【正文】 () 若用發(fā)射天線增益為GT的方向性天線取代各向同性天線，則公式(31到33)應(yīng)該重新寫(xiě)成： () () ()接收天線的有效面積乘以該點(diǎn)的電波功率密度等于接收天線獲取的電波功率，即 ()式中，AR是接收天線的有效面積，它與接收天線增益GR有如下關(guān)系： ()式中為各向同性天線的有效面積，為波長(zhǎng)。第一節(jié) 建?；A(chǔ)準(zhǔn)備一、自由空間傳播特性自由空間傳播是指在理想的、均勻的。在本章中考慮的問(wèn)題是在動(dòng)態(tài)改變的業(yè)務(wù)量的環(huán)境中建立一個(gè)自優(yōu)化下行鏈路和上行鏈路的模型，優(yōu)化的目標(biāo)是找出一個(gè)關(guān)于網(wǎng)絡(luò)容量和能耗方面的最優(yōu)數(shù)學(xué)模型，從而使得在該模型下SON網(wǎng)絡(luò)能獲得最好的性能。傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化，可以分為兩個(gè)方面：其一為無(wú)線參數(shù)的優(yōu)化，如發(fā)射功率、切換門限、小區(qū)個(gè)性偏置等；其二為機(jī)械和物理優(yōu)化，如天線方向和下傾、天線位置、補(bǔ)點(diǎn)等。SON網(wǎng)絡(luò)的自優(yōu)化功能指的是，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備根據(jù)其自身運(yùn)行狀況，自適應(yīng)地調(diào)整參數(shù)，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)性能。找出影響自組織網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的因素，建立一個(gè)新的自優(yōu)化模型來(lái)控制上行鏈路中用戶的發(fā)送功率來(lái)達(dá)到自優(yōu)化下行鏈路的容量和上行鏈路中的能耗。就功率控制技術(shù)中的集中式和分布式算法進(jìn)行了介紹，了解到SON網(wǎng)絡(luò)的自優(yōu)化通過(guò)功率控制的重要性。第三節(jié) 本章小結(jié) 本章首先介紹了網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化技術(shù)，分別列舉了網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的重要性、概念、目的以及主要技術(shù)，就主要技術(shù)中的負(fù)載均衡、接入優(yōu)化、切換優(yōu)化進(jìn)行了敘述。MO最優(yōu)化方法是同時(shí)優(yōu)化不同的甚至是相互沖突的目標(biāo)之間的優(yōu)化方法。假設(shè)各個(gè)用戶的SINR可以正確的估計(jì)并且功率控制之間可以進(jìn)行信息交互。在普通的分布式功率控制算法DPC中是這樣描述的：信道參數(shù)和用戶的噪聲假定是固定的并且是緩慢變化的，在這種情況下就可以實(shí)現(xiàn)功率的更新。鏈路增益的定義如()式所示： () 迭代功率控制算法，它是收斂到最優(yōu)發(fā)射功率的，如公式()所示： ()其中，H是Q階鏈路增益矩陣，B是維的向量，定義如公式（) () () 集中式功率控制算法，它需要知道所有活動(dòng)用戶和接收者之間所有的信道增益，這需要進(jìn)行大量的信令交互，耗費(fèi)很多的信道資源，且實(shí)時(shí)性很差，因此，分布式功率控制算法被人們提出了。設(shè)系統(tǒng)有Q個(gè)用戶，M個(gè)基站組成，用戶，基站的背景噪聲為，第個(gè)用戶在第個(gè)基站的上行鏈路信噪比為： ()其中表示第個(gè)用戶的發(fā)射功率，表示用戶到基站之間的信道增益，為其它個(gè)用戶對(duì)用戶的干擾，這個(gè)干擾服從正太分布。在本文中主要介紹了以下兩種的功率控制算法：（1） 集中式功率算法 集中式功率控制算法可以對(duì)無(wú)線鏈路時(shí)變參數(shù)進(jìn)行控制，但是它的運(yùn)算量很大，技術(shù)實(shí)現(xiàn)起來(lái)很困難而且算法時(shí)延很大，不過(guò)，它是發(fā)送功率控制的基本理論，可以幫助設(shè)計(jì)分布式功率控制方案。： 五、功率控制的算法到目前為止，功率控制技術(shù)的算法有如下幾種：（1） 基于距離測(cè)量的算法；（2） 局域接收信號(hào)強(qiáng)度測(cè)量的算法；（3） 基于通信鏈路傳輸質(zhì)量（SIR,BER等）的算法；（4） 基于隨機(jī)推論的可用測(cè)量信息的算法。 D、下行閉環(huán)功控 下行閉環(huán)功控和上行閉環(huán)功控的原理相似。