自治愈可靠网络设计

1、编辑ppt自治愈可靠网络设计SON简介编辑ppt1 SON简介 1. 1 SON（Self-Organizing Network，自组织网络）是伴随LTE发展而引出的一套完整的网络理念和规范。SON主要由运营商提出，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。1.2 SON 管理架构 SON 实体是指实现 SON 功能的实体，主要功能是完成对测量报告的监测和接收，通过自主功能实体完成自主控制的分析和决策，最后对参数设置实现控制。每个 SON 实体可以实现一个或多个 SON 功能，不同的 SON 功能之间需要进行功能间的相互协调，SON 实体功能示意图如下：编辑ppt S

2、ON 实体可以分布在无线接入网的不同网元中，根据 SON 实体在不同网元中的分布，可以将自组织网络的管理架构分为集中式、分布式和混合式三类。 集中式集中式 SON 管理架构管理架构：SON 实体部署在集中式的管理中心节点，功能在管理中心节点内实现。中心节点与网元之间有自主管理接口，一方面通过该接口采集网元的相关数据，例如计数器信息或 KPIs，另一方面执行功能运行相应的算法，给出的具体执行步骤，将参数设置命令通过该接口下发到下属网元，由下属网元进行相应的参数调整。优点：缺点： 图1 集中式管理架构编辑ppt 分布式分布式 SON 管理架构管理架构：SON 实体部署在不同的网元内，具体功能在中心

3、节点的下属网元内实现。在这种架构下，依然有管理中心节点，且管理中心节点与网元之间仍有自主管理接口，通过该接口，网元可以将高层信息上报到中心节点，管理中心节点也可以将高层 SON 策略下发到相应的网元，但与集中式 SON 架构的主要不同在于 SON 实体功能均是在网元中执行的。优点：更高的效率和速度缺点：实体之间的交互信息较少，不同的网络实体之间也很难协调。 图2 分布式管理架构编辑ppt混合式 SON 管理架构 该架构是集中式与分布式管理架构的结合，部分 SON功能实体部署在管理中心节点上，部分 SON 功能实体部署在不同的网元内，共同完成 SON 实体功能，具体的部署方式根据不同的 SON

4、功能而有所不同。优点优点：SON 功能实体主要集中在管理中心节点上，控制范围较大、互相冲突的概率较小。缺点缺点：运算量大，速度慢，算法比较复杂。 图3 混合式管理架构编辑ppt1.3 SON功能概述相比于传统网络，SON 将多种人工操作进行自动化处理，如下图所示。新基站的部署，在传统网络中，需要专业人员到实地进行勘察部署，根据周围基站部署情况计算出所需的配置参数，并进行相应的配置，而在 SON 中，仅需要施工人员对进行部署，参数配置、软件下载等操作都通过 SON 中的自配置功能自动完成，而不需要专业人员的参与。SON与传统网络对比图编辑ppt自配置自配置功能主要是针对网络中新增加节点时的自启动

5、过程，使得该节点能正常运行。该过程处于预运行(Pre-operational)状态，通过自配置中的基本配置操作能完成 eNodeB 加电、IP 地址配置及 OAM 检测、鉴权、网络连接、软件下载等操作；完成基本配置后，对节点进行初始参数配置，例如自动建立邻居列表、覆盖与容量等参数配置等等。完成自配置后，新增网络节点进入运行阶段，再运行自优化功能。编辑ppt自优化在网络运行过程中，为了适应用户的移动或无线环境的变化造成的网络状况改变，自优化功能实时的或周期的通过终端与基站的测量结果、性能状况对网络状况进行分析，通过自动调整相应参数，使网络状况达到最优状态。该过程中，eNodeB 处于运行(Ope

6、rational)状态，通过空中接口发送/接收数据，收集用户信息，反应到网络状况，并进行优化。在 SON 的自优化过程中，没有专业人员的参与，通过 SON 功能实体自动进行参数调整，自动优化；常用的用户场景包括：容量和覆盖自优化、RRM(Radio Resource Management,无线资源管理)参数自优化、干扰协调、负载均衡、移动健壮性优化等等。自优化功能可以自动的有效的检测到网络状况，进行参数优化调整，有效的提高服务质量，减小失败和掉话率，尽可能的满足用户的服务质量，同时，通过人工智能算法的引入，能减少人为的参与，减小网络维护成本。编辑ppt自治愈自治愈功能主要是指网络在运行过程中，

7、通过对用户数据的监测、设备持续监测告警时检测出网络中可能存在的问题，并自动检测修复。通过收集故障相关信息(用户数据信息、性能参数、测量结果等)进行故障分析，根据结果定位相应的故障，并进行恢复。在对故障的处理过程中，向管理站上报结果并记录，同时，为了对故障部分进行补偿，需要相邻小区协调处理。自治愈功能可以有效的发现网络中存在的问题，并进行恢复，即使在不能通过恢复就能解决问题的时候，及时有效的发现问题，尽可能的保证网络性能不受影响，保证用户的性能。编辑ppt2自治愈技术自治愈的功能自治愈的特点自治愈的过程自治愈的应用场景编辑ppt自治愈的功能自治愈是 SON 中的一个重要的功能，它的主要目的是通过

