1 SON技術的提出
隨著智能終端數量的增長和移動互聯網業務的高速發展，無線網絡規模越來越大，目前2G、3G、LTE等各種技術體制共存，加之各種低功率節點（微基站、Femto、WLAN等）的引入，網絡變得更加復雜。使用傳統的無線網絡規劃、配置和優化工作方式，人工完成海量網絡參數操作的難度越來越大，網絡規劃、優化和運營成本也越來越高。因此迫切需要一種能幫助運營商在復雜網絡中，在保證終端用戶統一感受和網絡關鍵性能指標的前提下，提高運營效率的技術，以避免運營商提供的帶寬越寬而利潤可能越低的情況。
因此，NGMN和3GPP等國際組織相繼提出了自組織網絡（SON）技術，通過將傳統網絡中的網絡規劃、配置、修復和優化等相對獨立的步驟合并為一個獨立、統一的自動化過程，從而降低人工干預，減少OPEX，提高操作效率和網絡性能，使運營商能高效運營和維護高流量的網絡，在滿足客戶需求的同時，自身也能夠持續發展。從2006年NGMN提出SON概念起，業界對SON的研究主要是針對LTE網絡，但相同理念也開始應用于2G/3G網絡。
2 SON技術的要點
SON技術要求實現網絡部署階段的自規劃和自配置，網絡維護階段的自優化和自修復，目前比較成熟的是自配置技術。
2.1 自規劃
自規劃是指動態地自動計算無線網絡的規劃，如基站站址、容量和覆蓋的規劃和系統擴容時的站點規劃和無線參數配置。比如在現有CDMA2000網絡的基礎上部署LTE宏網，可首先使用SON規劃新站能不能建立在已有的站點位置上，能不能和已有站點共享天饋、傳輸線路等，并自動生成配置文件保存在運營商的運維支撐系統中，用于指導基站施工和基站自動下載。
2.2 自配置
自配置指基站能自動連接到運維支撐系統，并下載、激活其專屬配置數據，最終能提供多制式無線服務。也就是新增基站的配置能夠做到即插即用、自動安裝軟件、自動配置無線參數和傳輸參數、自動檢測、自動管理鄰接關系等。自配置能減少網絡建設開通中工程師重復手動配制參數的過程，減少網絡建設難度，從而降低網絡部署成本。自配置過程在預操作狀態進行，即基站上電開通、實現與骨干網連接，直到射頻發射器打開的過程。具體講，自配置包括基站的硬件安裝、射頻設置、物理小區標識（PCI）自動配置、自動鄰區關系（ANR）配置以及LTE網絡中的X2/S1接口自建立等。
2.3 自優化
自優化是指根據終端和基站的性能測量報告和網管的統計分析報告，對參數進行自優化，以盡量減少優化工作量并提高網絡質量和性能。傳統的網絡優化包括2個方面：其一為無線參數優化，如發射功率、切換門限、小區個性偏移等；其二為機械和物理優化，如天線方向和下傾、天線位置、補點等。自優化只能部分代替傳統的網絡優化。
自優化包括覆蓋與容量優化、節能、PCI自配置、移動健壯性優化、移動負荷均衡優化、RACH優化、自動鄰區關系、小區內干擾協調等。在整個自優化過程中，需要人工操作的只有確認故障原因和審核并授權實施優化配置方案，因此提高了運維效率。自優化過程發生在可操作狀態（射頻發射器已打開）。具體來說，自優化包括移動負荷均衡（MLB）、切換優化（MRO）、接入優化（RO）和自動化路測（MDT）等。
2.4 自修復
自修復是指系統檢測到問題時能自主減輕或解決，比如通過自動告警關聯發現故障，及時隔離和恢復，從而大大減少維護工作成本，并避免對網絡質量和用戶感受的影響。
3 LTE SON標準研究最新進展
2008年4月，3GPP標準組織決定成立SON子工作組，專門討論SON相關議題，同時決定RAN2/RAN3負責SON的相關用例需求和解決方案，定義X2/S1的接口部分，已完成的4個版本的進展如下：
a） R8完成了SON 相關用例的討論， 列出了包括MRO、MLB、RO、PCI和ANR 等在內的課題，完成了專門針對SON 的研究報告TR 36.902（SON 用例及解決方案），完成了ANR 和PCI 這2個用例的標準化。
b） R9完成了MRO、MLB、RO 3個用例的標準化。
c） R10對MRO、MLB 進行了進一步增強，包括對LTE系統內、LTE 與其他系統間負荷信息交互流程的增強，提高切換事件檢測的完整性、移動性參數調整算法的準確性，增強涉及Uu、S1、X2 接口的改動，并開始考慮節能（ES）和MDT 功能。
