放眼全球移動通信發展趨勢，3G向LTE網絡演進已呈現加速發展的態勢，目前，全球LTE部署仍以FDD為主，作為TD-LTE主要推動者的中國移動全球范圍內發起TD-LTE發展倡議GTI，已有60多家運營商和30多家設備商加入；著眼國內，政府大力扶持TDD發展，已將2500M~2690M的190M帶寬劃分給TDD使用，此舉標明中國政府對更多自主知識產權的通信技術的堅定態度和信心，中國移動迫切在新一輪競爭中取得優勢，較之聯通、電信先行一步，計劃2013年全國建設20萬基站，覆蓋300多座城市，與之前的個別城市試驗網建設相比，此次作為中國移動4G一期工程建設規模大、投資多，為了先行搶占4G市場，對網絡建設的質量、工期都提出了很高的要求，本文結合中國移動獨立組建實驗網和規模商用組網兩階段對TD-LTE建設方案進行探討。

LTE獨立組網

獨立組網適用于實驗網階段，組建小型網絡，應用于個別城市或某些省份的部分城市，盡可能對現網不產生影響，即小范圍內孤島式組網，網元設備盡量采用新建的方式。

網絡組織

核心網建設需新建的網元有MME、S-GW、P-GW、HSS、CG、DNS、CE等網元，由于是小范圍組網，不用建設DRA設備，同時關于流量控制及計費控制PCRF也可暫不考慮。實驗網階段，LTE只承載數據業務，用戶以數據卡和CPE終端為主，網絡組織結構如圖1所示。

EPC數據業務通過SAE-GW（P-GW）與外部數據網間的SGi接口疏導，承載在CMNet網絡，新建一對CE設備保證EPC網絡的獨立性，通過防火墻將CMNet與EPC網絡隔離，保證安全性；不同省份可根據需要考慮是否對試驗網做計費功能，若進行計費，則通過DCN承載網絡統一承載網管及計費數據，新建網元通過本局接入交換機接入DCN網絡；如果實驗網計劃完成2G/3G用戶使用LTE數據業務，則需要互通2G/3G/LTE數據，新建HSS接入現有七號信令網，完成數據業務疏導，此時要新建網元BG，作為兩張網絡的邊界網關；由于是本地組網，不需考慮網間數據疏導，否則EPC網絡要接入IP承載網。

路由原則

LTE用戶在歸屬地使用數據業務采用本地路由，路由為MS——eNodeB——歸屬地S-GW—歸屬地P-GW—外部數據網，如圖2中路由1所示，用戶漫游到拜訪地使用通用APN訪問數據業務就近進入拜訪地網絡，路由為MS——eNodeB—拜訪地S-GW—拜訪地P-GW—外部數據網，如圖2路由3所示，用戶漫游到拜訪地使用區域APN訪問數據業務就近進入拜訪地網絡，然后路由指向再回到歸屬地網絡從歸屬P-GW出口訪問，路由為MS——eNodeB—拜訪地S-GW—歸屬地P-GW—外部數據網。

由于是小范圍組網，大部分地區沒有LTE覆蓋（即便是規模組網，在早期LTE也只能完成部分覆蓋），這便出現2G/3G用戶通過EPC訪問外部數據網，與上文所述用戶駐留LTE網絡訪問業務情況相似，只不過用戶接入方式不同，如圖5描述了幾種情況下的路由選擇。目前，LTE終端已多模單待為主，用戶同時駐留2G/3G/LTE網絡，在LTE覆蓋區域優選LTE網絡，在非LTE覆蓋區域內，用戶回落至2G/3G網絡。

其他規劃

IP地址規劃：設備及用戶IP地址均采用IPV4私有地址。設備IP地址包括eNodeB與EPC間接口地址，包括網管及業務地址，同時每個IP地址規劃不同的VLAN用以隔離二層通信；EPC與2G/3G互通的IP地址針對實驗網階段即是分配BG地址；EPC采用全IP架構，內部組網均要分配IP地址；用戶IP地址由P-GW內置DHCP功能動態分配。

計費及網管規劃：核心網側新建CG用于計費系統，由CG接入現網BOSS系統；避免對現網影響，核心網設備新建同廠家OMC網管，通過北向接口由OMC網管接入本省的網管系統。

