移動通信4G網絡優(yōu)化分析

1、移動通信4G網絡優(yōu)化分析 摘要：本文基于TD-LTE網絡優(yōu)化的思路，根據TD-LTE網絡參數配置與關鍵TD-LTE網絡指標間的關聯性，采用“扁平化”網絡架構和多樣化TD-LTE網絡優(yōu)化方法，從網絡部署場景、運營、用戶行為三個維度，構建了精細化的TD-LTE網絡KPI體系。在此基礎上，基于云計算將移動通信4G網絡結構劃分為數據存儲層、數據處理層、網優(yōu)業(yè)務邏輯層及人機交互層4層，并針對私有云等幾種關鍵4G網絡優(yōu)化技術展開分析。 關鍵詞：云計算；移動通信；4G網絡 “網絡優(yōu)化”是保障4G通信網絡正常、穩(wěn)定、高速運行的重要手段，但網絡優(yōu)化工作復雜，技術難度大，運營成本高。當前4G網絡快速普及，移動互聯

2、網技術迅猛發(fā)展，從而使4G移動網絡主流數據業(yè)務逐漸增多，由此對移動通信4G網絡優(yōu)化技術提出更高的要求1。在此背景下，本研究基于云計算技術，結合4G網絡優(yōu)化需求，以TD-LTE為核心，根據TD-LTE4G網絡優(yōu)化測量數據的典型特征，提出一種扁平化的TD-LTE網絡優(yōu)化架構。 1基于云計算的移動通信4G網絡優(yōu)化總體思路 1.1構建移動通信。4GTD-LTE網絡關鍵性能指標體系隨著互聯網技術及網絡通訊技術的快速發(fā)展，以TD-LTE為核心的新一代移動通信4G網絡采用分組形式進行網絡傳輸，所以傳統(tǒng)的2G、3G系統(tǒng)網絡不再適用于TD-LTE系統(tǒng)。本文基于“端到端”的形式及“扁平化”網絡架構，采用云計算建立

3、更為精細化的移動通信4GTD-LTE網絡關鍵性能指標體系。1.2加入關鍵性指標。在2G、3G指標基礎上，需在新一代移動通信網絡指標體系中，加入關鍵性指標，如LTE網絡真實性能指標。通過對這些關鍵性能指標，如移動通信4G網絡吞吐量、TD-LTE網絡覆蓋率、小區(qū)邊緣TD-LTE網絡頻率利用率、平均頻率利用率、移動通信4G網絡掉話率、切換/接入延時、公平性、TD-LTE網絡阻塞率、用戶網絡滿意度等進行整合、分析，并找到與這些關鍵指標相關聯的重要參數，從而為云計算背景下移動通信4G網絡優(yōu)化提供技術支持。這些關鍵性指標不僅與無線配置參數、基站工程參數以及網絡頻率分配率、無線使用方式等移動通信4G網絡工程

4、參數密切關聯，還關系到整個移動通信4G網絡的管理、無線資源的管理調配以及網絡調試2。1.3無線網絡管理。在無線網絡管理方面，基于OFDM正交頻分復用技術可對系統(tǒng)寬帶、時隙配置、幀結構、無線資源接入切換過程、MIMO適用場景、配置方式甚至調度、算法以及分配過程等進行合理優(yōu)化?；谏鲜鲫P鍵性能指標，可基于LTE系統(tǒng)實現移動通信4G網絡組網參數靈活選擇與網絡配置。1.4網絡優(yōu)化。在網絡優(yōu)化過程中，只有識別無線資源管理相關參數以及底層網絡參數同高層關鍵指標間的關聯度與影響因子，方可分析并進一步細化關鍵指標與影響因子間的關系，進而找到移動通信4G網絡問題，有的放矢地進行優(yōu)化。 2基于云計算的移動通信4G

