SON技術(shù)實現(xiàn)小基站智能化

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Small Cell是一種蜂窩網(wǎng)接入點,在網(wǎng)絡(luò)擴容、綠色節(jié)能、提高室內(nèi)覆蓋和宏小區(qū)性能等方面發(fā)揮了越來越突出的作用。隨著數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的蓬勃發(fā)展,Small Cell越來越得到運營商的青睞。

Small Cell的核心技術(shù)是SON(Self-Organizing Network)技術(shù)方案,SON以降低網(wǎng)絡(luò)運維成本和改善網(wǎng)絡(luò)性能為目的,主要包括自配置(Self-configuration)和自優(yōu)化(Self-optimization)功能。自配置指Small Cell剛加入網(wǎng)絡(luò)時通過自動安裝和配置過程獲得可運行的基本配置以實現(xiàn)設(shè)備即插即用,主要包括小區(qū)參數(shù)、鄰區(qū)、頻點等基本參數(shù)配置;自優(yōu)化指在Small Cell運行過程中,根據(jù)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的變化自動調(diào)整參數(shù)以優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)性能,包括擁塞控制、小區(qū)間干擾協(xié)調(diào)等。具體包含以下技術(shù)。

——小區(qū)參數(shù)自配置技術(shù)。小區(qū)參數(shù)因制式而異,主要為LAC、CellId、工作頻點、BSIC(2G)、擾碼(3G)、PCI(LTE)等,一般在候選集合內(nèi)按照某種規(guī)則分配即可,具體策略需考慮制式差異:對于GSM系統(tǒng),需滿足配置相同BCCH載頻的小區(qū)必須配置不同BSIC的原則;對于TD-SCDMA和WCDMA系統(tǒng),則需要滿足配置相同頻點的小區(qū)必須配置不同擾碼的原則。對于LTE系統(tǒng),PCI配置則需滿足以下兩個要求:一是不沖突,即任何兩個相鄰的同頻小區(qū)都不能使用同一個PCI;二是不混淆,即在一個小區(qū)的所有鄰區(qū)中不能有任何兩個同頻小區(qū)使用相同的PCI。

——鄰區(qū)自配置技術(shù)。鄰區(qū)自動配置技術(shù)是Small Cell將周圍有鄰區(qū)關(guān)系的小區(qū)自動配置到其鄰區(qū)列表的技術(shù),它具有以下關(guān)鍵特點。

鄰區(qū)發(fā)現(xiàn):可通過靜態(tài)配置、Small Cell無線環(huán)境感知技術(shù)和移動終端測量報告等實現(xiàn),但仍需解決先上電的Small Cell如何將后上電的Small Cell配置成鄰區(qū)等關(guān)鍵問題。

鄰區(qū)篩選:受限于鄰區(qū)列表長度,需要對鄰區(qū)進行篩選,需要考慮因素為地面鏈路相關(guān)配置數(shù)據(jù)、鄰區(qū)RAT及鄰區(qū)所屬運營商屬性、與該鄰區(qū)的距離與互操作需求等。

冗余鄰區(qū)和漏配鄰區(qū)檢測:冗余鄰區(qū)和漏配鄰區(qū)是網(wǎng)絡(luò)翻頻、設(shè)備先后上電、小區(qū)故障和鄰區(qū)個數(shù)限制等的產(chǎn)物,以節(jié)能、切換及時為目的,如何及時檢測鄰區(qū)冗余和漏配并及時糾正是鄰區(qū)配置技術(shù)的一大挑戰(zhàn)。

場景需求:在某些特定的場景,如無主導(dǎo)小區(qū)、鄰區(qū)存在快速移動用戶等場景,部分鄰區(qū)無需互配鄰區(qū)關(guān)系,以避免頻繁切換導(dǎo)致性能下降。

