計算技術(shù)在優(yōu)化4G網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用

羅 輯

（廣東南方電信規(guī)劃咨詢設(shè)計院有限公司，廣東 深圳 518038）

計算技術(shù)在優(yōu)化4G網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用

羅 輯

（廣東南方電信規(guī)劃咨詢設(shè)計院有限公司，廣東 深圳 518038）

目前，4G網(wǎng)絡(luò)和移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展極為迅速，相關(guān)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量日漸增長，網(wǎng)絡(luò)運行效率大幅度提高。文章從移動通信4G網(wǎng)絡(luò)實際優(yōu)化要求的角度出發(fā)，針對基于云計算的基礎(chǔ)優(yōu)化移動通信4G網(wǎng)絡(luò)進行初步的研究。

云計算；4G網(wǎng)絡(luò)；優(yōu)化

網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化是一種以提高網(wǎng)絡(luò)運行質(zhì)量以及效率為目的的工作，也是維護網(wǎng)絡(luò)運行正常的重要方法，這項工作的技術(shù)難度較高且內(nèi)容較為復(fù)雜，并且成本較高。隨著時代的飛速發(fā)展，目前移動通信4G網(wǎng)絡(luò)和移動互聯(lián)網(wǎng)迅速發(fā)展和普及，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)便成了移動通信網(wǎng)絡(luò)的主流業(yè)務(wù)，也正因如此，網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作也出現(xiàn)了許多全新的要求。本文根據(jù)以TD-LTE為核心的移動通信4G網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化需求和網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化策略數(shù)據(jù)的特點提出了TD-LTE網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的思路，并且根據(jù)思路設(shè)計出了易云計算為基礎(chǔ)的移動通信4G網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化平臺。

1 移動通信4G網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的實際要求

1.1 TD-LTE網(wǎng)絡(luò)體系的建立

目前，我國的移動通信4G網(wǎng)絡(luò)發(fā)展極為迅速，而TDLTE正是移動通信4G網(wǎng)絡(luò)的核心，移動通信4G網(wǎng)絡(luò)中的所有業(yè)務(wù)都是基于分組形勢的基礎(chǔ)來實時傳輸通信數(shù)據(jù)的。正因為這樣，移動通信4G網(wǎng)絡(luò)的核心性能指標便是判斷其是否符合4G網(wǎng)絡(luò)的要求。除此之外，移動通信4G網(wǎng)絡(luò)體系和移動通信3G網(wǎng)絡(luò)體系大不相同，以扁平化網(wǎng)絡(luò)體系為基礎(chǔ)，使用端對端的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，以該網(wǎng)絡(luò)體系的實際運行要求為準，按照其核心性能指標來優(yōu)化該網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)體系。這樣不但能夠保留住2G網(wǎng)絡(luò)的指標和3G網(wǎng)絡(luò)的指標，同時還可以增加全新的核心性能指標，還能夠整合各項性能指標并加以科學(xué)的分析，這樣便能夠全面提高運行的條件，對網(wǎng)絡(luò)平臺進行判斷。

1.2 參數(shù)配置以及關(guān)鍵性能指標的優(yōu)化

在移動通信網(wǎng)絡(luò)運行的過程當(dāng)中，網(wǎng)絡(luò)的主要的關(guān)鍵性能指標有OFDM、無線配置參數(shù)、頻率分配策略、正交頻分復(fù)用CP長度配置、天線使用方式以及基站項目的參數(shù)等指標。TD-LTE網(wǎng)絡(luò)的運行參數(shù)分別包括有接入時延、切換時延、邊緣頻譜利用率、網(wǎng)絡(luò)掉話率、平均頻譜利用率、網(wǎng)絡(luò)阻塞率、網(wǎng)絡(luò)覆蓋率、系統(tǒng)吞吐量以及用戶吞吐量等參數(shù)，這些參數(shù)與移動通信4G網(wǎng)絡(luò)的工程參數(shù)息息相關(guān)，并且直接關(guān)系到無線資源管理的調(diào)試測量以及網(wǎng)絡(luò)管理和運行的參數(shù)。而在移動通信的無線資源管理方面，關(guān)鍵指標參數(shù)則包括了調(diào)度方式、調(diào)度算法、MIMO配置方式、MIMO適用場景、切換過程、接入過程、資源分配方式、時隙配置、系統(tǒng)帶寬以及幀結(jié)構(gòu)等，TD-LTE網(wǎng)絡(luò)比起移動通信3G網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其在參數(shù)的選擇、組網(wǎng)方式以及網(wǎng)絡(luò)配置等方面有著顯著的應(yīng)用優(yōu)勢，并且移動通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)置更加具有靈活性，最大限度地發(fā)揮出了TD-LTE網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用性能，顯著降低了成本的浪費，避免了網(wǎng)絡(luò)運行出現(xiàn)惡化的情況。在進行移動通信4G網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的時候應(yīng)該對高層關(guān)鍵性指標和無限資源管理參數(shù)之間的關(guān)聯(lián)度和運行因素有著清楚的認知，還有對底層網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)要進行科學(xué)的分析和細化其內(nèi)部之間的聯(lián)系，尋找造成問題的原因，在優(yōu)化移動通信4G網(wǎng)絡(luò)的時候需要帶有針對性地來對問題采取相應(yīng)的措施，保障移動通信網(wǎng)絡(luò)的運行安全和運行質(zhì)量。

