LTE SON自优化网络原理及应用

孙菲菲

【摘要】 随着科技的不断发展，以及网络技术的不断演进，网络参数的数量也越来越多，不同的网络之间需要的互操作，以及快速配置管理增多的基站，这些问题的出现，就需要运营商使用更好的网络管理来降低运维成本，从而实现网络的智能化。因此，长期演进的3GPP就提出了新的运维策略，即自组织网络。本文重点介绍应用于LTE网络的自优化网络，以及诺基亚通信提供的SON自优化网络系统原理以及应用。

【关键词】 LTE 网络优化 自优化网络

ABSTRACT：With the continuous development of science and technology， as well as the continuous evolution of the network technology， the network number of parameters more and more， different network need between the interoperability， and rapid configuration management increasing number of base station， the emergence of these problems， it needs to operators using better network management to reduce the operation and maintenance cost， so as to realize the intelligent network. Therefore， the longterm evolution of the 3 GPP has put forward the new operation and maintenance strategy， namely self-organizing network.

This article focuses on applied to LTE networks self optimization network， and nokia provides SON since the optimization of network system and application

KEY WORDS：LTE， optimization of network， self optimization network

一、概述

随着通信技术和业务的高速发展，无线网络规模越来越大，各种技术体制共存，加之Home NB/eNB的引入，网络变得更加复杂。如果仍然使用无线网络规划和优化的传统工作方式，人工完成海量网络参数操作的难度越来越大，网络规划、优化和运营成本也越来越高。运营商在关注设备性能的同时，更加关注维护操作效率，如何降低OPEX是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，提高网络性能和稳定性。

二、SON原理介绍

自组织网络SON（Self-OrganizingNetworks），原是特指无线自组织网络（Adhoc网络），在LTE（LongTermEvolution）技术的标准化阶段由移动运营商引入，其主要思路是实现无线网络的一些自主功能，减少人工参与，降低运营成本，提高用户感受。从运营商的角度来看，降低建设和运营维护成本等措施能够获得更高的利润。从技术发展的角度来看，3种因素促进了SON的发展。首先，网络参数的数量越来越多，且更加复杂；其次，由于无线网络的快速发展，使得2G/3G/ LTE共存发展，不可避免地产生了不同网络之间的互操作；最后，基站数目（特别是家庭eNodeB）发展很快，需要快速配置和管理这些基站。而自组织网络的，自优化、自配置、自治愈这三大技术应用在了不同地方。如下图所示：

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，用户希望买回家的是一个即插即用设备，一上电就能够自动获取配置运行。因此，人为因素对网络的影响将越来越小，自配置、自优化、自适应和自修复将成为下一代移动网络的必然趋势。

自配置（Self-configuration）：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（Self-optimization）：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（RF发射器已打开）。自优化过程包含自优化/自适应过程。

自修复（Self-healing）：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。

三、SON功能测试应用

3.1诺基亚SON介绍

诺基亚LTE SON功能集成在OSS ne tact8平台。通过现网测试，已经具备自配置：邻区、小区无线参数（PCI、PRACH等无线参数）自配置，达到基站设备即插即用的目的；自优化：干扰优化、移动性优化、邻区优化；自修复：故障小区监测、告警收集等功能。

3.2诺基亚SON应用

3.2.1PCI自动配置功能

由于LTE的PSS ID只有3个，在同频，同MIMO模式下，如果PCI MOD3相同，将意味着PSS码序列相同，参考信号的发射位置以及时间将完全相同，当MOD3信号强度相当时，将会造成很严重的干扰。带来接入失败等网络问题；

在时域位置固定的情况下，下行参考信号在频域有6个freq shift。如果PCI mod 6值相同，同样会造成下行RS的相互干扰。（在一个发射天线下）；

在PUSCH信道中携带了DM-RS和SRS的信息，这两个参考信号对于信道估计和解调非常重要，他们是由30组基本的ZC序列构成，即有30组不同的序列组合，所以如果PCI mod 30值相同，那么会造成上行DM RS和SRS的相互干扰。

PCI规划时将尽量避免MO3/MOD6/MOD30的干扰。但是随着网络规模的变化，此干扰将很难避免。而PCI自动配置功能将很好地解决此问题。

1、PCI自动分配

网管会自动根据站点未知与方位角等信息，进行新入网站点的PCI分配。

2、PCI冲突检测与解决

网管会自动根据UE上报的测量报告，将存在MOD3/ MOD6/MOD30干扰的小区进行PCI重规划以及配置。

3、PCI混淆检测与解决

PCI混淆解决的PCI重新规划结果。

网管可以将小区邻区中有同PCI的小区进行PCI重规划以及配置，避免由于邻区同PCI导致切换失败。

3.2.2自动邻区关系

1、LTE同频邻区关系自动添加

在LTE网络中，SON的相关功能应用于网络建设到优化的各个阶段，其中的ANR功能（Automated Neighbor Relations），对于降低邻区规划及维护的人力成本，提升效率有非常重要的作用。

ANR实现的基本流程如下：

？ 当未知的PCI被UE测量到，UE首先触发X2建立；

？ 源eNB 要求UE测量该PCI的ECGI

？ 源eNB 发送ECGI 到 MME

？ MME向目标eNB要求其IP连接的信息（IP地址）

？ MME将目标eNB的IP信息转发至源eNB

？ 源eNB 与目标eNB 间建立X2连接

？ 源eNB 与目标eNB 间交换邻区信息。

在未添加邻区关系的两个小区测试，邻区满足切换条件，UE上邻区报测量报告后，基站已自动添加两个小区之间邻区关系，同频邻区关系自动添加成功。

2、LTE同频邻区关系自动删除

同频邻区自动删除功能使用黑名单功能代替。满足黑名单条件的邻区不会自动删除，只是将该邻区设置到黑名单，达到不向其切换以及重选的目的。定期可以将黑名单中邻区手动删除。

自动黑名单条件设置：

可以设置门限，根据邻区之间切换成功率以及切换次数。将邻区成功率低或者切换次数少的邻区加入黑名单。

3、LTE异频邻区关系自动添加

异频小区的确认：设置实验场景，同站2、3小区异频，2小区频点为500，3小区频点为1750。

同样是基于测量报告结果，UE达到异频测量门限后，上报3小区PCI，自动完成添加异频邻区。

自动添加的结果：

4、异频邻区关系自动删除

与同频邻区关系自动删除相同，通过设置切换成功率门限或者切换次数门限，低于门限的邻区将被加入黑名单，达到切换抑制的目的。

四、结论

目前各个运营商都面临着网络维护以及日常管理等成本的压力，各大运营商均在推动SON功能以及技术的标准化。

SON作为一种新兴技术，目前还处于发展阶段。目前诺基亚通信已经实现了SON自配置、自优化、自修复等功能。可以实现自动规划以及优化LTE小区无线参数、邻区关系等功能。为之后的LTE优化工作提供很好地支持。减少运营商优化以及维护成本。

参 考 文 献

[1] 3GPP，TS32.500.TelecommunicationManagement；Self- OrganizingNetworks（SON）；Conceptsandre-quirement.

[2] 3GPP， TS 32.541 Telecommunication management； Self-Organizing Networks （SON）； Self-healing concepts and requirements.

[3]赵绍刚， 李岳梦. 3GPP LTE的运维新策略： 自组织网络[J]. 数字通信世界. 2009（5）：64-67