從頻譜規劃看LTE-TDD/FDD網絡融合發展

　　隨著中國4G牌照發牌在即，中國移動TD-LTE網絡建設如火如荼，中國電信和中國聯通也加快了LTE網絡建設的進程。在全球FDD-LTE網絡領銜商用市場的大環境下，我國倡導的TD-LTE標準能否在世界范圍得到有效的推廣，提升中國移動通信產業在全球的地位，成為業界關注的熱點。本文將從無線頻譜資源劃分的角度，闡述LTE-TDD/FDD網絡融合發展的趨勢。

　　一、全球LTE頻譜劃分

　　目前全球移動通信頻譜資源的劃分，主要基于ITU國際電聯在1992年、2000年和2007年的三次世界無線電大會上所做的規劃，用于LTE的頻譜資源主要包括4G新頻段，以及將原有2G/3G頻譜資源進行重新規劃，用于LTE網絡。其中4G新頻段集中在700/800MHz、2.3GHz和2.6GHz頻段，重新規劃的2G/3G頻段包括900MHz、1.7/1.8/1.9/2.1GHz等頻譜資源。

　　全球LTE頻譜規劃可歸納為以下幾個特點：

　　4G新頻段TDD頻率占比上升。TDD（時分雙工）和FDD（頻分雙工）技術對頻率資源的需求存在天生差別，FDD需要上下行對稱的兩段頻率，TDD僅需一段頻率。鑒于全球頻率資源日益緊張，TDD頻率分配相對于FDD更加便捷靈活，因此在4G新增頻率資源中，TDD頻率占比有較大提高。根據ITU的建議，在4G的新增頻段中，2.3GHz和2.6GHz頻段均為TDD規劃了大量的頻率資源，總帶寬超過150MHz。

　　高低頻段相結合，保證網絡覆蓋和容量。目前，700800MHz/1.8GHz/2.6GHz三大頻段為全球多數運營商選擇的4G頻段。700/800MHz屬于移動通信低頻段的頻率資源，無線信號傳播距離較遠，在網絡覆蓋方面具有明顯優勢，使用低頻段部署LTE網絡可以減少所需基站數量，降低建網成本，有利于網絡快速形成規模覆蓋；2.3GHz和2.6GHz屬于高頻段的頻率資源，頻率帶寬較大，在網絡容量方面具有優勢。高低頻相結合的頻率規劃可兼顧無線網絡覆蓋和容量需求，已經成為全球LTE頻率規劃的發展趨勢。

　　2G/3G頻率資源升級為LTE頻率重要組成部分。2G/3G頻率資源的升級利用稱為“頻率重耕”，包括900MHz、1.7/1.8/1.9GHz、2.1GHz等頻段。隨著移動通信技術由2G、3G向LTE的發展，許多國家開始規劃相關頻率資源的升級利用。從2010年開始，歐洲多個國家著手對2G/3G頻段的頻率進行重耕利用，針對900MHz和1800MHz頻段進行了一系列頻譜拍賣。美國已經有多個運營商在1.7/2.1GHz頻段部署LTE。韓國的LTE頻段全部位于原有2G/3G頻段。日本運營商DoCoMo利用原有WCDMA系統的1.9/2.1GHz頻段部署LTE，日本原有2G移動系統使用的1.5GHz頻段也將升級用于LTE。

　　根據GSA（全球移動設備供應商協會）的數據顯示，截止到2013年10月，全球已經開通222張LTE網絡。其中LTE-TDD網絡23張，除1張使用3.5GHz頻段以外，其余22張均使用2.3GHz或2.6GHz頻段；LTE-FDD網絡中使用1800MHz頻段的有94張，使用2.6GHz頻段的有68張,使用700MHz頻段的有35張,使用800MHz頻段的有28張，另有少數使用其它頻段。可以看出，LTE-TDD網絡集中在高頻段，LTE-FDD網絡集中在低頻段。

　　二、中國LTE頻譜劃分

　　我國的頻譜資源由政府主管部門統一劃分，運營商在使用頻譜資源時，只需繳納少量使用費，并可根據自身業務發展情況，追加申請更多的頻譜資源。

　　在日前召開的ITU WORLD 2013世界電信展上，中國無線電管理局負責人正式公布了中國三大運營商TDD頻譜規劃使用方案：中國移動獲得1880-1900MHz、2320-2370MHz、2575-2635MHz三個頻段，中國聯通獲得2300-2320MHz、2555-2575MHz兩個頻段，中國電信獲得2370-2390MHz、2635-2655MHz兩個頻段。此前，中國電信獲批的1.8GHz頻段1755-1785MHZ/1850-1880MHz，以及中國聯通獲批的2.1GHz頻段1955-1980MHz/ 2145-2170MHz，均將用于FDD-LTE網絡建設。至此，中國移動、中國電信、中國聯通分別獲得130M、100M、90M的LTE網絡頻譜資源。

　　由此顯示中國LTE頻譜資源集中在1.8GHz、2.1GHz、2.3GHz、2.6GHz等頻段，LTE頻譜資源的劃分更多地傾向于TD-LTE標準，三大運營商獲批的TDD頻譜帶寬高達210M。中國政府根據TD-LTE網絡建設及市場發展的趨勢，計劃將1.4GHz、3.5GHz用于TDD后續發展規劃。

　　從目前全球LTE的發展狀況看，未來幾年將是TD-LTE在全球拓展的關鍵時期，基于中國TD-LTE網絡建設的龐大規模，將對全球TD-LTE產業鏈發展起到極大的推動作用。未來隨著全球更多的運營商采用TD-LTE標準建網，產業規模優勢進一步形成，從而在系統設備、終端芯片、儀器儀表、網管計費、運營優化等各個環節降低TD-LTE的運營成本。

