SingleSON：為新時(shí)代網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維護(hù)航

在MBB時(shí)代，多制式、多層次網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)化控制成為運(yùn)營(yíng)商降低運(yùn)維成本、提升運(yùn)維效率的迫切需求。SingleSON解決方案實(shí)現(xiàn)了從單制式網(wǎng)絡(luò)到多制式網(wǎng)絡(luò)，以及到多層次網(wǎng)絡(luò)的自配置、自優(yōu)化和自維護(hù)，幫助運(yùn)營(yíng)商有效降低OPEX、顯著提升運(yùn)維效率。

網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維面臨新挑戰(zhàn)

隨著無(wú)線技術(shù)的快速發(fā)展以及智能終端的日益普及，全球移動(dòng)寬帶用戶數(shù)在強(qiáng)勁地增長(zhǎng)，運(yùn)營(yíng)商希望不斷提供更高速率的網(wǎng)絡(luò)來(lái)滿足人們對(duì)無(wú)線寬帶的需求。

GSA2012年3月發(fā)布的報(bào)告顯示，全球80%以上的運(yùn)營(yíng)商同時(shí)運(yùn)營(yíng)著GSM和UMTS網(wǎng)絡(luò)，其中有57家已經(jīng)部署了LTE網(wǎng)絡(luò)，其余大部分也計(jì)劃在未來(lái)1－2年內(nèi)部署LTE。同時(shí)，運(yùn)營(yíng)商也計(jì)劃在熱點(diǎn)區(qū)域引入小基站、Wi-Fi接入點(diǎn)，投資建設(shè)下一代MBB HetNet網(wǎng)絡(luò)。由此造成網(wǎng)絡(luò)部署、維護(hù)、排障的復(fù)雜度和成本呈指數(shù)上升。

另一方面，根據(jù)Infonetics Research的分析報(bào)告，目前全球前5大移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商的收入總和占全球所有移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商收入總和的40%，運(yùn)營(yíng)成本的占比也是40%，而這5大運(yùn)營(yíng)商各自的運(yùn)營(yíng)成本幾乎占收入的70%。且隨著人工成本的增加，特別是在發(fā)達(dá)國(guó)家，運(yùn)營(yíng)成本的關(guān)鍵是人力成本，運(yùn)營(yíng)商的OPEX不斷攀升。

因此，多制式、多層次網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)化控制成為運(yùn)營(yíng)商降低運(yùn)維成本、提升運(yùn)維效率的迫切需求。自組織網(wǎng)絡(luò)SON（Self-Organizing Network）技術(shù)的出現(xiàn)正是為了降低網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、部署、維護(hù)、排障的成本，提高設(shè)備利用效率，使運(yùn)營(yíng)商能高效運(yùn)營(yíng)維護(hù)高流量網(wǎng)絡(luò)，在滿足客戶需求的同時(shí)，自身也能夠得到持續(xù)發(fā)展。

從LTE SON到SingleSON的創(chuàng)新

NGMN在2006年提出自組織網(wǎng)絡(luò)的概念，3GPP從2007年便開(kāi)始啟動(dòng)LTE SON標(biāo)準(zhǔn)的討論，LTE成為了業(yè)界第一個(gè)將SON標(biāo)準(zhǔn)化、商用化的網(wǎng)絡(luò)。LTE SON的主要功能包括：自配置、自優(yōu)化和自愈。

自配置過(guò)程定義為新部署的節(jié)點(diǎn)（eNB）通過(guò)自動(dòng)安裝來(lái)獲取系統(tǒng)運(yùn)行基本參數(shù)，整個(gè)安裝過(guò)程只需要一次進(jìn)站，大大減少了人工成本；自優(yōu)化過(guò)程定義為通過(guò)UE和eNB的測(cè)量及性能測(cè)量來(lái)自動(dòng)調(diào)整網(wǎng)絡(luò)；自愈功能的目的是自動(dòng)檢測(cè)并定位絕大部分故障，提供自愈機(jī)制以解決不同等級(jí)的故障，將人工的關(guān)注點(diǎn)從簡(jiǎn)單的日常操作轉(zhuǎn)移到真正提高網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的工作中。