5、網絡優(yōu)化方法 2.1建立聯動關系。在確定關鍵性指標后，需基于云計算、大數據與網絡優(yōu)化理論，建立移動通信4G無線網絡參數與關鍵性能指標間的聯動關系。從網絡業(yè)務層面來看，傳統(tǒng)2G及3G網絡單純以語音與中低速數據業(yè)務為主，而新一代移動通信4GTD-LTE網絡中大量業(yè)務均來源于高速數據業(yè)務，且在云計算背景下新一代移動通信4G網絡業(yè)務開放性較強，不同類型的業(yè)務對QoS服務質量定位也存在較大差異3。因此，在移動通信4G網絡優(yōu)化過程中，必須綜合考慮并統(tǒng)計相關具體網絡業(yè)務量，合理利用相對有限的網絡資源，提供高質量的移動通信網絡服務。2.2網絡分層優(yōu)化。在改變傳統(tǒng)2G、3G粗放型網絡業(yè)務模式的基礎上，基于精細化

6、分析、統(tǒng)計方式，分別從網絡部署場景、網絡運營及用戶行為三個層面，采用云計算對移動通信多樣化的TD-LTE4G網絡進行優(yōu)化。2.2.1網絡部署場景從網絡部署場景層面而言，商業(yè)區(qū)域居民區(qū)、郊區(qū)與城市、室外與室內等不同的網絡部署場景，均會對網絡業(yè)務密度及實現方式產生影響。對此，需對不同網絡部署場景下的網絡業(yè)務量差異進行統(tǒng)計分析。根據業(yè)務統(tǒng)計結果，對不同網絡部署場景中的網絡參數配置差異和內在聯系進行分析。2.2.2網絡運營。從網絡運營層面而言，對具體網絡業(yè)務進行分析，有助于制定不同的QoS保障策略，并可結合運營商網絡業(yè)務統(tǒng)計分析結果，調整網絡資費，對發(fā)展?jié)摿^大的業(yè)務給予QoS保障，并對其進行精細化資

7、源管理與控制，同時對不同QoS保障策略進行調整優(yōu)化，以實現TD-LTE網絡運營效益最大化。2.2.3用戶行為。從用戶行為層面而言，用戶行為分析需以網絡業(yè)務統(tǒng)計分析結果為基礎。即在對云計算下的移動通信4G網絡進行優(yōu)化時，需結合網絡業(yè)務統(tǒng)計數據結果，即對用戶使用網絡業(yè)務時的用戶行為，如業(yè)務時長分布、不同業(yè)務間的關聯性與具體比例、網絡通信時長等進行深入挖掘。基于用戶的具體行為特征，對移動通用性4G網絡進行優(yōu)化，一方面在滿足用戶網絡需求的基礎上，實現對系統(tǒng)資源的有效利用；另一方面，根據用戶行為，為其提供良好的服務。 3基于云計算的移動通信4G網絡優(yōu)化架構 為滿足移動通信4G網絡優(yōu)化需求，本文根據云計算

8、最新的研究進展，在網絡優(yōu)化業(yè)務邏輯及大數據典型性特征的基礎上，通過對LTE話務統(tǒng)計數據及LTE測量報告數據的深入分析，提出了一種“自下而上”的移動通信4G網絡優(yōu)化云計算架構，其總體結構如圖所示。由圖1可知，基于云計算的移動通信4G網絡優(yōu)化架構自下而上可分為四層，即數據存儲層、處理層、網優(yōu)業(yè)務邏3.1數據存儲層。數據存儲層可有效發(fā)揮不同類型數據庫的技術優(yōu)勢，使不同類型數據可在不同數據庫中分類存儲。比如，GIS地理空間數據庫中可存儲地理圖層信息，具體如ArcGIS和SuperMap的Geodatabase與SDX+數據等。GIS數據庫是一種用于承載地理信息的基于標準關系數據庫技術的數據模型。在關系

9、型Oracle數據庫中，主要存儲有業(yè)務參數、權限數據、平臺用戶數據及業(yè)務模型等幾類具體數據。其中，海量的業(yè)務分析數據、性能統(tǒng)計、路測、測量數據等，均存儲于HBase分布式數據庫中。3.2數據處理層?；跀祿诰蚣夹g，可在Hadoop分布式集群中依次針對測量數據、業(yè)務模型數據、工參數據、地理圖層信息數據、海量統(tǒng)計數據等進行離線、在線分析計算與處理。3.3網優(yōu)業(yè)務邏輯層。網優(yōu)業(yè)務邏輯層主要功能在于結合云計算下的移動通信4G網絡不同的分析、優(yōu)化維度，提出網絡配置優(yōu)化建議，自動生成預測分析報告以及制定網絡性能優(yōu)化方案等。3.4人機交互層。人機交互層主要為云計算下的移動通信4G網絡人機交互層操作網優(yōu)平臺