而且，網(wǎng)絡(luò)的通信質(zhì)量是通過(guò)提供服務(wù)中的QOS來(lái)衡量，而QOS的表征量為BLER，而非SIR.。外環(huán)功率控制的周期一般在一個(gè) TTI（10ms、20ms、40ms、80ms）的量級(jí)，即 10～100Hz。： 上行外環(huán)功率控制上行外環(huán)功控由RNC執(zhí)行。 因?yàn)閃CDMA在空中傳輸以無(wú)線幀為單位，每一幀包含有15個(gè)時(shí)隙，傳輸時(shí)間為10ms，所以，每時(shí)隙傳輸?shù)念l率為1500次/秒；而DPCH是在無(wú)限幀中的每個(gè)時(shí)隙中傳送，所以其傳送的頻率為每秒1500次，而且上行內(nèi)環(huán)功控的標(biāo)識(shí)位TPC是包含在DPCH里面，所以，內(nèi)環(huán)功控的時(shí)間也是1500次/秒。B、上行內(nèi)環(huán)功率控制 內(nèi)環(huán)功率控制是快速閉環(huán)功率控制，在NodeB與UE之間的物理層進(jìn)行,上行內(nèi)環(huán)功率控制的目的是使基站接收到每個(gè)UE信號(hào)的比特能量相等。由于上行和下行鏈路的信道衰落情況是完全不同的，所以，開(kāi)環(huán)功率控制只能起到粗略控制的作用。開(kāi)環(huán)功率控制實(shí)際上是根據(jù)下行鏈路的功率測(cè)量對(duì)路徑損耗和干擾水平進(jìn)行估算而得出上行的初始發(fā)射功率，所以，初始的上行發(fā)射功率只是相對(duì)準(zhǔn)確值。A、開(kāi)環(huán)功率控制開(kāi)環(huán)功率控制是根據(jù)上行鏈路的干擾情況估算下行鏈路，或是根據(jù)下行鏈路的干擾情況估算上行鏈路，是單向不閉合的。四、功率控制技術(shù)的分類（1） 功率控制按方向分為上行（或稱為反向）功率控制和下行（或稱為前向）功率控制兩類；按移動(dòng)臺(tái)和基站是否同時(shí)參與又分為：開(kāi)環(huán)功率控制和閉環(huán)功率控制兩大類。功率控制的結(jié)果使UE和NodeB之間的信號(hào)以最低功率發(fā)射，這樣系統(tǒng)內(nèi)的干擾就會(huì)最小，從而提高了系統(tǒng)的容量和質(zhì)量。對(duì)于陰影衰落，可以提高發(fā)射功率來(lái)克服；而快速功控的速度是1500次/秒，功控的速度可能高于快衰落，從而克服了快衰落、給系統(tǒng)帶來(lái)增益，并保證了UE在移動(dòng)狀態(tài)下的接受質(zhì)量，同時(shí)也能減小對(duì)相鄰小區(qū)的干擾。功率控制給系統(tǒng)帶來(lái)以下優(yōu)點(diǎn)： A、克服陰影衰落和快衰落。通過(guò)功率控制，降低了多址干擾、克服遠(yuǎn)近效應(yīng)以及衰落的影響，從而保證了上下行鏈路的質(zhì)量。由于 WCDMA是同頻接收系統(tǒng)，較遠(yuǎn)的弱信號(hào)到達(dá)NodeB后可能不會(huì)被解擴(kuò)出來(lái)， 造成弱信號(hào)“淹沒(méi)”在強(qiáng)信號(hào)中，而無(wú)法正常工作。遠(yuǎn)近效應(yīng)現(xiàn)象是指如 果沒(méi)有功率控制，距離基站近的一個(gè)UE就能阻塞整個(gè)小區(qū)，而距離NodeB遠(yuǎn) 的UE信號(hào)將被“淹沒(méi)”。功率控制的作用是減少系統(tǒng)內(nèi)的相互干擾，使系統(tǒng)容量最大化。如何控制用戶間干擾、改善功率的利用率從而提高整個(gè)系統(tǒng)的用戶容量和通話質(zhì)量，從而更有效利用無(wú)線資源，功率控制是不可缺少的重要手段。同時(shí)也需要X2接口支持在相鄰eNode B問(wèn)傳遞RLF indication及handover report消息。切換優(yōu)化對(duì)UE和eNode B均有要求。震蕩切換：UE從上一個(gè)小區(qū)駐留到這次切換的時(shí)間過(guò)短。切換至錯(cuò)誤小區(qū)：UE在切換過(guò)程中或在成功切換到目標(biāo)小區(qū)后很快發(fā)生RLF。并選擇一個(gè)不同的基站重新建立連接，即RLF發(fā)生在切換之前。 按3GPP標(biāo)準(zhǔn)切換的事件特征介紹如下。切換優(yōu)化要基于長(zhǎng)期的切換性能搜集和分析。移動(dòng)魯棒性優(yōu)化的主要目的是通過(guò)測(cè)量與性能統(tǒng)計(jì)。由于網(wǎng)絡(luò)和用戶行為一直處于動(dòng)態(tài)變化過(guò)程中，影響接入性能的相關(guān)因素很多，判斷模型的設(shè)計(jì)很重要，也是接人優(yōu)化的難點(diǎn)。根據(jù)這些信息調(diào)整PRACH的物理資源分配、發(fā)送功率初始設(shè)置或者改善自動(dòng)根序列分配。所以優(yōu)化接入信道資源分配也是需要考慮的手段。