2010年6月，華為和沃達(dá)豐成立了LTE SON創(chuàng)新項(xiàng)目組，聚焦于LTE SON的創(chuàng)新和商用。在沃達(dá)豐D2的第三季度創(chuàng)新大會(huì)上，聯(lián)合創(chuàng)新中心團(tuán)隊(duì)第一次提出了SingleSON的概念，即借助LTE SON的產(chǎn)業(yè)成熟度來(lái)幫助GSM、UMTS網(wǎng)絡(luò)提供類似SON的功能，并且通過(guò)SingleSON中eCoordinator這個(gè)核心節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)GSM、UMTS和LTE各個(gè)制式、頻點(diǎn)之間的協(xié)同和聯(lián)合優(yōu)化，以及宏網(wǎng)絡(luò)和小基站網(wǎng)絡(luò)之間的協(xié)同，提高HetNet網(wǎng)絡(luò)的資源利用率。

SingleSON的特性價(jià)值

2011年10月18日，華為首次向業(yè)界正式發(fā)布了SingleSON解決方案，這也是全球第一個(gè)多制式的SON解決方案，標(biāo)志著業(yè)界對(duì)多制式、多層次網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和運(yùn)維進(jìn)入到一個(gè)新的水平。SingleSON解決方案實(shí)現(xiàn)了從單制式網(wǎng)絡(luò)到多制式網(wǎng)絡(luò)，以及到多層次網(wǎng)絡(luò)的自配置、自優(yōu)化和自維護(hù)。

自配置

狹義的自配置是指基站在硬件安裝完畢上電后，基站能自動(dòng)連接到運(yùn)維支撐系統(tǒng)，并下載、激活其專屬配置數(shù)據(jù)，最終能提供無(wú)線服務(wù)。但這顯然忽略了專屬配置數(shù)據(jù)的規(guī)劃過(guò)程，實(shí)際上基站只有被配置了正確的參數(shù)，才能提供服務(wù)，因此，SingleSON把參數(shù)的自規(guī)劃合并到自配置特性中，自規(guī)劃內(nèi)容包括基站的傳輸參數(shù)、無(wú)線參數(shù)和天饋系統(tǒng)參數(shù)等。每個(gè)基站的配置參數(shù)可達(dá)上千個(gè)，靠人工規(guī)劃和配置幾乎是不可能完成的。因此，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的自動(dòng)規(guī)劃和自動(dòng)配置，SingleSON可極大地降低網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和部署成本。

例如，在SingleRAN HetNet場(chǎng)景下，運(yùn)營(yíng)商需要在現(xiàn)有GSM、UMTS網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上部署LTE宏網(wǎng)。SingleSON首先規(guī)劃確定新站能不能建立在已有的站點(diǎn)位置，能不能和已有站點(diǎn)共享天饋、傳輸線路，以及新站小區(qū)的無(wú)線和天饋參數(shù)等。規(guī)劃完成后，自動(dòng)生成配置文件保存在運(yùn)營(yíng)商的運(yùn)維支撐系統(tǒng)中，一方面用于指導(dǎo)基站施工，另一方面等待新小區(qū)基站自動(dòng)下載并應(yīng)用。

在部署階段，多模基站的自配置特性支持一次傳輸規(guī)劃、一次進(jìn)站、一個(gè)站一個(gè)證書(shū)一條安全鏈路，簡(jiǎn)單規(guī)劃特性可減少手工配置數(shù)據(jù)90%，支持快速建網(wǎng)。

自優(yōu)化

多制式、多層次網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)性優(yōu)化?；驹谕瓿刹渴鸷螅M(jìn)入運(yùn)營(yíng)狀態(tài)，此時(shí)需要確保網(wǎng)絡(luò)完全覆蓋目標(biāo)區(qū)域，終端在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)都能使用無(wú)線服務(wù)。SingleSON始終檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)狀態(tài)，一旦發(fā)現(xiàn)有部分終端不能正常使用無(wú)線服務(wù)，則開(kāi)始診斷網(wǎng)絡(luò)故障、分析根因，最終向運(yùn)營(yíng)商報(bào)告優(yōu)化建議，并在運(yùn)營(yíng)商控制下實(shí)施優(yōu)化。

在優(yōu)化階段，多模自動(dòng)化鄰區(qū)關(guān)系配置（ANR），使人工鄰區(qū)配置工作量降為0。ANR作為SingleSON解決方案的特性之一，支持多制式、多層次間網(wǎng)絡(luò)的鄰區(qū)關(guān)系自動(dòng)管理和優(yōu)化，不僅能夠提升網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)效率，而且大大降低運(yùn)營(yíng)成本。

