融合组网,挖潜4G时代频谱价值

发布时间:2016-11-17 作者:刘敏(中兴通讯) 阅读量:

  FDD LTE和TDD LTE双网融合一直是LTE行业的热点。据GSA统计,截止到2016年6月,全球已经有443张FDD LTE商用网络,这些运营商中有接近30%同时拥有TDD频谱资源(其中仅27家已建成双模网络),市场潜力巨大。随着4G网络对频谱的需求不断增加,将有越来越多FDD运营商希望再借力TDD来部署融合网络,在业务分工上更加精细灵活,以实现网络价值最大化。

 

融合组网,优势互补


  LTE TDD/FDD的融合组网是缓解FDD频谱紧张、网络建设成本高的有效手段。在全球很多地区,FDD频谱资源相对稀缺且价格昂贵,很多运营商无法获得足够多优质且连续的频谱资源,这加大了FDD网络建设的难度,网络容量也因此受到限制,而TDD频谱成本则相对较低并且资源丰富。而且,FDD和TDD制式除空口技术外高度一致,FDD/TDD双模芯片和终端的广泛商用,使得用户可以在LTE TDD和LTE FDD两种制式网络之间自由切换,实现无差异体验。以上特点为FDD和TDD网络融合铺平了道路。


  LTE TDD/FDD的融合组网也是应对大城市热点区域数据风暴的有效手段。我们现在正处在一个移动互联网的时代,数据业务已经取代语音成为运营商新的利润增长点,而且还呈现爆炸式增长的态势。根据著名的KPCB互联网趋势报告,移动数据在整个互联网数据中的份额逐年攀升,相比去年同期今年的占比几乎翻倍。此外,业务需求还有一个显著特征:分布不均。在传统的宏站部署为主的语音网络中,业务密度基本跟人口密度成正比,区域差异相对比较平缓;但在移动互联网时代,数据分布呈现极度的不平衡。以日本软银数据流量分布为例,大城市热点地区(比如东京银座)的数据流量是其他地区的千余倍。我们可以利用FDD(主要是宏站)做覆盖,充分发挥低频大网、性能稳健的特点,丰富的上行资源适用于对称业务,承载语音为主的业务,也为未来物联网应用打下基础;TDD(包括宏站、微站、Pico)做容量提升,利用TDD灵活可变、下行数据流量大的优势,以及未来适用多天线、大带宽、高频段的优势,冲击极致频谱利用率。这种叠加式HetNet是最合适移动互联网特征的网络架构。


深度融合,适者生存


  TDD和FDD网络融合通常有三个阶段:TD-LTE/FDD基于切换的调度、TD-LTE/FDD负载均衡以及TD-LTE/FDD深度融合。前两个阶段技术成熟,全球大多双模网络都是处于这两个阶段。但到了深度融合阶段,技术上有不同方向,需要运营商根据自己的需求和现网情况进行选择。


  从技术上来说深度融合有两种技术方案:双连接和载波聚合。这两个技术最大的差异在于前者要求理想传输而后者没有。具体来说,载波聚合要求的理想传输是,FDD eNB到TDD eNB单向传输时延小于2.5µs,带宽大于10Gbps。这是非常严苛的要求。在实际部署中,微站/微微站是根据容量需求来部署的,和宏站共站的场景十分少,也就是说宏微不共站是主流,根据多年网络部署的经验,不共站比例达90%以上。同时,通过调研全球现网基站回传传输资源的情况可以得出,只有不到2%的裸纤和WDM能支持理想传输,裸纤和WDM仅是少数运营商在特殊场景才使用的。这也就是说,对于占比很大的不共站场景来说,超过98%的现网传输资源不满足理想传输条件,所以不要求这种理想传输的双连接在这种情况下是一个必然的选择。当然,在有理想传输或是可以共站的场景下,成熟的载波聚合技术就可以发挥出优势。


  其实,无论双连接还是载波聚合从性能来看基本一样,只是适用的场景不同,需要运营商综合自己现网的需求、投入和预期选择更适合自己的方案。


未来趋势,开放为王


  双网融合策略还有一个要点就是对开放性还是封闭性架构的选择。双连接构建了开放性架构而载波聚合构建的是封闭性架构。因为两系统之间做载波聚合必须共调度器,其实就意味着必须是同厂家,异厂家之间不可能做到这种深度的协同。载波聚合的封闭性从另一个角度看就是排他性。而双连接意味着提供了一个更为宽松的、异厂家可以协同工作的开放性架构。开放性架构意味着运营商可以选择任何一个领域内最强或最合适的厂家来进行建网。这样做充分发挥了厂家之间的竞争和合作性,是风险最小化、利益最大化的一个选择。而且从商务角度来看也是一个有利的选择。


  在今年5月中国南京3GPP RAN2会议中,由于考虑到5G可能有新MAC和老MAC,载波聚合对跨小区动态调度要求很高,会导致网络处理过于复杂,故确定在5G标准中将不再考虑载波聚合技术。当然5G标准的这个决定并不能直接影响4G网络中对载波聚合的应用,但也代表了未来网络将更趋向开放性共享的特性。


  双网融合将是一个持续升温的话题,相关的融合方案和案例将在未来几年进一步成熟和丰富。基于对TDD/FDD融合组网的深入研究和深厚的技术积累,中兴通讯将根据运营商不同的业务需求,提供客户化的端到端LTE TDD&FDD融合组网解决方案;助力运营商提升终端用户体验,同时推动和促进整个产业的健康持续发展。