即使接入序列資源充足且初始功率合理，如果接入信道PRACH資源不足。隨機(jī)接人前導(dǎo)序列資源可能不足，會(huì)重復(fù)使用相同序列，如兩個(gè)UE使用相同序列同時(shí)接人，會(huì)造成競(jìng)爭(zhēng)沖突。初始功率優(yōu)化適用于UE慢速移動(dòng)的情況，對(duì)高速移動(dòng)的UE優(yōu)化意義不大。 隨機(jī)接人前導(dǎo)序列初始發(fā)送功率的優(yōu)化。控制隨機(jī)前導(dǎo)序列發(fā)射功率、在干擾和接入失敗間獲得最佳平衡以及PRACH資源動(dòng)態(tài)分配是解決問(wèn)題的重點(diǎn)，其他優(yōu)化手段也可按需考慮。DNS負(fù)載均衡是一種簡(jiǎn)單而有效的方法，但是它不能區(qū)分服務(wù)器的差異，也不能反映服務(wù)器的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)。在此情況下，如果扔掉現(xiàn)有設(shè)備去做大量的硬件升級(jí)，這樣將造成現(xiàn)有資源的浪費(fèi)，而且如果再面臨下一次業(yè)務(wù)量的提升時(shí)，這又將導(dǎo)致再一次硬件升級(jí)的高額成本投入，甚至性能再卓越的設(shè)備也不能滿足當(dāng)前業(yè)務(wù)量增長(zhǎng)的需求。三、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的目的 網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的主要目的就是通過(guò)對(duì)投入運(yùn)行的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和分析，找出影響網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量或資源利用率小的原因，然后通過(guò)技術(shù)手段或者參數(shù)調(diào)整使網(wǎng)絡(luò)達(dá)到最佳運(yùn)行狀態(tài)，使網(wǎng)絡(luò)資源獲得最佳效益；同時(shí)了解網(wǎng)絡(luò)的增長(zhǎng)趨勢(shì)，為擴(kuò)容提供依據(jù)。網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化要達(dá)到的目標(biāo)有：確保設(shè)備穩(wěn)定高效運(yùn)行，解決網(wǎng)絡(luò)中現(xiàn)有的和潛在的問(wèn)題，提升網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行指標(biāo)；提升現(xiàn)有配置下系統(tǒng)的服務(wù)質(zhì)量，更好地為用戶服務(wù)；為客戶創(chuàng)造價(jià)值。只有解決好網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)的各種問(wèn)題，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)資源配置，改善網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行環(huán)境，提高網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行質(zhì)量，才能使網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行在最佳狀態(tài)，為通信的迅猛發(fā)展提供有力的技術(shù)支持與網(wǎng)絡(luò)支撐。 網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化是整個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)過(guò)程中的重要一環(huán)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃優(yōu)先需要一些考慮的方面，如傳播環(huán)境的多變性，用戶業(yè)務(wù)量的增減變動(dòng)以及服務(wù)質(zhì)量要求的改變等，這都需要在規(guī)劃建網(wǎng)后對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化，以使網(wǎng)絡(luò)更適應(yīng)實(shí)際的變化。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的范圍非常廣，小到一個(gè)扇區(qū)、一個(gè)基站，人到一個(gè)位置區(qū)、一個(gè)系統(tǒng)。