LTE融合组网策略论文_陈仁德

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摘要:随着LTE网络规模、用户规模的不断增大,以及4G时代用户行为的逐步变化,网络容量的问题开始凸显,单一的FDD或TDD网络容量已无法满足需求,势必会出现T/F融合网络。本文对FDD_LTE和TDD_LTE融合组网策略进行分析和了解。

关键词:融合组网;FDD;TDD

引言

当前LTE网络大部分为FDD制式,随着网络规模、用户规模的不断增大,FDD频段频率资源不足导致的网络容量问题逐渐凸显,用户感知持续下降,而TD-LTE网络拥有更多的频谱资源,FDD-LTE与TD-LTE融合组网可以有效解决频谱问题,FDD和TDD两种制式融合组网将成为趋势,因此有必要对TD-LTE与LTE FDD融合组网中的网络协同、互操作策略、负载均衡策略等关键问题进行探讨,以提供更好的网络性能与用户体验。

一、融合组网的必要性

通信运营商不断致力于扩大网络覆盖范围,提高网络容量,増强业务种类和质量,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FDD_LTE和TDD_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。

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。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。

二、FDD_LTE与TDD_LTE的对比

FDD指的是网络中的频分双工,而TDD指的是网络中的时分双工,这两种不同的双工方式产生的网络性能也不相同。一般来说,FDD网络的覆盖能力相对较强,并且上下行的均衡性也很不错,还可以有效降低运营商的覆盖成本,因此,FDD网络制式在我国很多地区都会大面积覆盖。而TDD网络制式获取频谱的成本相对较低,网络配置也比较集中、带宽相对较大,因此网络速率相对较好,十分符合当前移动网络的需求。FDD/TDD网络的技术对比详情如下所示:

(1)信道带宽配置都是1.4M,3M,5M,10M,15M,20M;(2)多址方式均为DL:OFDM与UL:SC_FDMA;(3)编码方式都是以卷积码,Turbo码为主;(4)调制方式都是QPSK,I6QAM,64QAM;(5)功控方式主要为开闭环结合;(6)并且这两种网络制式都支持链路自适应以及拥塞控制;(7)FDD与TDD网络制式的移动性基本相同,最高支持350km/h,同时支持inter/intra_RAT HO;(8)两种网络制式的语音解决方案也一致,都以CSFB/SRVCC为主。由此可以看出这两种网络制式的技术基础功能设计基本一致,这表明这两种网络制式具有较强的融合组网可能性。

三、TDD/FDD LTE融合组网互操作策略

(1)整体策略

FDD和TDD融合组网中最为重要的一个环节就是互操作策略,主要包含驻留策略、切换策略、负荷分担策略,参数策略配置不当可能导致网络性能下降,反而降低融合组网的优势,具体如下:

(2)空闲态分析。Idle态用户驻留策略问题:方式一,UE根据检测的小区信号质量及开机搜网策略,驻留在信号质量好的LTE FDD或LTE TDD网络;方式二,根据运营商策略,通过设置LTE FDD、LTE TDD频点优先级和重选门限,从而引导UE优先驻留在FDD或TDD网络。

(3)连接态分析。用户移动时,如何设计切换策略才能保证对用户体验以及体验连续性影响最小,通过UE驻留的LTE FDD或LTE TDD网络承载数据业务,也可以根据不同的业务类型承载在特定的LTE FDD或LTE TDD网络。

(4)MLB分析。在中高负载情况下,如何保证GBR用户占用资源不会过载,保证GBR的用户体验;如何保证各个制式上的资源占用是均衡的,每个制式上的NON-GBR用户体验可以相当。

1.业务态切换策略

对FDD/TDD网络进行业务台切换主要是对频点进行同频切换与异频切换操作,同频切换主要根据已经被覆盖的网络制式进行同频切换算法;而异频切换则主要依靠异频切换算法开关进行的。另外,同频切换与异频切换的控制方式也不相同:同频切换主要根据同频切换过程中的幅度迟缓与偏置完成控制的;而异频切换则需要根据A2+A4事件或者A2+A3事件才能完成控制。并且在异频切换过程中,网络制式相同的异频切换可以通过A2+A3事件完成控制,而FDD+TDD网络的融合组网则需要根据不同的网络制式选择不同的A2、A4门限才能完成异频切换控制。

2.覆盖策略

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。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、FDD 2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。

3.空闲态驻留策略

空闲态驻留策略会受到小区重选优先级的控制,假设当前小区网络为FDD制式网络,将其设置为6.而TDD制式网络设置为5,那么FDD/TDD融合组网的空闲态驻留策略会出现以下情况:如果小区重现优先级相同,该驻留小区的覆盖低于(29*2-128=-70dBm)时,那么UE的同频测量就会被启动,这两个小区的重选会通过迟滞值进行控制;如果小区的重选优先级不同,还会出现不同的情况:第一种情况是空闲态驻留在高优先级小区上,需要满足以下两个条件:A条件:高优先级小区的RSRP在(4*2-128=-120dBm)以下,同时低于异频测量系统启动门限;并且伴随高优先级小区的RSRP低于(4*2-128=-120dBm)的同时,服务频点低优先级重选门限。B条件:低优先级小区的RSRP在(6*1-128=-122dBm)以上,同时异频频点低优先级重选门限。这时,UE才会驻留在低优先级小区上。第二种情况是空闲态驻留在低优先级小区,这时当高优先级小区的RSRP高于(11*2-128=-106dBm),异频频点高优先级重选门限时,UE就会重选到高优先级小区。

4.负载均衡策略

负载均衡只能在异频或异系统之间实现,选择合适的UE转移到负载相对较轻的异频邻区,缓解异频小区间负载不平衡的状态。负载均衡有两种类型:交互模式和不交互模式。负载均衡的模式有基于PRB、基于用户数、基于PRB或用户数三种,考虑的小区业务模型大部分情况时一致的,因此我们建议采用的是基于用户数的模式。负载均衡转移的UE包括释放态UE和上行同步态UE。释放态UE:不活动定时器超时而即将释放的UE;上行同步态UE:UE处于连接态并和eNodeB保持上行同步,eNodeB为UE分配有PUCCH/SRS等资源。

结束语:

综上所述,对当前网络制式进行改进与优化,能够很好的满足日益增长的网络容量需求,提高网络用户的感知体验,促进网络技术的发展与进步。这就需要相关的研究人员与工作人员根据实际情况对对FDD网络与TDD网络进行融合组网提高网络的协同性与均衡性,提高网络性能,推动LTE的网络、应用以及频率之间的融合,提高移动网络运营商的频谱效率。

参考文献:

[1]TD与GSM融合组网方案[J].陈新富,杨波.电信科学.2009(08)

[2]GSM与FDD、NB-IoT融合组网研讨[J].周竞科.通信电源技术.2018(03)

[3]TD-LTE与LTE FDD融合组网研究及策略建议[J].刘光海,陈崴嵬.邮电设计技术.2016(04)

论文作者:陈仁德

论文发表刊物:《基层建设》2019年第14期

论文发表时间:2019/7/29

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