无线通信中的绿色自组织技术
英文摘要:This paper introduces the green Self-Organized Network (SON), which is capable of self- management, self-configuration, self-optimization, and self-healing. Its key techniques include traffic forecasting and sensing in a converged network architecture, intelligent resource allocation, green cooperation between heterogeneous networks, and dynamic and intelligent network organization. A method is proposed to dynamically turn off cells or sectors so that energy is saved and load balancing problems alleviated. Energy consumption can be reduced across the entire network while maintaining Quality of Service (QoS).
英文关键字:energy saving; green SON; traffic forecast and sensing; intelligent resource allocation; green cooperation.
基金项目：国家重点基础研究发展(“973”)规划(2009CB320404)；国家自然科学基金(60972048)
节能环保是当今世界的主流理念，作为较高耗能的通信行业，加大节能减排力度、促进“绿色”通信发展，将成为新时期通信行业与社会共同发展的利益结合点。可以预见，随着用户规模的进一步扩大和业务量的迅猛增长，通信行业的能耗仍将保持较快增速。通信行业节能减排的压力巨大，因此迫切需要研究高效的节能方法，这是突破蜂窝网络节能“瓶颈”的关键。自组织技术的引入给节能减排带来了新思路。
自组织网络(SON)是指自身能够探测周围环境信息及其变化，并能够由此做出自主决策的网络。自组织网络具有对网络参数等自动配置、自动优化、自动管理、自动愈合等通信网络功能。自组织网络是在LTE网络标准化阶段由移动运营商主导提出的概念，其主要目的是实现无线网络的一些自主功能，减少人工参与，降低运营成本。下一代移动通信网(NGMN)组织中的移动运营商对SON的部署有强烈的需求，纷纷开展SON的研究，并发布了一系列有关SON的白皮书和建议书；3GPP也在重点研究SON与当前电信管理网络的实现方案；欧洲从SON的技术方案、实现方法及验证平台入手，研究SON对网络运维产生的影响。
为推进SON标准化工作，3GPP设置了4个技术专家组，分别进行GSM和EDGE无线接入网(GERAN)、无线接入网(RAN)、业务与系统(SA)、核心网与终端(CT)的标准制订和研究。其中3GPP SA5工作组的研究内容是与3G体系架构和网络设备技术发展保持同步，研究与之相适应的网络管理框架和管理需求。2008年4月21—25日，3GPP标准组织SA5工作组在成都召开会议，决定专门成立SON子工作组，讨论SON相关议题(包括eNB自动发现、自动安装、自动配置、自动优化和自动恢复等)。3GPP标准组织RAN3工作组主要讨论SON的相关用例需求和解决方案，定义X2/S1接口部分[1]。在3GPP RAN3工作组68次会议前，主要对SON场景进行描述，并定义了所需的交互进程；68次会议后，3GPP组织将结束SON的R9版本的讨论，启动R10版本。各大组织对SON技术和标准化的大力推进凸显了其在未来通信系统中扮演的重要角色。
1 自组织网络的“绿色”特质
关于节能方面，3GPP SON标准化工作组除了专为节能定义的用例ES(Energy Saving)外，还定义了诸如移动性负载均衡优化(MLBO)、移动鲁棒性优化(MRO)和区间干扰协调(ICIC)等其他8种SON用例[2]。这些用例间存在着种种参数互操作关系，比如MLB的目的是为了实现小区间负载的自动均衡，可是具体实现中，调整MLB相关参数同样会涉及MRO参数的调整。不难看出，负载的均衡同时也带来了网络整体能耗降低，因此对未来国际移动通信(IMT-Advanced)系统利用SON实现节能方面的研究要着眼整体，不能局限于ES单一用例。