第二章 網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化技術(shù)與功率控制技術(shù)第一節(jié) 網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化技術(shù)一、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的重要性 隨著科技的不斷發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)建成投入運(yùn)營(yíng)后，用戶數(shù)量的增加、業(yè)務(wù)種類的多樣化以及城市建設(shè)等引起的電波傳播條件的變化，都需要對(duì)網(wǎng)絡(luò)持續(xù)不斷地進(jìn)行優(yōu)化，以排除網(wǎng)絡(luò)中不斷出現(xiàn)的各種故障，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)資源配置，改善網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行性能，提高服務(wù)質(zhì)量，從而使網(wǎng)絡(luò)始終處于最佳的運(yùn)行狀態(tài)。第五節(jié) 本章小結(jié)本章主要對(duì)SON網(wǎng)絡(luò)的概述、特點(diǎn)及架構(gòu)、功能、以及SON網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展前景進(jìn)等進(jìn)行了介紹。（2） 自動(dòng)對(duì)備用設(shè)備進(jìn)行倒換、配置，自動(dòng)建立QOS并自動(dòng)優(yōu)化。隨著技術(shù)進(jìn)步和LTE運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)的積累，各種SON功能的優(yōu)先級(jí)將來(lái)會(huì)根據(jù)運(yùn)營(yíng)商需求的變化而變化。（4）LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和運(yùn)營(yíng)的不同階段對(duì)SON功能有不同的需求，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)階段或者在網(wǎng)絡(luò)中增加新的基站時(shí)，需要使用即插即用、自動(dòng)鄰區(qū)配置等自動(dòng)配置功能；在網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行初級(jí)階段，更多需要使用切換優(yōu)化、接入優(yōu)化、鄰區(qū)優(yōu)化等自動(dòng)優(yōu)化功能；隨著業(yè)務(wù)發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷的增加，在滿足基本覆蓋要求的前提下，需要考慮采用負(fù)荷均衡、節(jié)能等手段進(jìn)一步提升網(wǎng)絡(luò)性能和資源利用率。此外由于某個(gè)參數(shù)的調(diào)整會(huì)影響到其他相關(guān)性能，因此需進(jìn)一步評(píng)估其產(chǎn)生的增益以使運(yùn)營(yíng)商可以了解SON的相關(guān)功能是否真正起到作用或者帶來(lái)其他負(fù)面效果。 (1)標(biāo)準(zhǔn)方面，SON在未來(lái)要支持開(kāi)放的接口及互聯(lián)互通，支持多廠商SON功能的互聯(lián)。隨著技術(shù)進(jìn)步和LTE運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)的積累，各種SON功能的優(yōu)先級(jí)將來(lái)會(huì)根據(jù)運(yùn)營(yíng)商需求的變化而變化。需要使用即插即用、自動(dòng)鄰區(qū)配置等自動(dòng)配置功能：在網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行初級(jí)階段，更多需要使用切換優(yōu)化、接人優(yōu)化、鄰區(qū)優(yōu)化等自動(dòng)優(yōu)化功能；隨著業(yè)務(wù)發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷的增加．在滿足基本覆蓋要求的前提下，需要考慮采用負(fù)荷均衡、節(jié)能等手段進(jìn)一步提升網(wǎng)絡(luò)性能和資源利用率。對(duì)網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)網(wǎng)元進(jìn)行檢測(cè)和性能數(shù)據(jù)搜集，同時(shí)配合DPI(深度檢測(cè))．