d） R11主要考慮MRO 的增強，包括對跨制式互操作（Inter-RAT）場景的支持、乒乓切換和短暫駐留問題等；根據QoS 相關信息選擇合適的RAT 接入；已有ANR 機制的擴展；協調MRO、MLB的關系，增強SON 整體功能穩定性；HeNB 和HetNet 部署場景下的SON 特性等。其中中國電信提出的“Study on LTE-HRPD inter RAT SON”只完成了30％，將被移到R12繼續研究。
雖然3GPP從R8版本就開始啟動SON工作，但直至今日R11版本對SON的研究仍處于發展階段，R12版本中將繼續開展工作。
4 SON面臨的挑戰和建議
SON技術代表了移動通信網絡的演進趨勢，可以改善網絡效率，給運營商提供方便的操作維護方式，節省CAPEX和OPEX。但是SON系統非常復雜，移動系統的性能指標和配置參數有上千個，要想進行全面的自動化非常困難，筆者認為SON的發展仍面臨許多挑戰。
4.1 合適的架構選擇
SON的架構分集中式、分布式和混合式3種。集中式目前主要在網管系統上實現，分布式是通過SON分布在eNB上來實現，二者各有優缺點。集中式的優點是控制范圍較大、互相沖突較小，缺點是速度較慢、算法復雜；分布式與其相反，可以達到更高的效率和速度，且網絡的可拓展性較好，但缺點是彼此間難協調。混合式可結合兩者的優點，但缺點是其設計變得更加復雜。中國運營商的網絡規模大、覆蓋廣，可采用分布式SON架構，因為其響應速度快、擴展性好，可減少其對網管系統的依賴。
4.2 開放的標準接口
標準方面，SON在未來要支持開放的接口及互聯互通，支持多廠商SON功能的互聯。目前對SON的研究主要集中在自配置和自優化，未來需進行更多用例方面的研究，如保證用戶的QoS、網絡參數優化等。未來還要利用認知無線電技術進行一個可適應動態環境的網絡設計，考慮多個SON功能的聯合使用，使得網絡能夠自主地感知部署環境、網絡運營狀態和終端的感受，繼而智能地制定規劃、優化、排障方案，并在運營商授權下自動實施。
4.3 多種制式的網絡共存帶來的綜合SON
由于運營商將長期同時運維多制式、多層次網絡，只研究LTE SON對運營商降低OPEX的作用有限，SON必須向多制式、多層網絡的方向發展并形成一個集中統一的解決方案，才能抑制運維成本進一步上升。面對cdma2000和LTE的共存局面，中國電信在3GPP已提出了綜合SON的提案，用來協調不同制式、不同層次網絡間的關系，提升全網運維效率。
4.4 SON技術成熟還需要運營商和制造商積極推動
出于對網絡維護及日常管理成本的考慮，國際主流運營商對SON功能的實現及相關技術的標準化發展的推動起到了主導作用。截至目前，所有主流設備廠商都發布了SON路標，我們希望每個產品研發設計環節都與SON技術緊密結合。另外，終端最貼近用戶需求，終端的反饋能為網絡提供問題檢測及跟蹤能力，比如部分SON技術方案需要終端向網絡報告額外的信息，例如MRO、MDT等。這些信息對于SON功能的效率至關重要，因此需要運營商、網絡廠商和終端廠商共同推動，以達到最佳效果。
4.5 SON需要與智能管道技術相結合
目前的SON 功能集中在無線網，為保證端到端QoS，無線網和核心網需要互動，同時配合深度包檢測，把SON 功能與LTE 網絡中的策略服務器（PCRF） QoS 策略控制相結合，對不同QoS 業務進行差異化處理。
參考文獻：
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［2］ 3GPP TS 32.523 Telecommunication management; Self-Organizing Networks（SON）［S/OL］. ［2012-06-11］. http://www.ptsn.net.cn/standard/std_query/show.php?source=gpp&id=30163.
［3］ 4G Americas white paper：Self-Optimizing Networks - The Benefits of SON in LTE［R/OL］. ［2012-06-11］. http://www.doc88.com/p-10928 827417.html.
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