移动通信LTE网络自动优化标准

移动通信LTE网络自动优化标准一、引言随着移动通信技术的飞速发展和用户规模的持续扩大，LTE网络作为当前主流的移动通信技术，其网络质量和运营效率面临着前所未有的挑战。传统的依赖人工经验的网络优化方式，已难以满足网络复杂度提升、优化需求精细化以及运营成本控制的多重要求。网络自动优化技术应运而生，它通过引入智能化算法与自动化流程，实现网络参数的动态调整、故障的快速定位与修复，从而提升网络性能、改善用户体验并降低运营成本。本标准旨在规范LTE网络自动优化的体系架构、功能模块、关键流程、性能指标及相关技术要求，为运营商构建和部署自动优化系统提供统一的技术指导，确保自动优化工作的科学性、有效性和安全性。本标准适用于LTEFDD及TD-LTE网络的自动优化系统设计、开发、部署、测试与运维。二、术语与定义下列术语和定义适用于本标准。*自动优化(AutomaticOptimization)：指在预设策略和约束条件下，系统通过采集网络运行数据，进行智能分析与决策，自动生成并执行优化方案，实现网络性能指标提升或问题解决的闭环过程。*网络性能指标(NetworkPerformanceIndicator)：用于衡量网络运行状况和服务质量的量化参数，通常分为关键性能指标(KPI)和关键质量指标(KQI)。*关键性能指标(KeyPerformanceIndicator,KPI)：从网络侧衡量网络性能的指标，如无线接入成功率、切换成功率、掉话率、吞吐量等。*关键质量指标(KeyQualityIndicator,KQI)：从用户感知角度衡量业务质量的指标，如语音通话质量、数据业务速率、业务建立时延等。*配置参数(ConfigurationParameter)：网络设备中可调整的、影响网络功能和性能的参数集合，如小区参考信号功率、切换门限、调度算法参数等。*优化策略(OptimizationStrategy)：指导自动优化系统进行分析、决策和执行的一系列规则、算法和模型的集合。*闭环优化(Closed-LoopOptimization)：指自动优化系统完成“数据采集-分析诊断-方案生成-执行-效果评估”的完整循环，并能根据评估结果自动触发新一轮优化或调整策略。*基线(Baseline)：网络在特定时期内，在稳定运行状态下的性能指标参考值，用于评估优化效果。*根因分析(RootCauseAnalysis)：通过对网络问题表象进行深入分析，找出导致问题发生的根本原因的过程。三、总体要求3.1智能化要求自动优化系统应具备高度的智能化水平，能够利用机器学习、深度学习等人工智能技术，以及传统的专家系统和数学建模方法，实现对复杂网络场景的精准分析和智能决策。系统应具备自学习能力，能够根据网络环境变化和优化经验积累，持续提升优化效果。3.2可靠性要求自动优化系统的设计和实现应充分考虑其可靠性。在数据采集、分析决策、指令下发等各个环节均应具备容错机制和异常处理能力，防止因系统故障或误判导致网络性能恶化。关键操作应支持回滚机制。3.3安全性要求自动优化系统应具备完善的安全防护机制。包括但不限于：严格的身份认证与授权机制，防止未授权访问；敏感数据传输与存储的加密保护；操作日志的完整记录与审计；对优化指令的合法性与安全性校验，避免对网络造成破坏性影响。3.4可扩展性要求自动优化系统的架构应具备良好的可扩展性，能够适应网络规模的扩大、新功能的增加以及新技术的引入（如向5G网络的演进支持）。模块化设计是实现可扩展性的重要手段。3.5兼容性要求自动优化系统应能与现有的网络管理系统、网元管理系统、数据采集系统等各类网络支撑系统兼容对接，支持主流的接口协议和数据格式。3.6优化效果要求自动优化系统应能针对不同的优化目标（如覆盖优化、容量优化、干扰优化、切换优化等），在合理的时间内使网络性能指标得到可量化的改善，并能稳定在优化后的水平。四、功能架构要求自动优化系统宜采用分层架构，各层功能清晰，接口标准化。典型的功能架构包括以下模块：4.1数据采集与预处理模块*功能要求：能够全面、准确、实时或近实时地采集来自核心网、接入网（eNodeB）、用户终端等多源数据。数据类型包括但不限于：配置数据、性能统计数据、信令数据、用户面数据、告警数据、拓扑数据等。*预处理要求：对采集到的原始数据进行清洗、过滤、归一化、聚合、关联等处理，去除噪声，填补缺失，确保数据质量，为后续分析提供可靠输入。4.2性能分析与问题识别模块*功能要求：基于预处理后的数据，对网络KPI、KQI进行实时监控和趋势分析。