变革传统无线网规方式 推动LTE SON技术发展

 目前，在采用传统无线网络规划、优化工作方式下，巨量的网络参数几乎无法由手工配置来完成操作，网络规划、优化和运营成本越来越高。而运营商不仅关注设备性能，更加关注维护操作的效率，如何降低OPEX成为运营商优先考虑的问题。因此，欧美主流高端运营商发起SON（Self-Organizing Network）技术，希望通过SON来减少运营成本，提高操作效率、网络性能和稳定性。

SON技术

    面对下一代无线网络部署和运营，为了减少运营成本和维护成本，运营商一方面需要在网络建设时投入大量工作，比如规划、配置、优化、计算、调整、测试、预防错误、减少失败、自我恢复等工作。另一方面，需要简化用户的使用流程，比如Home NodeB设备，用户买回家即插即用，一上电就能够自动获取配置运行。

    因此下一代移动网络的趋势必然是自配置、自优化、自适应、自修复，人为因素对网络的影响将越来越小。

    自配置：是指新增网络节点（例如基站）的配置能够做到即插即用，以降低成本并简化安装流程。这个过程在预操作状态进行。预操作状态可理解为eNB上电开通、实现与骨干网连接，直到RF发射器打开。自配置过程包含基本建立和初始无线配置两部分。

    自优化：根据UE和eNB的性能测量报告，对参数进行自优化，以尽量减少优化工作量并提高网络质量和性能。该过程在可操作状态。自优化过程包含自优化/自适应过程。

    自修复：是指系统检测到问题时能自主减轻或解决，大大减少维护工作成本并避免对网络质量和用户感受的影响。

运营商需求和SON目标

    NGMN组织在《NGMN对SON及操作维护的需求》（卷1.21，2008年7月）中描述了SON和O&M（操作与维护）需求的关键部分，如图1所示。

  图1  SON和Q&M需求的关键部分

    其中自配置包括eNB站址、容量和覆盖的规划，新eNB无线参数的规划，新eNB传输参数的规划，针对所有邻接节点的规划数据调整，eNB的硬件安装，射频设置，节点鉴权，O&M安全通道和接入网关设置，自动资产管理，eNB自动软件下载，自测试，Home eNB配置。自优化包括以下几个方面。

    ● 邻区列表优化：小区现有的邻区列表的优化，这也涉及新小区的初始邻区列表的配置。

    ● 干扰控制：在LTE中干扰必须在上、下行都进行协调，这可以提高信噪比和相应的吞吐量。自动设置和修改这些参数即是SON的任务之一。

    ● 切换参数优化：优化切换参数以使人工干预最小化（与邻区列表优化相关）。

    ● QoS相关参数优化：QoS相关参数优化涉及接入控制参数优化、拥塞控制参数优化、分组调度参数优化、链路层重传策略优化、覆盖空洞监测等方面。

    ● 负荷均衡：当大量idle和active态的UE出现在一个小区时，可用资源可能会不足以保证GBR（Guranteed Bit Rate）业务的服务质量。一种应对拥塞小区的低成本方法是把业务均衡到较低负荷的邻区。这可通过根据小区负荷优化小区重选/切换参数来达到。

    ● Home eNB的优化：HeNB预期将被部署在广泛多样的场景。在多数场景下，无线环境可能会由于HeNB频繁的开关和用户改变设备的位置等而不断变化。针对特殊无线环境，HeNB 参数应能动态适应，以保证HeNB限制其经历的干扰水平，同样也限制其引入到网络的干扰总量。

    ● RACH负荷优化：期望结果一是减少RACH冲突概率，包括减少呼叫建立时延，减少上行失步状态的数据再续时延，减少切换时延，提高呼叫建立成功率，提高切换成功率。二是优化保留给RACH的上行资源量对系统容量有正面影响。

与RAN相关的SON关键技术

    涉及到RAN的SON关键技术包括自动邻区关系功能、PCI自动配置、覆盖和容量优化、负荷均衡优化及RACH优化。

自动邻区关系功能

    该功能是为了让运营商从手工配置邻区的工作中解脱出来。ANR功能允许网管管理邻区关系列表（Neighboring Relation Table，NRT)。网管可以增加和删除NRT，也可以改变NRT的属性。如果NRT有变化会通知到网管。该场景包括LTE系统内/频内（Intra-LTE/ frequency）和系统间/频间（Inter-RAT/Inter-frequency）邻区自生成和优化。

PCI自动配置

    PCI（物理小区标识）自动配置功能是指自动配置新引入的小区的物理层地址。当一个新的eNB加入网络中，就需要为这个eNB支持的所有小区各分配一个PCI，避免和邻区的PCI发生干扰。在传统网络中，PCI都是由网络规划分配的，是基站初始配置的一部分工作。

覆盖和容量优化

    在R9阶段，覆盖优化比容量优化有更高的优先级，但覆盖优化的算法也要将对容量的影响考虑在内。覆盖和容量是相互制约的，如何寻找其间的平衡也是优化目标之一。覆盖越大，则系统的容量就会减小；反之，如果要求高容量，则系统的覆盖就会缩小。

负荷均衡优化

    负荷均衡的主要目的是适时地将高负荷小区中的部分业务转移到相对较低负荷的小区，使各小区的负荷比较均衡，从而提高网络的容量。

RACH优化

    RACH参数配置取决于多个因素，比如上行小区间PUSCH干扰、RACH负荷、业务模式和小区覆盖热度等。因为上述因素会受到网络配置的影响，因此需要使用SON的一个实体来自动配置RACH参数。自动RACH优化功能会监听这些主要条件，比如RACH负荷、上行干扰等数据的变化，然后更新合适的参数。

主流运营商和供应商积极推动SON技术成熟

    SON作为新生技术，其发展有赖于网络技术的成熟及实际应用验证的逐步推进。大量的SON课题目前仍处于发展初期。另外，SON课题还面临RAN3和SA5工作组之间的协作问题。

    Vodafone、T-Mobile、Orange、CMCC、DoCoMo等高端主流运营商，对SON功能的实现及推动相关技术的标准化起到了主导作用。

    中兴通讯作为LTE领域主要的设备研发和解决方案供应商，参与了3GPP SON研究课题部分规范的起草，提出的总体构思得到了与会方的认可。同时，中兴通讯在LTE产品研发过程中积极推进SON标准进展，每个产品研发设计环节都与SON技术紧密结合，最终目标是向客户提供实现降低TCO的综合LTE SON解决方案。