TD-LTE和LTE FDD混合组网及切换验证测试

【摘要】 本文主要介绍TD-LTE和LTE FDD混合组网基本概况及关键技术，重点介绍了互操作策略，并且通过测试LTE TDD/FDD切换过程，提取了LTE FDD小区向TD-LTE小区切换的样本数据，得出切换成功验证。

【关键词】 LTE TDD FDD 混合组网 切换 融合

一、引言

据全球移动设备供应商协会（GSA）于2015年7月的关于LTE发展情况的统计报告数据显示，181个国家的677家运营商正在进行LTE投资，全球143个国家的422家运营商推出了LTE商用网络。据（艾斯）市场研究公司ABI Research统计预测，随着LTE技术在全球市场的快速发展，截至2015年年底全球LTE用户数达14亿，到2020年这一数字将超过35亿。

为了实现最大化利用频谱资源和设备投资，更好地满足用户对于网络覆盖和网络容量的巨大需求，越来越多LTE运营商的选择LTE TDD/FDD混合组网，并逐步形成One LTE网络。去年年中统计数字表明，全球已有超过18家运营商采用了TD-LTE和LTE FDD两种制式的混合组网，随着4G LTE商用的不断推进，运营商部署TD-LTE和 LTE FDD的融合网络还将继续增长。

二、LTE TDD/FDD混合组网概述

LTE混合组网融合可以统筹发挥LTE和LTE FDD技术的优势，充分利用TDD FDD频率资源。LTE网络包含一个共同的核心网络和TD-LTE、LTE FDD两个无线网络的接入方式，结合灵活的LTE基站覆盖区的模式和频率的实际需要，两者相辅相成，相互补充，共同实现网络覆盖、广覆盖的深度，最大限度提升整个网络的容量。两种接入方式间可以实现互操作和网络管理，也可以实现LTE终端自由切换网络，TDLTE / LTE FDD网络流量负载均衡等功能，为用户提供4G服务。

1、核心网：共用一套EPC核心网，核心网对TDD或FDD完全不感知。

2、基站

站点资源：共享基站机房、天面、电源、空调等其他配套设施。

BBU：可共用，对外呈现一个逻辑站。

RRU：不可共享。

天线：可考虑共享，需要在智能天线的BF增益和传统天线的高增益平衡，也要考虑建设成本、后续演进等因素。

3、标准协议

L3的S1和X2接口完全相同，主要差别在物理层和L2 MAC调度。

三、LTE TDD/FDD混合组网关键技术

3.1载波聚合

FDD/TDD载波聚合能够使运营商经济合理部署TDD，与FDD网络形成优势互补。使用TDD频段上行覆盖范围的制约因素就可利用载波聚合将TDD及FDD频谱结合起来，低频段FDD可以扩大上行覆盖范围，而TDD频段可以增大下行容量。载波聚合LTE FDD/TDD频谱结合起来，提高网络的峰值速率，改善网络应用覆盖，提高了频谱利用率，提升了FDD/TDD的覆盖区域及网络容量。

3.2互操作

在TD-LTE与LTEFDD混合组网时，由于两网频段和定位不同两网不会同步覆盖，为了保证用户体验的一致性，需要实现两网之间的完美互操作。

3.2.1 TD-LTE与LTEFDD互操作原则建议

在空闲态， UE根据检测的小区信号质量及开机搜网策略，驻留在质量好的TD-LTE或LTE FDD网络；根据各运营商策略，设置LTE FDD、TD-LTE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。在连接态，通过UE驻留的LTE FDD或TD-LTE网络承载数据业务，也可根据不同的业务类型承载在特定的LTE FDD或TD-LTE网络。当LTE FDD或TD-LTE网络负荷较高时，通过负荷均衡实现两网之间负荷分担。

3.2.2 重选策略

根据检测的小区信号质量及开机搜网策略，通过频点优先级控制UE优先驻留LTE，对服务小区和临近小区测量值的监控，来触发小区重选。重选触发条件的核心内容是存在有比服务小区更好的小区，且更好小区在一段时间内都保持最好。LTE中的小区重选，分为同频的小区重选和异频的小区重选两种，TDD/FDD重选则为异频重选，同eUTRAN系统。与小区重选有关的参数来源于服务小区的系统消息SIB3、SIB4、SIB5和SIB8。