通过设定阈值、基线比较、异常检测等手段，及时发现网络中存在的性能瓶颈、故障隐患及用户感知问题。*根因分析要求：针对已识别的问题，结合网络拓扑、配置参数、无线环境等信息，运用数据挖掘、关联分析等方法，定位问题产生的根本原因。4.3优化策略生成与决策模块*功能要求：根据问题根因、优化目标以及网络当前状态，结合内置的优化知识库、算法模型（如基于规则的算法、机器学习算法、启发式算法等），自动生成候选优化方案。*决策要求：对候选优化方案进行评估，考虑其潜在风险、实施复杂度、预期收益等因素，选择最优方案。同时，需确保优化方案符合网络规划约束和运营商策略。4.4优化执行与配置管理模块*功能要求：根据决策模块输出的优化方案，自动或半自动（经人工审批后）向网元设备下发配置调整指令。支持批量操作和并行处理。*配置管理要求：对网络配置参数的变更过程进行记录、版本控制和回溯管理。确保配置修改的准确性和可追溯性。4.5效果评估与闭环控制模块*功能要求：在优化方案执行后，通过采集新的网络性能数据，与优化前的基线或目标值进行对比，评估优化效果。*闭环控制要求：若优化效果达到预期目标，则固化优化结果；若未达到预期，则分析原因，触发新一轮的分析、决策和优化过程，形成完整的闭环控制。对于可能导致性能恶化的情况，应能及时触发告警并执行回退操作。五、数据要求5.1数据采集范围自动优化系统应能采集以下各类数据：*配置数据：eNodeB基本信息、小区参数、邻区关系、PCI规划、功率参数、切换参数、定时器参数等。*性能数据：*接入性指标：如RRC连接建立成功率、E-RAB建立成功率。*保持性指标：如E-RAB掉话率、RRC连接异常释放率。*移动性指标：如切换成功率、切换时延。*吞吐量指标：如小区平均吞吐量、用户平均吞吐量、小区边缘吞吐量。*资源利用率指标：如PRB利用率、CPU利用率、内存利用率。*信令数据：S1-MME、S1-U、X2等接口信令，用于深度分析呼叫流程、切换过程等。*用户面数据：IP层及以上的业务数据，用于分析用户行为、业务类型和QoS保障情况。*告警数据：设备运行异常、故障告警信息。*其他数据：如工参数据（经纬度、天线高度、方位角、下倾角）、干扰数据等。5.2数据质量要求*准确性：数据应真实反映网络实际运行状态，避免失真。*完整性：数据采集应全面，避免关键数据缺失。*实时性：对于实时监控和快速优化场景，数据采集和处理时延应控制在合理范围内。*一致性：不同来源的数据应保持逻辑上的一致性。5.3数据安全与隐私保护自动优化系统应采取必要的技术措施，确保采集、传输、存储和使用过程中的数据安全，防止数据泄露、丢失或被篡改。同时，应遵守相关法律法规，保护用户隐私，对涉及用户隐私的数据进行脱敏处理。六、优化流程规范LTE网络自动优化应遵循标准化的流程，确保优化过程的有序性和可重复性。典型的自动优化流程包括以下阶段：6.1优化目标设定6.2数据采集与基线分析启动数据采集，收集优化目标相关的网络性能数据和配置数据。建立优化前的性能基线，作为后续效果评估的基准。6.3问题诊断与根因分析对比基线数据与目标值，结合告警信息，识别当前网络中存在的问题，并深入分析导致这些问题的根本原因。6.4优化方案生成与评估基于根因分析结果和优化目标，利用优化算法和策略生成初步的优化方案。对方案的可行性、潜在风险和预期效果进行评估。6.5优化方案执行在获得授权后（自动授权或人工授权），系统自动执行优化方案，下发配置调整指令。执行过程中应进行监控，确保指令正确执行。6.6优化效果评估与固化优化方案执行后，经过一段观察期，重新采集网络性能数据，与优化前的基线进行对比，评估优化措施是否达到预期目标。若达到目标，则固化优化结果；若未达到，则进入下一轮闭环优化。6.7闭环迭代若优化效果未达预期，或在网络运行过程中出现新的问题，系统应能自动触发新一轮的优化流程，直至问题解决或达到预设的迭代次数上限。七、性能指标与优化目标自动优化系统应能针对LTE网络的关键性能指标进行优化。以下列出部分核心KPI及典型的优化方向（具体目标值由运营商根据网络实际情况设定）：7.1无线接入性*核心指标：RRC连接建立成功率、E-RAB建立成功率。*优化方向：优化小区选择/重选参数、随机接入参数、上行干扰抑制、覆盖优化等。7.2无线保持性*核心指标：E-RAB掉话率、RRC连接异常释放率。*优化方向：优化切换参数（切换门限、时延、幅度）、功率控制参数、定时器参数、邻区关系等。7.3无线移动性*核心指标：切换成功率、切换时延、重定向成功率。