【YD通讯标准】 无线接入网自组织网络(SON)管理技术要求

中国通信标准化协会标准
YDB140—2013
各（SON）管理
无线接入网自组织网络
技术要求
Technical requirement of radio access network self- organizing networks (SON)management
2013-12-11印发
中国通信标准化协会
1范围
2缩略语
3概述.·
自组织网络（SON）的定义
4.1定义
4.2研究现状
5自组织网络（SON）管理架构
自组织网络管理架构需求：
5.2自组织网络自主管理过程
自组织网络管理架构
6自组织网络（SON）管理流程设计6.1
自配置流程
自优化流程
自治愈流程
7E-UTRAN网络SON管理接口定义
接口位置与协议
7.2接口管理功能需求。
SON管理接口通用功能..
7.2.2针对集中式SON的管理接口功能7.3自主管理接口信息模型
管理接口信息模型概述
通用管理信息模型
自配置管理信息模型
自优化管理信息模型：
自治愈管理信息模型
8SON协调功能与流程，
8.1SON协调功能与架构.
8.2SON协调流程
参考文献
SON协调信息预配置内容..
避免冲突的SON协调流程
解决冲突的SON协调流程
YDB140—2013
YDB140—2013
本标准按照GB/T1.1-2009给出的规则起草。为适应信息通信业发展对通信标准文件的需要，由中国通信标准化协会组织制定“中国通信标准化协会标准”，推荐有关方面参考采用。有关对本标准的建议和意见，向中国通信标准化协会反映。本标准由中国通信标准化协会提出并归口。本标准起草单位：北京邮电大学、诺基亚西门子通信（上海）有限公司。本标准主要起草人：李文璟、喻鹏、彭木根、姚奕志。II
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1范围
无线接入网自组织网络（SON）管理技术要求YDB140—2013
本标准规定了无线接入网自组织网络（SON）的管理架构：自配置、自优化、自治愈的通用管理流程：管理接口协议及E-UTRAN自组织网络的接口管理功能和接口信息模型。本标准适用于无线接入网自组织网络（SON）的管理。2缩略语
下列缩略语适用于本文件。
eNodeB
E-UTRAN
自动邻区关系
无线资源自配置数据
综合可用容量
容量和覆盖优化
小区独立偏置
小区失效补偿
演进型基站
演进的UTRAN
服务等级
切换迟滞
切换参数优化
小区间干扰协调
集成参考点
负载均衡优化
长期演进
移动鲁棒性优化
网络资源模型
操作维护中心
物理小区ID
服务质量
随机接入信道
无线接入技术
RACH优化
无线资源管理
自组织网络
通用陆地无线接入网络
可扩展标记语言
Auto Neighborhood RelationshipAuto Radio Configuration
Composite Available CapacityCapacity & Coverage OptimizationCell Individual Offset
Cell Outage Compensation
evolved NodeB
Evolved UTRAN
Grade of Service
Handover Margin
HandOver parameter OptimizationInterCellInterferenceCoordinationIntegrated Reference Point
Load Balancing Optimization
Long Term Evolution
Mobility Robustness OptimisationNetwork Resource Model
Operation and Maintanence CentrePhysical Cell IdentificationQuality of Service
Random Access Channel
Radio Access Technology
RACH Optimization
Radio Resource Management