8、自动触发相应的恢复操作来减轻/消除故障。从故障管理的角度来说，对于每一个检测到的故障，不管是 ADAC(Automatically Detected and Automatically Cleared, 自动检测自动清除)还是 ADMC(Automatically Detected and Manually Cleared, 自动检测手动清除)故障，出错的网络实体都会产生适当的警报。自治愈的触发可以是一个警报，在这种情况下，自治愈功能实体监控警报，收集必要的信息(例如：测量、测试结果)做深入的分析，根据分析结果，如果需要，它将触发自动解决故障的恢复动作。对于一些位于网络单元上需要快速响应的自治

9、愈功能来说，要求故障检测能自动的触发自治愈，因此，当检测到故障时，自动的尝试修复故障会触发适当的自治愈过程。编辑ppt自治愈技术的特点多源性：具有自动收集各方面的信息进行分析的能力，例如，来自 OSS 的性能计数器、配置管理信息、警报、调用跟踪CDR(Charging Data Records,计费数据记录)等。多运营商：有能力访问和解释各个不同的供应商所提供的不同的信息来源。多技术性：能分别地或组合方式有效地处理所有相关技术。灵活性：虽然预计商业解决方案是提供一套全面的嵌入算法，但它必须结合具体的部署情况。可配置性：必须为运营商提供配置管理问题检测过程的高层次目标的机制；具备能触发其他 SO

10、N 功能模块的能力：作为进行分析的结果，例如，为了暂时覆盖某些网络元素进行紧急调整 RF 参数。编辑ppt自治愈过程一般地，自治愈过程包括以下步骤：检测：对正在发生的或即将发生的问题进行检测；诊断：发现检测到的问题的根本原因；治愈：应用适当的纠正措施(全部或部分，绝对或暂时地)恢复服务。编辑ppt编辑ppt应用场景 3GPP 标准规范中规定 3 种 SON 自治愈应用场景，包括：编辑ppt硬件故障自治愈主要用于以下场景： BBU 硬件板卡故障 RRU 硬件故障 时钟故障 传输链路故障当发生上述硬件故障时，基站会自动的尝试对该类故障进行处理和恢复。常用的方式是在该设备单元发生故障不能通过设备重启

11、恢复时，启用备用单元，并对其他正常单元进行参数的重新配置和优化。在对该故障进行处理后，能充分保证了用户性能，对网络造成的影响降到最小。编辑ppt 软件故障自治愈主要场景如下：OAM 管理节点批量配置数据，如果在配置过程中某些配置数据的关系错误，则能自动发现错误并回退原有的配置数据。 针对某些 KPI 进行数据优化，如果优化后发现 KPI 没有达到预期的数值，则能自动回滚到原有的配置数据。编辑ppt 小区故障自治愈应用场景主要包括：射频资源故障导致小区退服；基带资源故障导致小区退服； 时钟故障导致小区退服； 链路故障导致小区退服；小区休眠导致的小区退服务； 当小区故障发生时，自治愈的目标是尽可能

12、的不影响网络性能。常用的小区故障自治愈的方法是通过对网络中的数据信息进行检测，检测到故障小区，并试图用重启等方式进行恢复，在确定小区故障不能恢复后，通过调整周围小区参数，扩大周围小区的覆盖，最大程度的满足用户的服务需求。同时，这种故障恢复具有一定的上限，不可能补偿全部区域，因此这种恢复属于暂时缓解故障带来的影响，完全的恢复还需要人工的介入。编辑ppt编辑ppt3 基于自治愈技术理念的面向入侵网络设计3.1 基本假设3.2 面向容忍入侵网络设计 3.2.1 基本架构 3.2.2 基本思想 3.2.3 基本原理 3.2.4 设计原则 3.2.5 基本问题及其算法编辑ppt3.1 基本假设a）假设涉

13、及的技术在物理电路上均可实现。b）假设各技术间能友好互作的实现预设功能。c）假设设置的各判决参数均易由实际检测获得。d）假设各网元间对故障足够敏感，能快速响应。e）假设隐性入侵可探测或在网络最大容限内。编辑ppt3.2 面向容忍入侵网络设计3.2.1 基本架构 设计基本架构基于传统网络，通过修改、增设网元结构，辅助传统网络实现尽可能少的人工干预下的通信恢复。主要包括中断探测单元、中断馈偿网元、判决倒换节点、控制协调单元、备用线路等。基本模型如下图所示。 自治愈可靠网网络理论模型编辑pptEU：交换单元；SCCP：信令链接控制部分；MTP：信息传输部分；UP：用户部分；CCP：链接控制部分；AL