　　三、TDD頻譜利用率和競爭力優勢

　　在頻譜資源的劃分上，盡管歐盟、美國、日本都將大部分頻譜資源分配給了FDD，TDD獲得的資源相對較少，但其在頻譜利用率方面的優勢將在未來網絡建設中得到更多的關注。

　　（一）TDD技術僅需單頻段且頻譜效率高

　　與FDD頻分雙工技術需要上下行兩個規定間隔的頻段不同，TDD時分雙工技術只需要一個頻段，可按需分配上下行鏈路，適合語音通信及互聯網應用的特點：在語音通話時，僅主叫方占用一個鏈路，被叫方不占用鏈路；針對互聯網數據傳送，從網上下載的數據遠多于上傳的數據，下行鏈路的占用時間遠多于上行鏈路。TDD技術節約頻譜資源的天然優勢促成了TD-LTE網絡的特點：

　　在帶寬需求日益增加而頻譜供應日益緊張的情況下，TD-LTE網絡的頻譜利用效率高于FDD-LTE網絡；

　　利用信道對稱性易于實現智能天線、MIMO等新技術來改進系統性能；

　　可靈活地支持非對稱業務，更適應移動互聯網業務的發展需求。

　　（二）TD頻譜資源的獲得成本相對較低

　　全球大多數國家的電信運營牌照發放是與頻譜拍賣相結合的，運營商建設移動通信網絡需要競拍相關標準頻譜，政府組織多家運營商進行頻譜拍賣，報價最高者獲得相應的頻譜資源。

　　運營商采用TDD技術只需競拍任意一段頻率，采用FDD技術則必須競拍兩段相隔規定頻率的等量頻段,獲得FDD頻譜資源的成本相對較高。頻譜資源的稀缺就給TD-LTE等高效頻譜利用技術帶來了更廣闊的發展空間。

　　四、LTE-TDD/FDD融合發展大勢所趨

　　隨著全球無線頻譜資源的日趨稀缺，TDD頻譜的應用優勢將越發顯著，混合組網成為更多運營商的建網模式。

　　（一）LTE-TDD/FDD融合網絡產業鏈日趨成熟

　　截至2013年10月，全球已有23張LTE-TDD網絡正式商用，其中LTE-TDD/FDD融合網絡達到11張，另有超過40個LTE-TDD商用網絡在計劃部署中。

　　LTE-TDD/FDD作為LTE標準的兩種制式，具備天生的融合特性。全球絕大多數移動通信系統廠家均可同時支持LTE-TDD和LTE-FDD網絡部署；主流LTE芯片廠商大都支持TDD/FDD雙模技術；支持TDD/FDD的多種類型終端也已商用，用戶可在LTE-TDD和LTE-FDD兩種制式的網絡之間自由切換，真正實現無差異體驗。

　　（二）LTE-TDD/FDD融合組網價值凸顯

　　在全球LTE網絡建設的前期熱潮中，大部分網絡首先選擇了FDD制式，但隨著網絡建設規模的逐步擴大，頻率資源不足、容量不足、網絡建設成本過高等問題日益凸顯。

　　LTE-TDD/FDD的融合則是緩解FDD頻譜緊張問題的有效手段之一。在全球許多國家，FDD頻譜資源相對稀缺且價格昂貴，眾多運營商無法獲得優質且連續的頻譜資源，增加了FDD網絡建設的難度，網絡容量也因此受到限制。TDD頻譜成本相對較低并且資源豐富，GSA倡導產業界充分利用TDD頻譜，在全球推廣TD-LTE標準的應用。

　　同時，LTE-TDD/FDD的融合使得LTE全球漫游成為可能，為終端用戶帶來更多便利，用戶使用一部手機即可在世界各國暢通無阻。北美第二大移動運營商Verizon計劃在FDD網絡上兼容TDD，以便用戶可以在支持TD-LTE的區域進行國際漫游。

　　另外，對于TDD/FDD融合組網來說，TDD本身的技術特性也凸顯了獨特的價值。在LTE時代，對于大多數使用數據業務的用戶來說，利用下行鏈路下載數據將成為主要應用，運營商可以根據TDD技術的特性，靈活合理地分配有限的頻譜資源，為用戶提供更高質量的業務體驗。

　　（三）融合組網提供豐富應用場景

　　針對同時擁有TDD/FDD頻譜的運營商，在LTE組網方式上將更加靈活，業務分工更加精細，實現網絡價值的最大化。運營商可以通過以下方式實現豐富應用場景的目標。

　　利用FDD實現廣域覆蓋，TDD作為熱點區域覆蓋，并作為容量層；

　　TDD/FDD同作為覆蓋和容量層，TDD/FDD按服務對象比如終端類型等差異化分工；

　　FDD作為覆蓋層，提供基本覆蓋，TDD通過異頻組網，實現深度覆蓋，滿足室內覆蓋對容量的需求，減少網絡部署干擾；

　　FDD作為覆蓋層和容量層，實現基本業務，TDD作為行業客戶和特定應用層，提供M2M、視頻和eMBMS（演進型多廣播業務）業務，滿足行業客戶需求。

　　隨著TD-LTE技術的不斷成熟及技術優勢的更多體現，全球主流運營商、系統設備廠商、芯片廠商、終端廠商以及儀器儀表廠商將加大對TD-LTE標準的投入，與FDD-LTE標準形成優勢互補，促進LTE-TDD/FDD網絡融合發展。

來源：賽迪網-賽迪顧問

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