2 TD-LTE網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的思路

相比起移動通信2G網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和移動通信3G網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵性能指標更加適用于TD-LTE系統(tǒng)當(dāng)中，TD-LTE網(wǎng)絡(luò)相比起移動通信3G網(wǎng)絡(luò)，其通過扁平化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，突出強調(diào)端對端的概念，由此可見，TD-LTE網(wǎng)絡(luò)的建立讓網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵性能指標體系更加細化。在TD-LTE網(wǎng)絡(luò)體系當(dāng)中，以移動通信2G網(wǎng)絡(luò)和移動通信3G網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵性能指標為基礎(chǔ)，在此之上融入了更多能夠切實反映出TD-LTE網(wǎng)絡(luò)真實性能的關(guān)鍵指標，并且還能夠針對這些關(guān)鍵性能指標來進行整合和科學(xué)分析，快速找出這些指標當(dāng)中的影響因素，更加有利于網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化平臺的分析和判斷。

TD-LTE網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵性能指標不但直接關(guān)系到網(wǎng)絡(luò)工程的參數(shù)，并且還與無線資源管理的參數(shù)息息相關(guān)。站在網(wǎng)絡(luò)工程參數(shù)的角度，關(guān)鍵性能指標參數(shù)的影響因素分為無線配置參數(shù)、頻率分配策略以及基站工程參數(shù)等；而站在無線資源管理的角度上，關(guān)鍵性能指標的影響因素主要來自系統(tǒng)帶寬、配置方式、調(diào)度方式以及接入過程等。

3 以云計算為基礎(chǔ)的移動通信4G網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化軟件

要想負荷LTE測量報告數(shù)據(jù)和相關(guān)話務(wù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)深入分析的要求，優(yōu)化應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)，結(jié)合云計算技術(shù)所設(shè)計出的基于云計算的移動通信4G網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化軟件。該優(yōu)化軟件分為4層，分別負責(zé)數(shù)據(jù)儲存、數(shù)據(jù)處理、網(wǎng)游業(yè)務(wù)邏輯以及人機交互這4項工作。

3.1 數(shù)據(jù)儲存

不同的數(shù)據(jù)類型需要分別儲存在不同的數(shù)據(jù)庫中，而不同的數(shù)據(jù)庫也具有不同的儲存優(yōu)勢。比如，將地圖層的數(shù)據(jù)信息儲存于地理空間數(shù)據(jù)庫當(dāng)中，通過標準關(guān)系數(shù)據(jù)庫技術(shù)來展現(xiàn)出地理信息數(shù)據(jù)模型；平臺用戶的權(quán)限數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)模型以及業(yè)務(wù)參數(shù)等數(shù)據(jù)信息則儲存在傳統(tǒng)關(guān)系數(shù)據(jù)庫當(dāng)中；而業(yè)務(wù)分析數(shù)據(jù)、海量數(shù)據(jù)以及性能統(tǒng)計數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)資料則儲存在分布式數(shù)據(jù)庫當(dāng)中。

3.2 數(shù)據(jù)處理

這一層主要負責(zé)挖掘數(shù)據(jù)，而后和工參數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)模型以及地理土層信息這些數(shù)據(jù)進行結(jié)合，最后在Hadoop分布式集群當(dāng)中進行離線和在線的計算機分析處理工作。

3.3 網(wǎng)游業(yè)務(wù)邏輯

這一層主要負責(zé)分析優(yōu)化維度的區(qū)別來生成分析預(yù)測報告，以此得出性能優(yōu)化方案，還可以為配置優(yōu)化提出相關(guān)建議。

3.4 人機交互

這一層則是由網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化人員通過該層的軟件界面來操作和使用網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化平臺。