Self-Organizing Network
Universal Terrestrial RadioAccessNetworkExtensible Markup Language
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YDB140—2013
3概述
无线接入网的发展呈现大规模、复杂、开放、异构和动态的特点，用户对无线接入网提供服务的质量要求也越来越高，要求网络能够动态地适应这些变化以保证向用户提供优质的服务。为了达到该要求，人工对网络进行配置、优化、修复和重配置等往往会带来高额的运维成本，且时间上有较大的延迟。为了减少因人工运维行为而带来的运维成本，并提高网络优化效率和运行质量，自组织网络的概念被引入到无线接入网中。
SON主要目的是通过无线网络的自配置、自优化和自治愈功能来提高网络的自组织能力，取代高成本的网络运营人员的人工介入，从而有效降低网络的部署和运营成本。SON概念和技术的出现，对传统的集中式运营管理模式是一个极大的挑战，要实现这种新型的自组织网络功能，保证网络正常、可靠运转，并提供灵活的网络资源调配机制，对于运营商能否提供具备良好QoS保障的移动业务起着至关重要的作用。
本标准第5章提出具有自主管理功能的自组织网络（SON）的定义；第6章分析了传统网络管理与自主管理的差异，提出了具有自主管理功能的自组织网络架构；第7章提出了SON自配置、自优化、自治愈的通用管理流程；第8章定义了适用于E-UTRAN网络的SON管理接口，主要包括接口位置、接口协议、以及支持SON自配置、自优化和自治愈的网络管理接口功能和接口信息模型：第9章提出了SON协调功能及协调流程。
4自组织网络（SON）的定义
4.1定义
在移动通信领域中，自组织网络是将某些网络配置、网络优化和网络治愈过程进行自动化处理的种功能（包含电信网络自身实现的功能和在网管系统控制下实现的功能），从而达到减少人力投入、降低网络运营成本，提高网络运营效率的目的。4.2研究现状
3GPPTS32.500给出了SON的需求和用例，同时，欧洲FP7-ICT中的苏格拉底（SOCRATES）项目也对自组织网络进行了研究，提出了自组织网络用例[2]，并对各用例的需求和评估标准进行了描述[3]［4]。上述两个研究机构对SON用例的分类和定义有所不同，但综合而言，SON功能可以分为自配置、自优化和自治愈三大类，
本标准针对的SON自配置功能主要包括新增基站自配置；自优化功能主要包括自动邻区关系（ANR）、随机接入信道优化（RO），移动性负载均衡优化（MLB，也称为负载均衡优化LBO），移动鲁棒性优化（MRO也称为切换参数自优化HOO）、覆盖与容量优化（CCO）：自治愈功能主要包括小区失效检测（COD）和小区失效补偿（COC）。
5自组织网络（SON）管理架构
5.1自组织网络管理架构需求
传统的网络管理采用的是集中式分层管理体系架构，如图1所示，2
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管理系统
网络管理系统（NMS）
网元管理系统
（EMS/OMC)
被管网元（ME)
网元管理系统
（EMS/OMC)
被管网元(ME)
图13GPP传统集中式分层管理体系架构YDB140—2013
如图所示，传统管理体系架构中包括被管网元和管理系统，管理系统中又包括网元管理系统和网络管理系统（图中没有给出更高层的管理系统），一般来说，网元通过私有接口与网元管理系统进行交互，网元管理系统通过标准的北向接口（Itf-N）与网络管理系统进行交互。这一管理体系很好地适应了传统网络的管理与维护体系，在通信网络管理与维护中发挥了积极的作用。针对移动网络管理的特性，3GPP的TS32.101[10]提出了移动通信网络管理的通用架构图，如图2所示。
运营商A
企业系统（ES）
网络管理（NM）
域管理
「网无管理】
（EM）
域管理
(DM）
[网无香理
H（EM)
If-P2P
网络管理（NM）
域管理
[网元管理
（EM）
网元管理
图23GPP移动通信网络管理架构图运营商B