14、P：备用线部分；ICU：中断补偿单元。注：模型中ALP、MP分别与每一个MTP单元相连，图中只示意连接了一个。编辑ppt3.2.2 基本思想设计思想主要来源于自治愈技术，通过对现有网络分析补充，合理设置附加网元建立故障后备通信方案和一种信誉度模型（在每次通信中由相关设备参考信度值表动态建立）来隔离恶意节点，保证网络安全可靠并能够提供更好质量、更加有效的服务网络。涉及技术有：授权认证（访问控制机制）、分层配置、存取控制策略、权限管理、事务日志、镜像数据库、通信协议等。 注：本文所论设计，均是基于本节假设的设计。编辑ppt3.2.3 基本原理对重整补充后的网络利用重测信度法做信度分析，建立一张网络

15、各节点的信度值表。辅助网元在数据通信时做出最优路由选择，达到高质可靠通信的目的。最大限度保障信息通信的质量，降低通信网元的复杂度。假设传统网络在无故障前提下能有效实现通信。在非故障状态，以快速响应的实时监测机制，实时反馈网络运行状态加以评估，对各网络单元做出合理必须的干预，从人的主观能动性上减少事故发生的概率，保障通信的畅通。现有一突发性（不可预知的）故障刺激源作用于网络，并对网络产生影响（效应可监测）。此时，附加网元被激活，并作出响应产生可行性效应作用于网络，控制指导网络快速重新选取通信网络单元，建立故障后的后备通信方案。编辑ppt3.2.4 设计原则我国现行网络施行的是分级制，本文的设计基

16、于现行网络，因此设计需分级建设。同时我国网络覆盖面积甚广，这也要求相同而又有区别地加以对待（增加可控性、减少系统复杂度）。此外，不同用户对通信安全可靠度要求不同，所以也需要有区别地加以设计。对于优先重要通信，采用多级多技术双重保证，如骨干网；对于次级通信，参照故障发生概率估计设计级别。 概括来讲，就全国复杂的通信大系统，设计运用分区分级思想，利用相同而又区别的原则对待，建立可行运营网络及控制系统。编辑ppt3.2.5 基本问题及其算法1）重测信度法 在网络正式投入使用前，对网络进行试运行测试，建立各网络节点的信度值表，并以此为基础建立可信度模型（提供故障下的处理参考）。根据等级要求确定测定次数

17、和各检测指标，对同一个网元做重复通信测试。首先，在链路建立完备前提下，在发端发送测试信息，收端监测接收测试信息，然后与发端信息做置信容许下的比较，并把结果写入比较寄存器中。按测试要求进行多次测试，做相同信息处理。可信度评价：根据各次试验的数据，做统计处理剔除个别因测试失误引起的失谐数据样本。对每组数据做加权求和处理（权重根据参数重要性设定），得到一个概性估计值来表征该组数据的数字特征。对概性估计值做期望和方差处理，根据期望和方差对其做出可信度的评定。编辑ppt2）参数检验法此算法主要用于对故障的判定监测，指导下一步工作，并把检测结果反馈给CCP。首先，我们在给定小区域中设置若干监测点，分别为A

18、1、A2、A3An。在做数据分析前需对数据做预处理，假定每个监测点对同一节点样本采集3组数据，最后传回的样本数据通过如下方式得到：，其中p1+p2 + p3 =1（其参数可由系统或人工根据需要设定）。经过上述处理我们得到一系列的点，则（A1、A2、A3An）构成一个估计点，并通过经验估计构造该估计点的样本函数。假设样本估计点满足密度分布函数，即与An之间满足关系：。以此为检验函数，给定置信度（判决阈值），通过将传回数据代入该样本函数得到一组随机估计点，并与标准下求得的估计点做偏差估计，如果满足预设阈值，则触发判决并把结果传回就近控制单元。编辑ppt3）最短行程算法首先，寻路算法基于上一算法作用

19、域。在运算前需对可用路径做最大简化处理，以期选择路径时减少计算用时，达到快速响应目的。分析作用域及其邻域（即一次通信中，信息流在某一节点路由中传送时，所有可能的入路和出路路由的集合称为域）预处理后的简化拓扑图，根据实际设置每相邻节点间通路的权。为了进一步减少数据计算所用时间，这里采用类似分组交换中的数据报通信方式，即搜索每对顶点间的最短路径。基本做法：基于上一算法得出的故障点（设反馈中断信息包括其地址），控制系统分析传回地址，以故障点信息流入路路由作为传送新起点（即记发路由起始点），利用Floyd法搜索选取路径最短的路由作为传输方向（收索时舍弃故障路由），并以此为新起点搜索下一传输方向，重复此步骤。最终将会得到响应故障后路由重选的最短路径。编辑ppt4）匹配覆盖 匹配覆盖算法主要用于中断探测单元、中断馈偿网元、判决倒换节点、控制协调单