羅 輯

（廣東南方電信規(guī)劃咨詢設計院有限公司，廣東 深圳 518038）

計算技術在優(yōu)化4G網(wǎng)絡中的應用

羅 輯

（廣東南方電信規(guī)劃咨詢設計院有限公司，廣東 深圳 518038）

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

云計算；4G網(wǎng)絡；優(yōu)化

網(wǎng)絡優(yōu)化是一種以提高網(wǎng)絡運行質量以及效率為目的的工作，也是維護網(wǎng)絡運行正常的重要方法，這項工作的技術難度較高且內容較為復雜，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)絡和移動互聯(lián)網(wǎng)迅速發(fā)展和普及，數(shù)據(jù)業(yè)務便成了移動通信網(wǎng)絡的主流業(yè)務，也正因如此，網(wǎng)絡優(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)絡的優(yōu)化需求和網(wǎng)絡優(yōu)化策略數(shù)據(jù)的特點提出了TD-LTE網(wǎng)絡優(yōu)化的思路，并且根據(jù)思路設計出了易云計算為基礎的移動通信4G網(wǎng)絡優(yōu)化平臺。

1 移動通信4G網(wǎng)絡優(yōu)化的實際要求

1.1 TD-LTE網(wǎng)絡體系的建立

目前，我國的移動通信4G網(wǎng)絡發(fā)展極為迅速，而TDLTE正是移動通信4G網(wǎng)絡的核心，移動通信4G網(wǎng)絡中的所有業(yè)務都是基于分組形勢的基礎來實時傳輸通信數(shù)據(jù)的。正因為這樣，移動通信4G網(wǎng)絡的核心性能指標便是判斷其是否符合4G網(wǎng)絡的要求。除此之外，移動通信4G網(wǎng)絡體系和移動通信3G網(wǎng)絡體系大不相同，以扁平化網(wǎng)絡體系為基礎，使用端對端的網(wǎng)絡架構，以該網(wǎng)絡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)絡的網(wǎng)絡體系。這樣不但能夠保留住2G網(wǎng)絡的指標和3G網(wǎng)絡的指標，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的分析，這樣便能夠全面提高運行的條件，對網(wǎng)絡平臺進行判斷。

1.2 參數(shù)配置以及關鍵性能指標的優(yōu)化

在移動通信網(wǎng)絡運行的過程當中，網(wǎng)絡的主要的關鍵性能指標有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)絡掉話率、平均頻譜利用率、網(wǎng)絡阻塞率、網(wǎng)絡覆蓋率、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)絡的工程參數(shù)息息相關，并且直接關系到無線資源管理的調試測量以及網(wǎng)絡管理和運行的參數(shù)。而在移動通信的無線資源管理方面，關鍵指標參數(shù)則包括了調度方式、調度算法、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)帶寬以及幀結構等，TD-LTE網(wǎng)絡比起移動通信3G網(wǎng)絡系統(tǒng)，其在參數(shù)的選擇、組網(wǎng)方式以及網(wǎng)絡配置等方面有著顯著的應用優(yōu)勢，并且移動通信網(wǎng)絡系統(tǒng)設置更加具有靈活性，最大限度地發(fā)揮出了TD-LTE網(wǎng)絡的應用性能，顯著降低了成本的浪費，避免了網(wǎng)絡運行出現(xiàn)惡化的情況。在進行移動通信4G網(wǎng)絡優(yōu)化的時候應該對高層關鍵性指標和無限資源管理參數(shù)之間的關聯(lián)度和運行因素有著清楚的認知，還有對底層網(wǎng)絡的參數(shù)要進行科學的分析和細化其內部之間的聯(lián)系，尋找造成問題的原因，在優(yōu)化移動通信4G網(wǎng)絡的時候需要帶有針對性地來對問題采取相應的措施，保障移動通信網(wǎng)絡的運行安全和運行質量。

2 TD-LTE網(wǎng)絡優(yōu)化的思路

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

TD-LTE網(wǎng)絡關鍵性能指標不但直接關系到網(wǎng)絡工程的參數(shù)，并且還與無線資源管理的參數(shù)息息相關。站在網(wǎng)絡工程參數(shù)的角度，關鍵性能指標參數(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，關鍵性能指標的影響因素主要來自系統(tǒng)帶寬、配置方式、調度方式以及接入過程等。

