2012年11月14日 星期三

LTE:Self Organizing Network(SON) 介紹

Self Organizing Network (SON) Concept


Self Organizing Network,自優化網路,這是一個跟UE沒有什麼太大關係的主題,這個功能是基地台自己會去優化自己的訊號。以往營運商在架設基地台需要花非常多的心思去調教基地台的功率、天線的垂直角度、天線的方向角,甚至需要一些專業的Planing Tool、Scaning tool、長時間的路測等等,就是為了要最佳化基地台的架設。在了解SON替營運商做了什麼事情之前,我們就敘述一下營運商在佈建基地台的流程

繪圖1

  • Planning
    基地台的先期規劃,規劃基地台架設的地點,規劃基地台要打出多大的功率,天線傾角,等等參數
  • Deployment
    實際下去佈建基地台,並設定基地台的參數,等工程類的動作
  • Optimization
    基地台的最佳化,當基地台的量架設到一個程度,就會需要時常去最佳化基地台的配置,若沒有最佳話基地台的配置,多架設的基地台很有可能會形同虛設,設置干擾原有的基地台的訊號,造成反效果。
  • Maintenence
    基地台的維護,當有訊號與計劃的不同,或是訊號不良時,要查找基地台是否損壞,天線是否偏移,設定錯誤等等動作。

可以看的出來Planning與Deployment是對於營運商初期架設的成本開銷,這種開銷通常叫做一次性的開銷,capital expenditures(CAPEX),佈建時僅要支出一次的成本,而 Optimization與Maintenence算是經常性的開銷operational expenditures(OPEX),意思就是維持網路就必須要不斷的開銷的成本,若是營運商能夠減少這兩個開銷,將會降低行動網路的成本,相對提高競爭力。

而SON的功能主要分為數個部分的功能

 

Hybrid Management Architecture 分層式的管理,讓管理結構化。
self-configuration 意指基地台架設初期時,自動對基地台做設定,盡量去做到plug and play,讓人工設定的部分減少,主要是降低Planning與Deployment中CAPEX的支出 。
self-optimization 則是降低Optimization與Maintencence的OPEX支出,並快速最佳化RF效能、Neighbor list。
Automated Fault Identification and Selfhealing 自動偵測基地台問題,並且自動修復。
User Perceived Quality Enhancement 自動感測使用者品質並加強。
Energy Saving 自動節能功能,在使用率較小的時段,降低整體功耗。
SON for Home eNodeB 針對Femto cell的Son,例如eICIC功能等。

 

我們就針對上述的項目進行詳細的敘述

Self-configuration

基地台的self-configuration分為下列幾個步驟,重點在plug and play,讓營運商在架設數以萬計的基地台時,不需一個一個去做設定。

    1. IP address allocation
    2. 設定GW,使EnodeB可以進行傳輸
    3. eNodeB將自身的硬體資訊傳送給self-configuration system,
    4. Self-configuration system會將設定資訊傳送給eNodeB,eNodeB收到之後會做自我設定。
    5. eNodeB設定完之後,會連接到OAM系統,方便維護人員做後續管理。
    6. 進行S1及X2 介面的連接,意即EnodeB與其他的EnodeB與MME做連接

Image(2)

Self-Optimization
重點在於Auto-Tune,自動調教基地台,讓網路達到最佳的效果

  1. 基地台的self-optimization,基地台會量測附近基地台及UE的訊號,讓Self-Optimization系統有資料庫去調整EnodeB功率,達到RF的最佳化,如覆蓋率、容量等等。
  2. 進行Automatic Neighbor Relation (ANR)維護Neighbor list,讓UE能夠收到正確的Neighbor list,進行正確的handover。以往這個步驟會耗用大量的人力、物力。必須要有人員使用Scanner長期進行路測、分析,並重新輸入基地台資訊,再路測,再分析,以達到最佳化。並隨著基地台的數量,會越來越複雜。最佳化的時間也越來越長,所以這個功能是相當相當重要的。
  3. 進行Load Balancing,當SON發現某些EnodeB的負擔過大時,可自動去調整基地台參數,以達到Load Balancing的功能

image

Self-healing

對於基地台不正常的行為,會有自動偵測問題,警告,並修復之,例如某一個基地台損壞,中間的覆蓋率會由其他的基地台去補齊。這是個相當方便的功能,降低使用者因為基地台損壞或停電而造成不好的使用經驗。

 

 

可以看的出來功能相當強大,這也象徵著,未來要進入基地台研發的門檻又更高了,雖然是對於營運商更為強大,藍圖也開得不小,但是實際上能應用到什麼程度,目前我想還沒人知道。也沒人能確定。

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