時間及時鐘同步：融合HSS/HLR需要時鐘同步，就近接入本局址BITS系統獲取同步信號；時間同步信號由現網NTP Server服務器提供。

實驗網階段LTE只要求滿足數據業務，實現LTE用戶與2G/3G用戶互操作，需要對現網SGSN進行改造，原則上對與LTE同覆蓋或相鄰覆蓋區域的SGSN進行改造，改造網元數量盡可能少以減少對網絡影響，改造SGSN支持USIM卡的五元組鑒權、支持識別不同類型終端選路功能、支持由DNS查詢地址信息后建立至P-GW的連接。2G/3G與LTE互操作實現如圖3所示。

由于實驗網階段不要求實現語音和短信業務，對現網CS域無需改造，改造的內容將會在后邊介紹。

LTE規模組網

TD-LTE技術已經成熟，中國移動為擺脫3G時代的不利局面，對中國擁有更多中國自主知識產權的TD-LTE尤為青睞，與此同時，芯片廠商紛紛致力于多模多頻芯片的研究，終端市場風生水起，來自GSA數據截止3月，已有166款TD-LTD終端設備，目前主要以數據類終端為主，包括上網卡、MiFi、CPE等，隨著28nm工藝芯片的推出，手持智能終端將遍地開花。從FDD商用經驗來看，語音業務解決方案的成功與否直接影響用戶體驗，目前CSFB為主流語音技術方案，并可能較長期存在一段時間，綜上TD-LTE商用部署具備規模組網條件。

建設原則

（1）采用2G/3G/LTE融合方式建設核心網

優先采用升級改造現網設備的方式，實現HSS/HLR、MME/SGSN、SAE

GW/GGSN以及CG、DNS、PCRF融合，為滿足用戶“不換號、不登記、快速便捷換卡”使用LTE業務，本期工程應實現全網HSS/HLR融合，且各網元的融合改造應逐步推進，避免盲目擴大改造范圍，對于具備條件的省，應引入SGSN/MME POOL，提高網絡安全性。

（2）構建高效的神經網絡

考慮中國幅員遼闊，信令網采用“基地集中+省集中”的分級結構建設IP信令網，對于信令大省分別建設1對H/LDRA設備轉接省內及省際信令，其余省份按照南北地區分區建設2對H/LDRA設備，負責轉接區域內各省省內及省際信令，各H/LDRA采用網狀互聯，各省MME/SGSN、HSS/HLR、SAE GW/GGSN、融合PCRF設備均接入所歸屬的DRA設備，引入Diameter信令協議棧規模組網。

（3）核心網集中化設置，統籌規劃，分步實施，確保安全

盡可能控制改造網元數量規模，盡可能少的引入過渡方案，繼續采用“雙路由、雙節點”容災備份方案保證網絡安全。

網絡組織及承載

商用階段的LTE網絡應帶給用戶更快的上網體驗，同時并不丟棄原有的通信功能，網絡建設應支持語音業務、短信業務、更高速率的數據業務，采用融合建設方式，融合LTE網絡結構圖如圖4所示。

目前，電路域核心網建設以本地網建設為主，呈現向省會城市集中的趨勢，分組域核心網采用集中建設方式，同樣，LTE核心網也采用集中式建設，融合HLR/HSS采用現網改造或新建方式集中在省會建設，內部利用邏輯隔離區分各地市本地網，MME及SAE-GW采用現網改造SGSN、GGSN或新建的方式在省會集中建設，按照3GPP R8版本必選功能要求，控制面上當MME數量大于1個且覆蓋連續時則部署MME Pool，用戶面上當S-GW數量大于1個時部署S-GW Pool，即eNodeB與S-GW間采用全連接方式互聯。

S1接口（含S1-MME和S1-U）采用PTN網絡承載，從維護角度看由傳輸專業負責，從性價比角度看，跨本地網傳輸較之IP承載網具有時延小、投資少等優點，采用核心PTN設備開啟L3 VPN功能、匯聚及接入PTN設備開啟L2 VPN功能方案，S1-MME接口負責控制面，采用GE接口，S1-U接口負責用戶面，采用10GE接口。

不同MME之間S10接口、MME與S-GW間的S11接口、SAE-GW間S5/S8接口以及SGSN與MME、SAE-GW/GGSN間的Gn接口以及DNS查詢接口和SGi接口采用CMNet網絡承載，若設備處同一局址可經局域網互連；若為異局址通過防火墻接入CMNet接入路由器進行互通。

MME/SGSN與HLR/HSS間的S6a接口采用完全構架在IP之上Diameter協議，采用如獨立組網階段所介紹的DRA分級組網方式進行信令互通，采用在IP承載網虛擬信令IP化VPN承載信令，MME/SGSN與MSC Server間SGs接口實現語音及短信業務，通過IP承載網虛擬軟交換信令VPN方式承載。