實(shí)現(xiàn)端到端業(yè)務(wù)感知，把SON功能與LTE網(wǎng)絡(luò)中的PCRF QOS策略控制相結(jié)合，對(duì)不同QOS業(yè)務(wù)進(jìn)行差異化處理。目前的SON功能主要集中在無(wú)線網(wǎng)內(nèi)部。在LTE網(wǎng)絡(luò)中，QOS控制的基本粒度是EPC(evolved packetcore)承載，不同QOS保障需要由不同的EPC承載提供。為補(bǔ)償退服小區(qū)的覆蓋空洞．自愈功能需要改變某些小區(qū)的覆蓋區(qū)域，從而引起鄰區(qū)關(guān)系和覆蓋距離的變化，此時(shí)ANR、MRO和ICIC都要進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，以減少自愈對(duì)網(wǎng)絡(luò)的影響。另外還要考慮發(fā)射功率、天線傾角調(diào)整對(duì)于擾協(xié)調(diào)的影響等。即插即用會(huì)在初始階段設(shè)置基站下行發(fā)射功率，隨后其他SON功能將根據(jù)不同的目的對(duì)功率進(jìn)行調(diào)整，一般與容量相比，覆蓋的優(yōu)先級(jí)更高。 即插即用、覆蓋空洞、覆蓋容量?jī)?yōu)化、節(jié)能、ICIC功能協(xié)調(diào)。可能會(huì)產(chǎn)生沖突，如在兩個(gè)小區(qū)之間基于覆蓋要求應(yīng)調(diào)高切換門限，而基于負(fù)載均衡要求應(yīng)調(diào)低切換門限，此時(shí)就需要采取措施避免沖突。MRO和MLB主要的優(yōu)化對(duì)象都是切換/小區(qū)重選參數(shù)。在網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行過(guò)程中，鄰區(qū)關(guān)系是動(dòng)態(tài)變化的，而PCI沖突/混淆的判斷是基于鄰區(qū)關(guān)系的，鄰區(qū)關(guān)系發(fā)生變化可能會(huì)導(dǎo)致新的PCI沖突/混淆，例如在增加新鄰區(qū)的過(guò)程中需要調(diào)用PCI碰撞檢測(cè)功能，檢查PCI的有效性。當(dāng)然，在即插即用完成后，PCI管理、ANR接入優(yōu)化過(guò)程將繼續(xù)進(jìn)行?；炯床寮从冒▍?shù)配置過(guò)程，其中ANR、PC1分配均為重要的SON功能，如果先驗(yàn)知識(shí)充分，PC1分配在基站配置階段即可完成，并在此基礎(chǔ)上完成ANR的初始配置。（2）多SON功能的聯(lián)合優(yōu)化不同的SON功能之間存在關(guān)聯(lián)，需要考慮的問(wèn)題主要包括以下幾方面。目前正在討論基于QOS診斷的MDT等。系統(tǒng)間MRO仍需進(jìn)一步完善，如對(duì)于在一個(gè)RAT中發(fā)生RLF后，在另一個(gè)RAT中重新連接的切換失敗時(shí)間，目前的機(jī)制還不能檢測(cè)和調(diào)整。掉話率指標(biāo)意味著網(wǎng)絡(luò)覆蓋的不足，流量統(tǒng)計(jì)可以發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)容量的問(wèn)題，如果把覆蓋和容量關(guān)聯(lián)起來(lái)，就有可能在二者之間達(dá)到平衡。如今，它不僅在軍事領(lǐng)域有廣闊的前景，而且在民用領(lǐng)域、商業(yè)領(lǐng)域都有應(yīng)用。第四節(jié)SON網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用前景、面臨挑戰(zhàn)及發(fā)展目標(biāo)一、發(fā)展前景 在2007年，LET網(wǎng)絡(luò)引進(jìn)了自組織網(wǎng)絡(luò)（SON),吸引了眾多研究著的目光。自治愈主要包括兩方面：監(jiān)視部分和治愈部分。自配置功能大大地減少了網(wǎng)絡(luò)建設(shè)開(kāi)通中手動(dòng)配置參數(shù)的工作量及基站運(yùn)行過(guò)程中的人工干預(yù)、減小了網(wǎng)絡(luò)建設(shè)難度、降低了網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本。二、自配置自配置功能包括基站自建立及基站運(yùn)行過(guò)程中的自動(dòng)管理。傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化，可以分為兩個(gè)方面：其一為無(wú)線參數(shù)的優(yōu)化，如發(fā)射功率、切換門限、小區(qū)個(gè)性偏置等；其二為機(jī)械和物理優(yōu)化，如天線方向和下傾、天線位置、補(bǔ)點(diǎn)等。如下圖所示：圖 SON功能一、自優(yōu)化