图2所示的管理体系结构中，一个组织内的系统包括被管网元（NE）和多种管理者：域管理者（DM，相当于网元管理系统）、网络管理者（NM，相当于网络管理系统）和企业系统ES（如更高层的业务管理系统、商务管理系统等）。各个系统之间形成各种不同的接口，包括NE与EM/DM间的私有接口、EM/DM与NM间的标准北向接口（Itf-N）、EM/DM间的P2P接口（Itf-P2P）、NE间接口、NM间接口、NM与ES间接口等，以及两个不同组织内各系统之间的接口等。这些接口为网络的正常运行提供了管理途径和手段。但上述管理架构仍然是集中式管理架构，这种以管理系统为中心的集中式管理体系架构已经不适应自组织网络对管理的灵活性要求，无法完成相应的复杂参数调整和精确快速响应。而自主管理思想对节3
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YDB140—2013此内容来自标准下载网
点数量众多、分布广泛、且动态异构的复杂网络具有良好的管理适应性，可以解决集中管理与分布智能间的矛盾，快速自适应网络内部和外部环境的变化。为适应自组织网络的管理需求，基于自主管理的自组织网络管理体系架构应当具有如下特性：a）不再是单一的集中式管理，应当适应自组织网络的需求，设计灵活的管理架构；b）网络管理体系应具备自主管理能力，体现自主控制过程：c）应根据不同的场景和需求应用不同的管理体系架构。5.2自组织网络自主管理过程
为了保障具有自主管理功能的自组织网络的正常、可靠运行，并能随时评估并调整自主管理策略和自主管理方法，应当使自组织网络的自主管理功能具备闭环管理能力。为适应无线接入网自组织网络管理需求，本标准提出包括监测、分析、计划、执行和评估五个环节的自主管理过程，如图3所示。自主管理过程
分析确定间题
监测务类数据
数据与知识
执行效果评估
制定安施方案
执行实施方案
图3自主管理过程
如图所示，自主管理过程由监测、分析、计划、执行和评估环节组成，各环节都需要数据与知识库的支持，各环节完成的功能如下：a）监测：监测无线接入网中的各类相关参数，根据需要进入数据与知识库，并根据需要触发分析功能；
分析：根据不同的自主管理功能执行不同的分析工作，其输入数据为监测功能提供的各类参数b)
以及数据与知识库中的相关数据，通过对数据的处理和分析来判断系统中是否存在问题，以及存在什么问题，并根据需要触发计划功能来制定可以解决问题的方案；c）
计划：根据不同的问题和需求制定不同的自主实施方案，其输入数据为分析功能提供的问题分析结果，制定方案过程中可以利用数据与知识库中的相关数据来寻求最佳解决方案。方案制定完成后，将触发执行功能来具体实施方案：执行：根据计划功能提供的最佳（或局部最佳）解决方案，给出具体执行步骤，并按步骤执行d)
或下发给网元来执行。执行过程中或执行结束后，均可能触发评估功能：评估：检测解决方案的执行效果，判断存在的问题是否已经解决，若问题已解决将进入监测功e)
能继续进行监测：否则或者回退，或者停止执行，完成此次自主管理过程，并进入监测功能继续进行监测。
自主管理过程是实现SON功能的基本流程。根据自主管理过程中“分析”和“计划”功能的不同分布，将SON功能的实现分为集中式和分布式两类：集中式SON功能：自主管理过程中的“分析”和“计划”功能在管理中心节点内实现，根据管a)
理中心节点的不同，可分为：
·网元管理系统集中式SON功能：4
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网络管理系统集中式SON功能
分布式SON功能：自主管理过程中的“分析”和“计划”功能在网元内实现。b)
注：3GPPTS32.500[1]中提出了四类SON，分别为：1)
NM-集中式SON：SON算法在NM中运行：EM-集中式SON：SON算法在EM中运行：分布式SON：SON算法在NE中运行：混合式SON：SON算法在两个或两个以上的实体（如NE、EM、NM）中运行；YDB140—2013
上述3GPP对SON的分类中前3类与本标准中的分类一致，本标准未包括第4类SON功能。自组织网络管理架构
SON自组织网络管理架构如图4所示。管理中心节点
监测的各类数据
管理接口
eNodeB