優(yōu)化實(shí)施之后，SingleSON繼續(xù)監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)性能、確認(rèn)優(yōu)化效果，如果優(yōu)化效果不理想，則回退到優(yōu)化前的狀態(tài)，并再次執(zhí)行優(yōu)化方案。

在整個(gè)優(yōu)化過(guò)程中，運(yùn)營(yíng)商需要人工操作的主要是確認(rèn)問(wèn)題根因，審核并授權(quán)實(shí)施優(yōu)化配置方案，由此大大減少檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)狀態(tài)、查找問(wèn)題根因，以及擬定優(yōu)化方案的人工投入，提高了運(yùn)維效率。

多制式、多層次網(wǎng)絡(luò)的流量管理。流量管理是指網(wǎng)絡(luò)能夠根據(jù)終端報(bào)告等信息感知網(wǎng)絡(luò)流量分布，并根據(jù)運(yùn)營(yíng)商策略自動(dòng)調(diào)整網(wǎng)絡(luò)配置和遷移終端，以便在滿足終端QoS的前提下，提升網(wǎng)絡(luò)資源利用效率。網(wǎng)絡(luò)流量感知包括網(wǎng)絡(luò)吞吐量的時(shí)間分布、空間分布、業(yè)務(wù)類型（QoS）分布等特征，主要依據(jù)是小區(qū)吞吐量KPI、終端測(cè)量報(bào)告和路測(cè)數(shù)據(jù)等。

對(duì)于突發(fā)的、短時(shí)間內(nèi)發(fā)生的通信量分布和網(wǎng)絡(luò)能力分布不一致的場(chǎng)景，SingleSON使用移動(dòng)性負(fù)載平衡方案來(lái)解決，包括同站、站間、同頻、異頻、異系統(tǒng)、異站型層次小區(qū)間的方案。運(yùn)營(yíng)商通常還需要考慮服務(wù)類型和小區(qū)能力的映射關(guān)系，終端用戶優(yōu)先級(jí)和服務(wù)使用偏好等。值得一提的是，同頻大小站之間移動(dòng)性負(fù)載平衡還需要考慮終端速度、小區(qū)間干擾水平等。

對(duì)于長(zhǎng)期頻繁發(fā)生的通信量分布和網(wǎng)絡(luò)能力分布不一致的場(chǎng)景，SingleSON使用天饋系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化方案來(lái)解決。通過(guò)分析終端測(cè)量報(bào)告，發(fā)現(xiàn)吞吐量分布熱點(diǎn)，對(duì)于需要調(diào)整天線參數(shù)的場(chǎng)景，主要優(yōu)化熱點(diǎn)地區(qū)的信號(hào)質(zhì)量。當(dāng)優(yōu)化天饋系統(tǒng)參數(shù)仍不能滿足吞吐量需求時(shí)，則需要考慮重新部署天線，例如小型化、分布式密集部署等。

小區(qū)間干擾協(xié)調(diào)機(jī)制，也是改善終端吞吐率的方法。SingleSON采用小區(qū)間干擾消除技術(shù)，使小區(qū)邊緣吞吐率提高30%，充分提升小區(qū)邊緣用戶的體驗(yàn)。

自維護(hù)

自維護(hù)，即自動(dòng)化的小區(qū)故障管理特性，包括小區(qū)失效的自動(dòng)檢測(cè)功能和自動(dòng)補(bǔ)償功能。小區(qū)失效的含義是，小區(qū)喪失或部分喪失提供無(wú)線服務(wù)的能力，包括小區(qū)不能在全部或部分地理區(qū)域提供服務(wù)，小區(qū)服務(wù)的用戶數(shù)量大大下降，小區(qū)的總吞吐率大大下降等場(chǎng)景。

小區(qū)損壞自動(dòng)檢測(cè)功能監(jiān)測(cè)小區(qū)多項(xiàng)KPI，在發(fā)現(xiàn)KPI異常后可能需要驗(yàn)證小區(qū)所服務(wù)的終端是否仍然可以發(fā)起業(yè)務(wù)，再判斷小區(qū)是否失效。一旦判斷小區(qū)失效，則向運(yùn)營(yíng)商發(fā)送告警。

小區(qū)失效自動(dòng)補(bǔ)償功能嘗試恢復(fù)小區(qū)功能；如果失敗，則調(diào)整失效小區(qū)的周邊鄰區(qū)向失效小區(qū)的用戶提供服務(wù)；必要時(shí)，考慮調(diào)整這些鄰區(qū)的天饋參數(shù)，以滿足終端的QoS要求。