3.2.3切换策略

4G->23G的CS话音切换；23G4G PS域的双向切换；PS+CS并发业务发起4G->23G的切换，即CS话音业务能够实时切换，PS域业务能够在话音业务结束之后自动恢复。

3.3 移动性管理

TD-LTE和LTEFDD移动性管理策略，在基站级别综合考虑LTEFDD或TD-LTE目标小区选择，通过配置载频偏移量、小区偏移量来实现优先切换到LTE-FDD或TD-LTE。以LTE FDD、TD-LTE信号质量为基准，优选同频邻区作为PS切换目标小区，其次选择异频非同覆盖邻区作为PS切换目标小区，最后选择异频同覆盖邻区作为PS切换目标小区。

3.4 负荷均衡

TD-LTE和LTEFDD负荷均衡策略，在基站级别综合考虑LTE FDD、TD-LTE的服务小区、邻区的负荷信息，通过X2接互其他基站相应的LTEFDD、TD-LTE邻区的负荷信息，负荷均衡模块统一进行策略判决，在LTE FDD、TDLTE邻区中选择出合适小区作为负荷均衡的目标小区。

在LTE FDD/TDD融合组网时，LTE基站通过ANR技术来自动收集、自动调整邻区关系，并辅以无线信号测量、传播特性估计、无线信道测算等技术，优化切换机制，快速、准确地实现无缝切换。

四、LTE TDD/FDD切换性能测试

4.1测试小区信息

4.2测试工具仪表

4.3测试系统基本配置

4.4测试内容

LTE FDD小区向TD-LTE小区切换

TD-LTE小区向LTE FDD小区切换

4.5 LTE FDD小区向TD-LTE小区切换测试步骤

同时打开TD-LTE和LTE FDD小区， MIFI5375接入LTE FDD小区；

UE保持连接态；

移动UE，从LTE FDD向TD-LTE小区移动，直到切换；

切换成功；

4.5.1 UE接入FDD小区时候的重配

UE在接入时，接入到FDD小区，重配消息中携带measId为1开启异频切换的A2事件。A2对应的measId是1，reportconfigID是2。A2的RSRP门限是60-140=-80dbm。

4.5.2 UE上报A2事件

上报的measId是1，这个是UE上报的A2事件。rsrpResult 48实际是-92Bm，低于-80dBm开启了异频测量。

4.5.3 服务小区收到UE上报A2后重配UE

服务小区收到UE上报的A2事件后，重配UE，重配消息携带测量的异频频点ARFCN 41140，measObjectId是2，这个频点下的PCI包括37。服务小区下发的A3测量的reportConfigId是18。异频A3对应的测量measId是1。

4.5.4 UE上报异频A3测量

UE继续向TDD小区移动，UE上报异频测量的A3事件，measId是1，上报的PCI是37为TDD小区的PCI。实际目标小区PCI=37此处的RSRPresult -85dBm，源小区49代表-91dBm上报了A3事件。

4.5.5 服务小区下发重配携带mobilityControlInfo

服务小区（PCI为FDD小区24）下发重配，携带移动控制信元，包括目标小区的PCI 37，频点ARFCN 41140（2645MHz）。

4.5.6 重配完成UE切换到TDD邻区

重配完成，UE切换到邻区，PCI为37，ARFCN为41140（2645MHz）为TDD小区。

4.5.7 测试结论：

系统支持FDD到TDD的切换成功。

4.6 LTE FDD小区向TD-LTE小区切换（从略）

4.7切换时延统计

统计TDD到FDD的切换时延为21ms，TDD向FDD的切换时延为20ms。

五、结束语

从前期LTE混合组网试验情况来看，混合组网模式中LTE FDD与TD-LTE共用一张核心网，可以有效避免重复投资。探索和验证融合组网的发展路径，发现和解决好相关技术和产业问题，为未来的网络演进和升级做好准备，同时也推动相关企业各种制式网络的演进和升级、共存、互操作以及统筹利用好各种制式的网络资源，为广大用户提供更优质的移动通信服务。

参 考 文 献

[1]肖清华.LTE混合组网策略及技术.2014.10.17

[2] 汪丁鼎，朱东照，肖清华.TD-LTE和LTEFDD混合组网实施策略[J].移动通信，2013，（21）

[3]中国电信EPC/LTE系统测试报告[R/OL]，百度文库

[4]胡海.TD-LTE和LTE FDD混合组网方案[J].中兴通讯技术，2013，（10）