3 以云計算為基礎的移動通信4G網(wǎng)絡優(yōu)化軟件

要想負荷LTE測量報告數(shù)據(jù)和相關話務統(tǒng)計數(shù)據(jù)深入分析的要求，優(yōu)化應用網(wǎng)絡大數(shù)據(jù)，結合云計算技術所設計出的基于云計算的移動通信4G網(wǎng)絡優(yōu)化軟件。該優(yōu)化軟件分為4層，分別負責數(shù)據(jù)儲存、數(shù)據(jù)處理、網(wǎng)游業(yè)務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)庫當中，通過標準關系數(shù)據(jù)庫技術來展現(xiàn)出地理信息數(shù)據(jù)模型；平臺用戶的權限數(shù)據(jù)、業(yè)務模型以及業(yè)務參數(shù)等數(shù)據(jù)信息則儲存在傳統(tǒng)關系數(shù)據(jù)庫當中；而業(yè)務分析數(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)庫當中。

3.2 數(shù)據(jù)處理

這一層主要負責挖掘數(shù)據(jù)，而后和工參數(shù)據(jù)、業(yè)務模型以及地理土層信息這些數(shù)據(jù)進行結合，最后在Hadoop分布式集群當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)務邏輯

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

3.4 人機交互

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

4 基于云計算優(yōu)化移動通信4G網(wǎng)絡的具體內容

4.1 實現(xiàn)優(yōu)化軟件

4G網(wǎng)絡系統(tǒng)在移動信息交流設備上進行優(yōu)化，可以根據(jù)其4層系統(tǒng)結構從4個階段進行優(yōu)化。第一層，人機交互，在此網(wǎng)絡層次上，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)務邏輯，利用4G網(wǎng)絡對維度進行優(yōu)化，編寫制定出相應系統(tǒng)的優(yōu)化方案，在性能和配置方面給出合理優(yōu)化建議，導出專業(yè)、嚴謹?shù)姆治鲱A測報告。第三層，數(shù)據(jù)處理，利用4G網(wǎng)絡進行地理圖層信息、公參數(shù)據(jù)、業(yè)務模型、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，借助關鍵數(shù)據(jù)庫技術，搭建出完善的地理信息數(shù)據(jù)模板系統(tǒng)。結合使用Oraclexit和分布式HBase兩個數(shù)據(jù)庫結合，用前數(shù)據(jù)庫的存儲業(yè)務的參數(shù)儲存路測數(shù)據(jù)，用業(yè)務模型來測量數(shù)據(jù)，用權限數(shù)據(jù)來進行數(shù)據(jù)的業(yè)務分析，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)絡運行時的平臺OpenStack調節(jié)使用接口API，這樣在應用程序節(jié)點處和Hadoop節(jié)點處的可伸縮性就得以達成。動態(tài)增加相應節(jié)點，對4G網(wǎng)絡運行成本進行減少，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

通信傳輸4G網(wǎng)絡在云計算平臺上的測量報告和話務統(tǒng)計兩類數(shù)據(jù)有著體量龐大、離散性、結構復雜的特性，對通訊傳輸4G網(wǎng)絡進行優(yōu)化時，應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)絡的工作速度，有助于專業(yè)嚴謹?shù)胤治龊吞幚?G網(wǎng)絡中的大數(shù)據(jù)。相對應的，以往的通訊傳播網(wǎng)絡上的數(shù)據(jù)庫大多數(shù)都以按行儲存模式為基礎，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 結語

綜上所述，隨著時代的發(fā)展，網(wǎng)絡信息技術越發(fā)成熟，移動通信網(wǎng)絡在市面上已經(jīng)十分普及，人們對于移動通信網(wǎng)絡的運行質量以及效率的要求越來越高，進行網(wǎng)絡優(yōu)化，提高移動通信網(wǎng)絡的運行質量以及效率，降低網(wǎng)絡運維管理的成本，是目前對大部分運營商來說都極為重要的研究方向。以云計算為基礎來優(yōu)化移動通信4G網(wǎng)絡，通過OpenStack云計算技術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)絡運行當中的各種數(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，再結合TD-LTE網(wǎng)絡優(yōu)化的核心技術便能夠顯著提高TD-LTE網(wǎng)絡優(yōu)化工作的質量以及效率。除此之外，實現(xiàn)網(wǎng)絡優(yōu)化不但能夠顯著提高移動通信4G網(wǎng)絡的運維管理水平，還能夠改善移動通信4G網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)業(yè)務整理服務的水平，優(yōu)化軟件設計算法，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，以云計算為基礎對移動通信4G網(wǎng)絡進行優(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。