SingleSON：为Giga时代的网络运维护航

　　在MBB时代，多制式、多层次网络的自动化控制成为运营商降低运维成本、提升运维效率的迫切需求。SingleSON解决方案实现了从单制式网络到多制式网络，以及到多层次网络的自配置、自优化和自维护，帮助运营商有效降低OPEX、显著提升运维效率。

　　网络运维面临新挑战

　　随着无线技术的快速发展以及智能终端的日益普及，全球移动宽带用户数在强劲地增长，运营商希望不断提供更高速率的网络来满足人们对无线宽带的需求。

　　来自GSA的数据表明，全球80%以上的运营商同时运营着GSM和UMTS网络，其中有35家已经部署了LTE网络，其余大部分也计划在未来1－2年内部署LTE。同时，运营商也计划在热点区域引入小基站、Wi-Fi接入点，投资建设下一代MBB HetNet网络。由此造成网络部署、维护、排障的复杂度和成本呈指数上升。

　　另一方面，根据Infonetics Research的分析报告，目前全球前5大移动运营商的收入总和占全球所有移动运营商收入总和的40%，运营成本的占比也是40%，而这5大运营商各自的运营成本几乎占收入的70%。且随着人工成本的增加，特别是在发达国家，运营成本的关键是人力成本，运营商的OPEX不断攀升。

　　因此，多制式、多层次网络的自动化控制成为运营商降低运维成本、提升运维效率的迫切需求。自组织网络SON（Self-Organizing Network）技术的出现正是为了降低网络规划、部署、维护、排障的成本，提高设备利用效率，使运营商能高效运营维护高流量网络，在满足客户需求的同时，自身也能够得到持续发展。

　　从LTE SON到SingleSON的创新

　　NGMN在2006年提出自组织网络的概念，3GPP从2007年便开始启动LTE SON标准的讨论，LTE成为了业界第一个将SON标准化、商用化的网络。LTE SON的主要功能包括：自配置、自优化和自愈。

　　自配置过程定义为新部署的节点（eNB）通过自动安装来获取系统运行基本参数，整个安装过程只需要一次进站，大大减少了人工成本；自优化过程定义为通过UE和eNB的测量及性能测量来自动调整网络；自愈功能的目的是自动检测并定位绝大部分故障，提供自愈机制以解决不同等级的故障，将人工的关注点从简单的日常操作转移到真正提高网络质量的工作中。

　　2010年6月，华为和沃达丰成立了LTE SON创新项目组，聚焦于LTE SON的创新和商用。在沃达丰D2的第三季度创新大会上，联合创新中心团队第一次提出了SingleSON的概念，即借助LTE SON的产业成熟度来帮助GSM、UMTS网络提供类似SON的功能，并且通过SingleSON中eCoodinator 这个核心节点，实现GSM、UMTS和LTE各个制式、频点之间的协同和联合优化，以及宏网络和小基站网络之间的协同，提高HetNET网络的资源利用率。

　　SingleSON的商业特性

　　2011年10月18日，华为首次向业界正式发布了SingleSON解决方案，这也是全球第一个多制式的SON解决方案，标志着业界对多制式、多层次网络的建设和运维进入到一个新的水平。SingleSON解决方案实现了从单制式网络到多制式网络，以及到多层次网络的自配置、自优化和自维护。

　　站点的即插即用

　　狭义的即插即用特性是指基站在硬件安装完毕上电后，基站能自动连接到运维支撑系统，并下载、激活其专属配置数据，最终能提供无线服务。但这显然忽略了专属配置数据的规划过程，实际上基站只有被配置了正确的参数，才能提供服务，因此，SingleSON把参数的自规划合并到即插即用特性中，自规划内容包括基站的传输参数、无线参数和天馈系统参数等。每个基站的配置参数可达上千个，靠人工规划和配置几乎是不可能完成的。因此，实现网络参数的自动规划和自动配置，SingleSON可极大地降低网络规划和部署成本。

