LTE 筆記: Self-Organizing Networks (SON) ~1 (ANR)
本文主要摘要自: https://www.3gpp.org/technologies/keywords-acronyms/105-son
ANR 不只可以用以輔助 PCI 的決定,
Self-Organizing Networks (SON) 的翻譯為自我組織網路,
此概念並不只存在於 3GPP 的標準中, 而廣泛存於各式網路中,
在不同領域中, SON 概念的偏重也有所不同,
比如說, 對於 WiFi 網路, SON 通常對應於 WiFi Mesh,
透過 WiFi Mesh 節點的自動加入, 組織出一個更大的無線服務範圍,
相通的概念也可以延伸到自動頻帶選擇, 甚至是路由決定的範疇.
在 3GPP 中, SON 可以進一步被區分成三個主要的技術單元:
Self-configuration, Self-optimization, 以及 Self-healing,
其中, Self-configuration 指涉的是基地台 (eNB) 自我設定的功能,
最終的目標是希望可以讓基地台隨插即用 (plug-and-play),
為了達成此目標, 有一些基本功能必須完成, 包含:
功率與頻率使用, IP, Physical Cell Identity (PCI) 和 Cell global ID (CGID)的給定等,
其中, 和核網 (core network) 較相關的就是 PCI 與 CGID 的給定,
因此, 也放入 3GPP Rel8 的定義當中.
PCI 在基地台廣播封包的最外層,
UE 透過 PCI 的資訊來分辨不同的基地台的廣播訊號,
為了降低廣播訊號的 overhead, 在 LTE 下, 一共只有 504 個不同的 PCI 設定,
因此, 錯開相鄰基地台使用的 PCI 數值就是一個必要的問題,
考慮到換手時的問題, 不只是覆蓋範圍交疊的基地台 PCI 要交錯,
對於任何 UE 也不應聽到來自於兩個基地台的相通 PCI 廣播 (hidden node problem),
以上兩種狀況分別稱為: PCI Collision 與 PCI Confusion.
為了完成上述目標, 3GPP 提出了 ANR (Automatic Neighbour Relations) 的功能,
ANR 主要目標是透過網路的量測與 UE 的回報, 來建立網路拓譜,
透過 ANR, 新聯上基地台的 PCI 給定可以動態產生,
而不再依賴 OAM (Operation, Administration, Management) 模組基於全域網路拓譜的分配,
為了動態產生 ANR 的關係, 必須收集基地台與 UE 對基地台的 PCI 量測, 如下圖:
其中, 基地台 (eNB) 量測到的 PCI 用以避免 PCI Collision,
使用者 (UE) 量測到的 PCI 則用以避免 PCI Confusion,
考慮到 PCI 的數值有限, 若是要建立全域的 ANR 資訊, 就需要 CGID 的輔助,
CGID 如其名 (Cell global ID) 所示, 為一個全域惟一的數值, 包含了:
國別碼 (MCC), 電信網路碼 (MNC), 區域碼 (LAC) 以及 Cell Identification (CI).
此數值包含在廣播訊號的資訊欄位中, 透過紀錄 CGID 和 PCI 的對應,
可以表示網路中所有基地台之間的相鄰關係, 如下圖:
考慮到其數值主要建立在 UE 的量測上,
其 '相鄰' 關係, 不只是地理位置上的相近 (幾何距離相近),
更可能代表接收訊號好壞的差異,
因此, 針對室內環境或是異質網路 (heterogeneous network) 而言,
其重要性優於基於基地台經緯座標建立的全域拓譜資訊,
營運商可以藉由 ANR 的資訊, 反映網路的動態以及功率配置,
進一步優化換手等參數設計.
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