监测的各类数据
SON功能
SON功能
SON功能
SON功能协调
控制参数设置
SON功能
eNodeB
SON功能
SON功能协调
SON功能
控制参数设置
监测的各类数据
SON功能
SON功能（SON功能）
SON功能协调
控制参数设置
图4SON自组织网络管理架构
如图所示，SON自组织网络中包括管理中心节点（网元管理系统或网络管理系统，本文在不区分这两类系统时，以管理系统来统一指代）和网元（如图中的eNodeB），均可能具备SON功能。管理系统与网元之间通过管理接口交互。管理接口交互的SON相关信息可以分为两类，一类是SON管理策略相关信息，类是SON相关的参数调整信息，
对于集中式SON功能，管理接口可交互SON管理策略相关信息和SON相关的参数调整信息。对于分布式SON功能，管理接口仅交互SON管理策略相关信息。6自组织网络（SON）管理流程设计6.1自配置流程
本标准归纳了无线接入网宏网络场景下新加入宏基站的自配置通用流程，如图5所示。5
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YDB140—2013
初始化
网元上电
1.地址分配与认证
2.0AM连接建立
3.软件下载、安装激活
4.配置数据生成与下载
5.数据分析
6.数据可用？
7.网络数据配置、更新
自配置结束
11.上报网管结果
10.参数回退
9.配置成功？
8.检测配置数据
新增基站自配置通用流程
新增基站自配置通用流程包括如下步骤：1）
地址分配与认证：网元上电之后，获取IP地址及其他相关信息，必要时对网元进行认证：OAM连接建立：网元与OAM系统建立通信连接：软件下载、安装激活：根据预配置下载软件，并对软件进行安装和激活；配置数据生成与下载：根据不同基站特性，或者直接从OAM系统中下载配置数据，或者通过其他方式生成配置数据：
数据分析：对下载的数据进行分析：判断数据是否可用：验证配置数据的合法合理性。若数据可用，则执行第7）步，否则执行第11）步；
网络数据配置、更新：根据配置数据对网络数据进行配置、更新：检测配置数据：检测网络配置数据是否配置成功：判断是否配置成功：如果成功则执行第11）步，否则执行第10）步；10）参数回退：必要时进行数据回退；11）上报网管结果：向网管系统上报自配置结果。其中，图中虚线表示可选过程，下同。6.2自优化流程
自优化的通用流程如图6所示。
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1.监测输入数据
2.根据优化需求分析数据
3.系统性能达到目标？
4.生成优化方案
5.执行优化方案
8.参数回退
7.达到优化预期目标
6.检测优化前后效果
图6自优化通用流程图
自优化的通用流程包括如下步骤：监测输入数据：持续监测各类输入数据，比如性能参数，告警，通知等；1）
根据优化需求分析数据：对监测到的数据根据不同的优化需求进行分析；YDB140—2013
判断系统性能是否达到目标：根据分析结果，判断系统性能是否达到设定的目标。每一个自优化功能都有一个或多个性能指标的门限值，由运营商来设定，用来判断系统性能是否达到目标。如果系统性能满足既设目标，则返回1），继续监测输入数据，否则执行步骤4）
生成优化方案：根据不同自优化功能的优化目标和相应的优化算法生成优化方案，如对于4）
自主节能用例的方案可为关闭某个或某些小区以节能：对于容量自优化功能的方案可为提高某个或某些小区发射功率以扩大容量等：5）
执行优化方案：方案生成后，在相关网元上触发优化方案的执行，可以自动触发或人为控制。根据需要，在优化方案执行前保存系统状态；检测优化效果：优化方案执行完成后，检查优化前后的执行结果：6）
判断是否达到优化预期目标：如果系统状态满足预期目标，则完成一次自优化过程，返回1），继续监测输入数据。否则进入步骤8）；参数回退：如果系统状态不满足预期目标，可能需要进行状态回退，将系统恢复到优化策8
略执行前的状态，重新开始自优化过程。6.3自治愈流程
自治愈的通用流程设计如图7所示。YDB140—2013
1.监测自治愈触发条件
2.满足触发条件？
3.获取相关数据
