摘 要:随着无线数据业务的爆发式增长，充分利用频谱资源提升网络容量已经成为无线通信产业面对的重要挑战。4G时代，整合TDD和FDD频谱资源，应用TDD-FDD载波聚合技术是发展混合组网技术路线中解决容量提升问题的重要解决方案。从载波聚合的概念、分类及应用场景入手，介绍了3GPP相关标准化进展，并对TDD-FDD载波聚合部署中的主载波选择问题从多个维度进行详细分析。 
　　【关键词】TDD-FDD混合组网 载波聚合 主载波选择 
1 引言 
　　随着终端等产业链的不断完善，载波聚合全球部署的规模逐渐扩大。我国自2013年12月向三大运营商颁发TD-LTE牌照以来，4G系统在我国实现了飞跃式发展。目前FDD LTE系统和TDD LTE系统的混合组网实验已正式启动，TDD-FDD载波聚合作为混合组网的关键技术之一，在未来4G发展中将发挥重要的作用。 
2 载波聚合技术概述 
　　载波聚合具体所指的就是由大量的LTE载波元素聚合运用所组成的LTE-A系统所采用的频带。在这里面，终端或许设置为上下行分开聚集不相同数量和带宽的载波单元。经过聚集五个基本单元可以把系统带宽提升到理论上的最高数字，这样能够达到最终提升体系的数据速率的最大值。而且因为存在后向兼容、因为协议的改变产生的作用还有操作的繁杂程度等因子。这种技术在履行自身标准化进程时，要依照下面的规则。 
2.1 后向兼容性 
　　这种特性在整体体系的演化中很关键，因为其可以使LTE-A在投入商业化运作的初始时期能够充分使用整个体系的资源。而这种技术也由于在处理载波的流程上尽可能与原有系统相同，这样原有的用户终端就可以经由此顺利接入网络。 
　　后向是否能够兼容对于系统的平滑演变而言具有非常重要的作用，能够使得LTE-A在商商业化运用的初期尽可能的减小它的影响。 
2.2 对协议造成最小的影响 
　　在可能的范围内使用运用最简便的改变措施，这样能够减少物理层得以实行的难度还有成本。而从使用者层次来说，多个载波元素被集合起来进行统一的调度。这是由于其对于PDCP和RLC层必须是透明的。 
3 TDD-FDD载波聚合标准化进展 
　　载波聚合首次是在3GP P R10中进行导入的。这个时期最急于做的事情就是对同构网里面FDD以及TDD里面的载波聚合进行规范化处理。R11运用在异构网里面的运用还应该具备TDD里面运用不一样子帧装配状况下对其进行规范化的处理。为了让同构网中TDD和FDD载波聚合第一次3GP P R10引入。R10需要去做的就是进行同构网里面的与此相关的工作。但是R11需要在异构网里面进行的工作除此之外还有TDD运用不一样的子帧装备状况下对其进行规范化的处理。为了能够合理的运用它们的资源，它们的载波聚合需要在R12时期被引进来，并且需要在2014Q2可以进行功能性的冻结。从以后的状况来看，这样的发展具有以下几个特性： 
　　（1）使能够聚合的数目增大，超过目前的五个； 
　　（2）跨越式，例如TDD和FDDCA； 
　　（3）多节点； 
　　（4）跨授权与非授权频段。 
4 TDD-FDD聚合的主载波选择问题 
　　怎样选用FDD与TDD载波聚合里面的主载波在一定程度上对用于信令上的经费、资源的使用效率、终端设计框架以及RTT时间等许多其它方面造成了不小的影响，同时还会对全部体系的完整性产生或多或少的影响。以下我们需要对上述多个方面对主载波进行选用的问题进行重点研究。 
4.1 资源利用率 
　　当前，人们所使用的网络里面对于比较合理的运用上行载波聚合以及产业化的前进步伐并不是那么先进，大多数的仪器设备仅仅是运用下行方向的载波聚合，但是对于这样的设备无论是使用FDD或者是TDD，辅载波上行子帧都不会出现聚合的现象。考虑到配置TD-LTE的比例为3：1的时隙，当装备TDD当做主载波，FDD当做辅载波的时候，FDD无线帧上所有的上行子帧都不会出现聚合的现象；与之相反的是，当FDD当做主载波，TDD当做辅载波的时候，只是丢失了0.2倍左右的上行子帧。由此可见，TDD做主载波上行频率效率是比较低的，这样一来就给上行控制信道带来了很大的负担，结果会很大程度的限制上行速率。 
4.2 信令开销 
　　对T D D频段与F D D频段进行比较看来，T D D频段里面的大多数都是高频率段，它的主要用途就是热点覆盖。在TD D-F DD聚合的情况下，FDD频率的覆盖特征比TDD频率还要好时，就需要选用FDD当做主载波可以减少因为切换主载波而引起的L3信令的花费，除此之外，在覆盖的地域内TDD辅载波的加入或者删减可以运用L2的信令，其特点是费用比较少并且时延较少。 
4.3 终端实现难度对系统性能带来的影响 
　　能够完全融合TDD-FDD聚合装备的RF能力对载波聚合科技手段的网络性能起着决定性的作用，但是会受到设备费用以及大小的限制，使得设备的RF性能在成为现实的过程中遇到了很大的阻碍。在确保TDD体系能够在同一个时间段里面进行收发的情况下，聚合背景设备参考设计框架主要探讨TDD体系收发同频的科技手段的特征。比较一般的TDD设备是不需要运用双工器/滤波器元件对收发频段带外进行一些比较独特的处理，但是对于能够完全融入TDD-FDD聚合的设备来讲，终端里面的TDD与FDD频段在同一时间内进行工作， 这个时候的TDD模式必须要增加特定的滤波器设计并且与单刀双掷开关进行配合运用。 
　　综上所述，在TDD-FDD载波聚合技术应用配置，特别是主载波的选择问题上需要综合考虑频率效率，信令开销，终端实现难度等多个维度的相关因素。需根据具体的频段聚合特点优选主载波配置，确保频谱资源的充分利用，发挥载波聚合对容量增强的重要价值。随着技术发展及工艺水平的进步，分阶段地逐步实现灵活的主载波配置，为用户提供更优质的业务体验。 

作者：徐嵩禹 中邮建技术有限公司