——頻點自配置自優(yōu)化技術(shù)。頻點自配置自優(yōu)化是減少網(wǎng)絡(luò)干擾的有效手段。主要包含如下幾個方案。

預(yù)留頻點:宏站為Small Cell預(yù)留獨立候選頻點集合并將其統(tǒng)一配置到宏站鄰區(qū)列表中,Small Cell則在該集合中選擇最優(yōu)頻點。

鏡像頻點:Small Cell需要在參考鄰區(qū)的鄰區(qū)列表中選擇干擾最小鄰區(qū)的頻點作為Small Cell的頻點。

常規(guī)方案:Small Cell按照干擾最小原則在候選頻點集合選擇合適的頻點。

從移動性角度看,前兩個方案還可實現(xiàn)從宏小區(qū)向Small Cell的自動重選。

——功率自配置自優(yōu)化技術(shù)。功率自配置自優(yōu)化技術(shù)需要確定Small Cell的最大發(fā)射功率,即要在期望的覆蓋范圍、小區(qū)間干擾之間獲得平衡,需考慮以下因素。

接入模式:當(dāng)為開放模式時如何避免功率配置過大;當(dāng)為閉合模式時需要考慮正常訪客等因素。

干擾:解決在頻點配置受限且存在干擾情況下的功率配置以保證業(yè)務(wù)質(zhì)量;獲取期望覆蓋范圍信息,由于受Small Cell部署地房屋結(jié)構(gòu)差異、用戶擺放位置隨機等因素影響,如何通過保證期望覆蓋范圍進行功率配置是技術(shù)難點。

移動性要求:需要功率配置能夠在滿足信號覆蓋的前提下加強Small Cell的話務(wù)吸納能力,在出現(xiàn)擁塞條件下進行覆蓋收縮。

——擁塞控制技術(shù)。擁塞控制技術(shù)是Small Cell通過實時監(jiān)測系統(tǒng)負(fù)載,當(dāng)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)擁塞后,執(zhí)行接入限制、功率限制、分組業(yè)務(wù)降速、切換等擁塞解決措施,最大限度地保證在網(wǎng)用戶的業(yè)務(wù)質(zhì)量;當(dāng)發(fā)現(xiàn)擁塞解除后,需自動解除接入限制和功率限制,恢復(fù)分組業(yè)務(wù)速率等措施及時恢復(fù)用戶的業(yè)務(wù)感知。

——小區(qū)間干擾協(xié)調(diào)技術(shù)。小區(qū)間干擾協(xié)調(diào)技術(shù)(ICIC),其思想是通過靈活的頻率復(fù)用技術(shù),使相鄰小區(qū)間干擾信號源距離盡可能遠,以達到抑制小區(qū)間干擾的目的。ICIC可分為部分頻率復(fù)用(FFR: Fractional Frequency Reuse)和軟頻率復(fù)用(SFR: Soft Frequency Reuse)兩種方式。對于FFR,相鄰小區(qū)中心用戶共享相同頻率資源,而其邊緣用戶使用互相正交頻率資源;對于SFR,用戶被分配到擁有不同功率等級的整個系統(tǒng)帶寬中,即中心用戶使用低發(fā)射功率的頻率資源,邊緣用戶使用高發(fā)射功率的頻率資源,并且保證相鄰小區(qū)高發(fā)射功率的頻率資源互相正交。

由此可見,ICIC技術(shù)是以少量犧牲中心用戶的網(wǎng)絡(luò)性能來獲得小區(qū)性能的極大提升,特別是邊緣用戶網(wǎng)絡(luò)性能的提升,在LTE小區(qū)中廣泛應(yīng)用。

綜上所述,SON技術(shù)涉及面廣,各個關(guān)鍵技術(shù)之間相輔相成,缺一不可。在實際應(yīng)用中,SON方案設(shè)計必須結(jié)合產(chǎn)品硬件能力、用戶需求及運營商規(guī)劃等進行綜合考慮。

作者:京信通信系統(tǒng)(中國)有限公司 覃華忠 來源:人民郵電報


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