4.分析和诊断
5.可以直接恢复吗？
7.生成自愈补
偿方案
6.直接恢复
8.备份相关数据
9.执行自愈补偿方案
14.上报网管结果
13.数据回退
12.需要停止吗？
11.间题解决了吗？
10.检测恢复/自愈效果
图7自治愈通用流程图
自治愈的通用流程包括如下步骤香
监测自治愈触发条件：持续监测各类相关输入数据，如性能参数，告警或事件通知、测试1）
数据（如路测数据，质量测试数据）等：2）
判断是否满足自治愈触发条件：若不满足则继续监测；当某一自治愈过程触发条件达到后，触发适当的自治愈过程；
获取相关数据：自治愈功能收集各类信息数据（性能参数，配置数据，测试结果等），与步骤1）相比，这些数据更详细，更具有针对性：分析和诊断：根据触发状态和收集的信息，自治愈功能进行深入分析和诊断并给出结果：判断是否可直接恢复：根据不同的故障种类，判断当前条件下是否可以直接恢复，如果可以，则执行第6）步，否则执行第7）步；直接恢复故障：具体措施根据不同的故障种类而不同，包括转换到备用系统或板卡、软件重启、数据重配置等措施。直接恢复完成后，检测恢复效果，进入步骤10）；生成自愈补偿方案：由于不能直接恢复故障，因此在故障恢复期间，会有相关网络范围内的用户受影响，为保障用户服务质量，需要制定并生成自愈补偿方案，即通过其他无故障的网元来补偿故障网元的功能：8）
备份相关数据：根据需要，在执行自治愈补偿操作之前，备份相关配置数据。是否需要备份以及备份哪些数据需要基于每个用例的不同特性来决定；执行自治愈补偿方案：
10）检测自愈/恢复效果：执行完成后，检测自治愈效果，分析治愈操作执行的结果；11）判断问题是否解决：如果问题没有解决，且设定的停止状态没有到达，则执行步骤12），否则执行步骤14）：
YDB140—2013
12）判断是否需要停止本次自治愈过程：如果是则执行步骤13），否则执行步骤14）：13）数据回退：如果需要停止，则根据需要进行数据回退，是否需要回退，需要基于每个用例的不同特性来决定；
14）上报网管结果：向网管系统上报本次自治愈过程的执行结果，网管系统根据需求记录自治愈功能的执行情况及重要事件的发生。是否需要记录以及记录哪些信息需要基于每个用例的不同特性来决定。然后回到步骤1），继续监测相关的自治愈触发条件。7E-UTRAN网络SON管理接口定义
为实现SON功能，网元之间以及网元与管理中心节点之间都需要进行自主管理相关的信息交互。本标准着重对网元与管理系统之间的接口进行研究和分析，包括接口位置、接口功能和接口信息模型。7.1接口位置与协议
移动通信网宏网络场景下网元管理系统与网络管理系统之间的接口为标准北向接口（Itf-N），该接口协议可采用cORBA技术或者基于XML的服务服务（WebServices）技术。7.2接口管理功能需求
7.2.1SON管理接口通用功能
7.2.1.1用例图
管理系统（下文称之为IRPManager）可通过SON管理接口对被管理系统代理（下文称之为IRPAgent）完成如下功能：自配置通用管理功能、自优化通用管理功能和自治愈通用管理功能。其中，自配置通用管理功能包括：查询自配置能力、设置自配置概况、删除自配置概况、修改自配置概况、查询自配置概况、查询自配置过程，终正自配置过程、恢复自配置过程、设置停正点等：自优化通用管理功能包括增加SON目标、删除SON目标、修改SON目标、开启SON功能、关闭SON功能：自治愈通用管理功能包括：开启自治愈补偿功能、关闭自治愈补偿功能。用例图分别如图8～图11所示。
IRPManager
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自配置通用管理功能
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自优化通用管理功能
管理摔品覆围功能
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自治慈通用管理功能
8SON管理接口通用功能高层用例图图8
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