　　例如，在SingleRAN HetNet场景下，运营商需要在现有GSM、UMTS网络的基础上部署LTE宏网。SingleSON首先规划确定新站能不能建立在已有的站点位置，能不能和已有站点共享天馈、传输线路，以及新站小区的无线和天馈参数等。规划完成后，自动生成配置文件保存在运营商的运维支撑系统中，一方面用于指导基站施工，另一方面等待新小区基站自动下载并应用。

　　在部署阶段，多模基站的即插即用特性支持一次传输规划、一次进站、一个站一个证书一条安全链路，简单规划特性可减少手工配置数据90%，支持快速建网。

　　自动化的小区故障管理

　　自动化的小区故障管理特性包括小区失效的自动检测功能和自动补偿功能。小区失效的含义是，小区丧失或部分丧失提供无线服务的能力，包括小区不能在全部或部分地理区域提供服务，小区服务的用户数量大大下降，小区的总吞吐率大大下降等场景。

　　小区损坏自动检测功能监测小区多项KPI，在发现KPI异常后可能需要验证小区所服务的终端是否仍然可以发起业务，再判断小区是否失效。一旦判断小区失效，则向运营商发送告警。

　　小区失效自动补偿功能尝试恢复小区功能；如果失败，则调整失效小区的周边邻区向失效小区的用户提供服务；必要时，考虑调整这些邻区的天馈参数，以满足终端的QoS要求。

　　多制式、多层次网络的移动性管理

　　基站在完成部署后，进入运营状态，此时需要确保网络完全覆盖目标区域，终端在任何时间、任何地点都能使用无线服务。SingleSON始终检测网络运营状态，一旦发现有部分终端不能正常使用无线服务，则开始诊断网络故障、分析根因，最终向运营商报告优化建议，并在运营商控制下实施优化。

　　在优化阶段，多模自动化邻区关系配置（ANR），使人工邻区配置工作量降为0。ANR作为SingleSON解决方案的特性之一，支持多制式、多层次间网络的邻区关系自动管理和优化，不仅能够提升网络运营效率，而且大大降低运营成本。

　　优化实施之后，SingleSON继续监视网络性能、确认优化效果，如果优化效果不理想，则回退到优化前的状态，并再次执行优化方案。

　　在整个优化过程中，运营商需要人工操作的主要是确认故障根因，审核并授权实施优化配置方案，由此大大减少检测网络运营状态、查找故障根因，以及拟定优化方案的人工投入，提高了运维效率。

　　多制式、多层次网络的流量管理

　　流量管理是指网络能够根据终端报告等信息感知网络流量分布，并根据运营商策略自动调整网络配置和迁移终端，以便在满足终端QoS的前提下，提升网络资源利用效率。网络流量感知包括网络吞吐量的时间分布、空间分布、业务类型（QoS）分布等特征，主要依据是小区吞吐量KPI、终端测量报告和路测数据等。

　　对于突发的、短时间内发生的通信量分布和网络能力分布不一致的场景，SingleSON使用移动性负载平衡方案来解决，包括同站、站间、同频、异频、异系统、异站型层次小区间的方案。运营商通常还需要考虑服务类型和小区能力的映射关系，终端用户优先级和服务使用偏好等。值得一提的是，同频大小站之间移动性负载平衡还需要考虑终端速度、小区间干扰水平等。

　　对于长期频繁发生的通信量分布和网络能力分布不一致的场景，SingleSON使用天馈系统参数优化方案来解决。通过分析终端测量报告，发现吞吐量分布热点，SingleSON对于传统天线主要优化热点地区的信号质量，对于智能天线则首先考虑调整智能天线的波束方向，覆盖热点地区，必要时采取劈裂扇区的方式来满足覆盖区域的吞吐率要求。当优化天馈系统参数仍不能满足吞吐量需求时，则需要考虑重新部署天线，例如小型化、分布式密集部署等。

　　小区间干扰协调机制，也是改善终端吞吐率的方法。SingleSON采用小区间干扰消除技术，使小区边缘吞吐率提高30%，充分提升小区边缘用户的体验。