*优化方向：优化切换策略、邻区列表管理、PCI规划、覆盖连续性等。7.4吞吐量与速率*核心指标：小区平均下行/上行吞吐量、边缘用户下行/上行速率、小区峰值速率。*优化方向：优化资源调度算法参数、MIMO模式配置、功率分配、干扰协调、小区呼吸等。7.5负载均衡*核心指标：小区PRB利用率、用户数分布、上下行流量分布。*优化方向：基于负载的切换、小区个性偏置调整、接入控制、资源扩容建议等。八、接口与协议要求自动优化系统需要与外部系统（如OMC、EMS、核心网网元、数据存储系统等）进行交互，其接口应满足以下要求：8.1接口标准化接口设计应遵循相关行业标准或开放协议，保证不同厂商设备和系统间的互联互通。8.2数据接口*支持与OMC/EMS对接，通过标准协议（如SNMP、CORBA、FTP/SFTP、NETCONF/YANG等）采集配置数据、性能数据和告警数据。*支持与信令监测系统、用户行为分析系统等对接，获取信令数据和用户面数据。*支持与数据库（关系型数据库、时序数据库等）进行数据交互。8.3控制接口*支持通过标准协议（如NETCONF/YANG、CLI等）向eNodeB等网元下发配置修改指令。*接口应具备权限控制和操作审计功能。九、安全要求自动优化系统直接操作网络配置，其安全性至关重要。系统应满足以下安全要求：9.1身份认证与授权*对系统用户进行严格的身份认证，采用多因素认证机制。*基于角色的访问控制（RBAC），为不同用户分配不同操作权限，确保只有授权用户才能执行关键操作（如下发优化指令）。9.2数据安全*采集的数据（尤其是涉及用户隐私的数据）在传输和存储过程中应进行加密处理。*定期进行数据备份，防止数据丢失。9.3操作安全*关键优化操作（如批量参数修改）应支持预演、审批流程和操作锁定机制。*所有操作行为均应记录详细日志，包括操作人、操作时间、操作内容、操作结果等，日志应不可篡改。*具备操作回滚能力，当优化操作导致严重问题时，能快速恢复到之前的稳定配置。9.4系统安全*系统本身应具备抵御常见网络攻击（如SQL注入、DDoS攻击）的能力。*定期进行安全漏洞扫描和渗透测试，及时修补系统漏洞。*采用安全的操作系统和数据库，并进行安全加固。十、运维与管理要求10.1日志管理系统应提供完善的日志功能，记录系统运行状态、数据采集情况、分析过程、优化决策、指令执行结果、异常事件等。日志应便于查询、统计和导出。10.2告警管理系统应能对自身运行异常（如数据采集失败、算法执行错误、接口中断等）以及网络优化过程中发现的重大网络问题产生告警。告警应包含级别、描述、发生时间等信息，并支持多种通知方式。10.3系统监控对自动优化系统的CPU、内存、磁盘空间、网络带宽等资源使用情况进行实时监控，确保系统稳定运行。10.4版本管理对系统软件版本、算法模型版本、优化策略库版本进行管理，支持版本升级、回退，并记录版本变更历史。10.5备份与恢复定期对系统配置、关键数据、算法模型和策略库进行备份。当系统发生故障时，能够快速恢复到正常运行状态。十一、验证与测试为确保自动优化系统符合本标准的要求，在系统部署前和重大升级后，应进行充分的验证与测试。测试内容包括：11.1功能测试验证系统各模块的功能是否符合设计要求，如数据采集的完整性、分析诊断的准确性、策略生成的合理性、执行流程的正确性等。11.2性能测试评估系统在不同数据量、不同优化场景下的处理能力、响应时间、资源占用情况等。11.3可靠性测试通过模拟数据丢失、接口故障、算法异常等场景，测试系统的容错能力和故障恢复能力。11.4安全性测试测试系统的身份认证、权限控制、数据加密、防攻击等安全机制的有效性。11.5兼容性测试测试系统与现网OMC、eNodeB等设备及其他支撑系统的兼容性。11.6现网试点测试在选定的小规模现网区域进行试点部署和测试，验证系统在真实网络环境下的优化效果和稳定性。十二、附录（可根据需要增加附录，如缩略语对照表、参考文献等）附录A（资料性附录）缩略语*AI:ArtificialIntelligence(人工智能)*CPU:CentralProcessingUnit(中央处理器)*eNodeB:EvolvedNodeB(演进型NodeB，LTE基站)*EMS:ElementManagementSystem(网元管理系统)*E-RAB:EvolvedRadioAccessBearer(演进型无线接入承载)*FTP:FileTransferProtocol(文件传输协议)*