4 基于云計算優(yōu)化移動通信4G網(wǎng)絡(luò)的具體內(nèi)容

4.1 實現(xiàn)優(yōu)化軟件

4G網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在移動信息交流設(shè)備上進行優(yōu)化，可以根據(jù)其4層系統(tǒng)結(jié)構(gòu)從4個階段進行優(yōu)化。第一層，人機交互，在此網(wǎng)絡(luò)層次上，工作者利用軟件界面使用優(yōu)化平臺并進行一些操作。第二層，業(yè)務(wù)邏輯，利用4G網(wǎng)絡(luò)對維度進行優(yōu)化，編寫制定出相應(yīng)系統(tǒng)的優(yōu)化方案，在性能和配置方面給出合理優(yōu)化建議，導(dǎo)出專業(yè)、嚴謹?shù)姆治鲱A(yù)測報告。第三層，數(shù)據(jù)處理，利用4G網(wǎng)絡(luò)進行地理圖層信息、公參數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)模型、數(shù)據(jù)等的測量。第四層，數(shù)據(jù)儲存，不同種類的數(shù)據(jù)庫會采用4G網(wǎng)絡(luò)中不一樣類別的數(shù)據(jù)庫，而且它們儲存的數(shù)據(jù)類型是不一樣的，因為它們的應(yīng)用性能不一樣。將地理上的圖層信息儲存在地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，GIS）中，舉例說，ArcGIS中Geodatabase，SuperMap中SDX+，以地理空間數(shù)據(jù)庫為媒介，借助關(guān)鍵數(shù)據(jù)庫技術(shù)，搭建出完善的地理信息數(shù)據(jù)模板系統(tǒng)。結(jié)合使用Oraclexit和分布式HBase兩個數(shù)據(jù)庫結(jié)合，用前數(shù)據(jù)庫的存儲業(yè)務(wù)的參數(shù)儲存路測數(shù)據(jù)，用業(yè)務(wù)模型來測量數(shù)據(jù)，用權(quán)限數(shù)據(jù)來進行數(shù)據(jù)的業(yè)務(wù)分析，用平臺用戶數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)的性能統(tǒng)計。借助云計算上Hadoop與數(shù)據(jù)儲存系統(tǒng)（分布式HBase）一起運行計算框架，借助4G網(wǎng)絡(luò)運行時的平臺OpenStack調(diào)節(jié)使用接口API，這樣在應(yīng)用程序節(jié)點處和Hadoop節(jié)點處的可伸縮性就得以達成。動態(tài)增加相應(yīng)節(jié)點，對4G網(wǎng)絡(luò)運行成本進行減少，可以增大4G系統(tǒng)的工作效率，減輕其系統(tǒng)負荷。

4.2 分布式HBase數(shù)據(jù)儲存技術(shù)

通信傳輸4G網(wǎng)絡(luò)在云計算平臺上的測量報告和話務(wù)統(tǒng)計兩類數(shù)據(jù)有著體量龐大、離散性、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的特性，對通訊傳輸4G網(wǎng)絡(luò)進行優(yōu)化時，應(yīng)該參考以往存在的數(shù)據(jù)儲存系統(tǒng)的優(yōu)劣勢，達到4G網(wǎng)絡(luò)對存儲容量龐大的數(shù)據(jù)即大數(shù)據(jù)的要求。提高4G網(wǎng)絡(luò)的工作速度，有助于專業(yè)嚴謹?shù)胤治龊吞幚?G網(wǎng)絡(luò)中的大數(shù)據(jù)。相對應(yīng)的，以往的通訊傳播網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)庫大多數(shù)都以按行儲存模式為基礎(chǔ)，在傳輸可以達到龐大規(guī)模的索引與視圖，不過在實際操作過程中，需要占據(jù)的二維、三維空間都較為龐大。

5 結(jié)語

綜上所述，隨著時代的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)越發(fā)成熟，移動通信網(wǎng)絡(luò)在市面上已經(jīng)十分普及，人們對于移動通信網(wǎng)絡(luò)的運行質(zhì)量以及效率的要求越來越高，進行網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化，提高移動通信網(wǎng)絡(luò)的運行質(zhì)量以及效率，降低網(wǎng)絡(luò)運維管理的成本，是目前對大部分運營商來說都極為重要的研究方向。以云計算為基礎(chǔ)來優(yōu)化移動通信4G網(wǎng)絡(luò)，通過OpenStack云計算技術(shù)其強大的功能性以及Hadoop分布式并行計算框架來最大限度地挖掘出網(wǎng)絡(luò)運行當(dāng)中的各種數(shù)據(jù)特征，并有效發(fā)揮出這些大數(shù)據(jù)的價值和作用，再結(jié)合TD-LTE網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的核心技術(shù)便能夠顯著提高TD-LTE網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作的質(zhì)量以及效率。除此之外，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化不但能夠顯著提高移動通信4G網(wǎng)絡(luò)的運維管理水平，還能夠改善移動通信4G網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)整理服務(wù)的水平，優(yōu)化軟件設(shè)計算法，實現(xiàn)大數(shù)據(jù)的儲存穩(wěn)定和高速運算，顯著提升了運營商的社會效益和經(jīng)濟效益。由此可見，以云計算為基礎(chǔ)對移動通信4G網(wǎng)絡(luò)進行優(yōu)化有著重要的意義。

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Application of computing technology in optimizing 4G network

Luo Ji
（Guangdong South Telecom Planning & Consulting Institute Co., Ltd., Shenzhen 518038, China）

At present, the development speed of the 4G network and the mobile Internet is rapid, related data traf fi c is on the increase, the network operation ef fi ciency has been greatly improved. This article studies the optimization of 4G mobile communication network based on cloud computing from the perspective of practical optimization requirement pf mobile communication 4G network.

cloud computing; 4G network; optimization

羅輯（1981— ），男，湖南衡陽，本科，工程師；研究方向：云計算。