數據業務實現

數據業務是LTE網絡的主營業務，作為GPRS的替換或升級網絡，網絡建設初期會與GPRS網絡共存，共存情況下2G/3G及LTE業務的數據路由選擇如圖5所示。

駐留在LTE網絡的LTE用戶通過E-UTRAN接入融合EPC網絡訪問外網數據，此部分會給用戶帶來全4G的快速上網體驗；駐留在2G/3G網絡的LTE用戶通過2G/3G RAN接入GPRS網絡的SGSN，SGSN向融合DNS發起EPC查詢，建立至SAE-GW連接訪問外網數據，此路由需要BOSS支持處理PGW-CDR話單；駐留在2G/3G網絡的2G/3G用戶以負荷分擔的方式通過2G/3G RAN接入GPRS或EPC網絡，進而訪問外網數據。另外，PCRF、CG、DNS、OMC均需改造為融合設備或是新建設備以支持策略、計費、聯合DNS查詢、網絡管理等功能。

語音業務實現

針對LTE的語音業務，大致呈現為CS Fall Back、SR-VCC、VoLTE三個分階段演進的解決方案，在3GPP R8/R9的版本中引入并完善CSFB方案，在此方案中，語音及短信業務回落至2G/3G網絡中完成；SR-VCC（Single Radio Voice Call Continuity）為單射頻無線語音呼叫連續性解決方案，LTE作為語音業務的承載網絡，由IMS核心網進行呼叫控制及業務觸發，但是在LTE網絡覆蓋不全或信號強度弱于2G/3G網絡時，語音實現切換至2G/3G網絡，此方案為演進的過渡方案；業界公認的LTE語音解決方案即VoLTE將在LTE建設的后期實現，此時LTE網絡已完成全覆蓋，VoLTE基于IMS語音業務，得利于IMS支持多種接入和豐富的多媒體業務，VoLTE將大大提升用戶體驗。

在LTE商用初期，語音業務采用CSFB方案，需要對現網的部分與LTE重覆蓋MSC Server進行升級改造，若MSC Server已經組Pool，則選取其中2個異局址的端局進行改造，改造后支持SGs接口功能及CSFB功能，包括通過SGs接口實現短信功能。

多模單待CSFB終端在2G/3G及LTE網絡中聯合注冊并平時駐留在LTE網絡，完成數據和短信業務，但在進行回落時數據業務會被中斷，語音業務通過CSFB技術回落至2G/3G網絡執行，業務結束后再返回至LTE網絡，整個過程由CSFB回落以及返回兩部分構成。目前，得到一致認可的CSFB回落技術為RRC方案，有R8、R9兩個版本，R8版本中，由網絡側發起RRC Release消息（攜帶回落目標小區信息）使UE回落至2G/3G，回落后的UE讀取2G/3G系統廣播參數，R9版本是對R8的優化，在RRC Release消息中增加了系統廣播參數，縮短UE回落時間，R8版本同R9比較而言不用對現網設備進行額外改造，是目前部署階段主要采用的過渡方案，后續會引入R9方案。所謂返回技術是指語音業務結束后，UE重新返回LTE網絡的過程，有空閑態小區重選和快速返回FR（Fast Return）兩種方案，空閑態小區重選是指用戶掛機后，UE根據2G/3G廣播的LTE鄰區信息，滿足信號強度等條件后，重選回LTE網絡，室內測試返回用時25~40S，室外測試返回用時29~52S，FR是指用戶掛機時，2G/3G網絡在釋放用戶信道的同時下發LTE鄰小區頻點，UE按網絡指示測量并快速在指定頻點返回LTE網絡，若返回成功，測試用時0.5~1S，若返回失敗，需35~55S回到2G/3G駐留，在LTE覆蓋較好的區域，FR明顯優于空閑態小區重選方案，但其改造范圍較大，需要對所有與LTE覆蓋重疊區域BSC進行改造，所以目前部署主要采用小區重選方案，后續按需部署FR方案。

小結

以全球視野來看，加快LTE網絡部署已是大勢所趨，刻不容緩，就中國移動而言，TD-LTE更是具有極為重要的意義，寄希望于TD-LTE網絡挽回在3G時代的不利局面，然而建設與投資往往是運營商平衡考慮的重點，在網絡建設初期應充分考慮并深入探討前期及后續網絡建設中建設方案、實施計劃，盡可能減少對現網的影響，盡可能方便地讓現網用戶享受4G服務。
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