10、的應用及軟件界面的操作使用提供基礎。綜上可以看出，系統(tǒng)在上述四層結構基礎上，基于云計算平臺的企業(yè)OpenStack私有云，采用HBase分布式數據存儲系統(tǒng)及Hadoop分布式并行計算框架，可對海量大數據進行處理。在處理數據時，通過對OpenStack云平臺API管理接口和應用程序編程接口進行調用，可實現集群中Hadoop節(jié)點和應用程序節(jié)點的彈性可伸縮。當負荷較大時，可適當減少相應的動態(tài)節(jié)點；當負荷較小時，可適當增加相應的動態(tài)節(jié)點。這種優(yōu)化架構與傳統(tǒng)關系數據庫、服務器主機的網優(yōu)系統(tǒng)相比，可使移動通信4G網絡優(yōu)化成本更低，系統(tǒng)網絡運行性能更佳。 4云計算背景下移動通信4G網絡優(yōu)化技術分析 上述網優(yōu)

11、架構的實現離不開下列幾項關鍵技術：4.1企業(yè)私有云。OpenStack企業(yè)私有云技術是一個開源的云環(huán)境，其幾乎支持所有云計算項目管理。其采用統(tǒng)一的標準，可大規(guī)模擴展平臺，實施簡單，可對企業(yè)大量內存容量、CPU計算能力、網絡硬盤空間等進行整合，同時還可靈活、快速創(chuàng)建和分配云主機的資源，不僅能夠有效提高計算機的資源利用率，還可實現應用數據遷移、容災、負荷均衡等。通過在企業(yè)私有云OpenStack平臺中構建移動通信4G網絡優(yōu)化平臺，即可根據網優(yōu)發(fā)展趨勢及計算分析數據規(guī)模，彈性擴容，快速部署。4.2Hadoop集群。Hadoop屬于開源的分布式并行計算架構。通過構建基于Hadoop的MapReduce

12、并行計算編程模型，即可設計移動通信4G網絡優(yōu)化算法，進而充分利用Hadoop分布式集群框架，對移動通信4G網絡優(yōu)化相關存儲數據進行高速運算與海量優(yōu)化。4.3HBase大數據存儲。因移動通信4G網絡話務統(tǒng)計數據和網絡優(yōu)化測量報告數據較為復雜、離散，體量超大。所以，為了滿足大數據時代對移動通信4G網絡優(yōu)化數據存儲的要求，應采用GoogleBigTable技術和HBase分布式數據庫分析處理數據，快速搭建大規(guī)模的Hadoop存儲數據集群，以提高分布式存儲系統(tǒng)性能和可伸縮性4。4.4應用程序集群伸縮設計。云平臺下移動通信4G網絡優(yōu)化用戶并發(fā)數大，排隊時間長，提交的Job數量龐雜，采用程序集群的伸縮設計

13、，可自動分攤Job，增加應用程序節(jié)點，并通過向虛擬機管理服務申請，創(chuàng)建指定類型和指定數量的節(jié)點。4.5Hadoop集群伸縮設計。Hadoop集群的伸縮設計一般只針對DataNode節(jié)點進行擴展處理。由于移動通信4G網絡數據節(jié)點只負責對實際數據進行存儲，所以通常只能單向增長。當Hadoop集群容量增大時，可適當增加DataNode集群節(jié)點或增加磁盤空間，同時還可根據Job負荷自動增加運算節(jié)點。 5結論 綜上所述，云計算與互聯網技術的快速發(fā)展，推動了移動通信技術與4G網絡技術優(yōu)化的融合。本文運用云計算的移動通信4G網絡優(yōu)化總體思路，選用云計算移動通信4G網絡分層優(yōu)化方法，基于四層網絡優(yōu)化架構，分別對四種移動通信4G網絡優(yōu)化技術進行分析，發(fā)現結合TD-LTE網絡優(yōu)化關鍵技術，可大幅提升網絡優(yōu)化效益。本系統(tǒng)的順利實施，能夠提高移動通信4G網絡運營管理水平，改善服務狀況，產生良好社會效益與經濟效益。 參考文獻： 1林健標.基于云計算的移動通信4G網絡優(yōu)化方法探討J.通訊世界，2017（8）：2