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基于SON和MDT演进的5G大数据收集技术随着5G技术的不断发展，大数据收集技术也在逐步演进。
基于SON（Self-Organizing Network，自组织网络）和MDT（Minimization of Drive Test，最小化驾驶测试）的技术成为了5G大数据收集的重要手段。
本文将深入探讨基于SON和MDT演进的5G大数据收集技术，以及其在未来的应用前景。
一、SON技术的应用和发展自组织网络（SON）技术是一种能够在无需人为干预的情况下，自动配置、自组织、自优化的无线网络技术。
在5G时代，SON技术有望成为大数据收集的重要工具，其主要应用包括以下几个方面。
1. 自动配置：SON技术能够自动配置无线网络中的基站和终端设备，提高网络的覆盖范围和容量。
3. 自优化：SON技术可以实时监测网络状态，并根据实时数据对网络进行优化，提高网络的性能和用户体验。
随着SON技术的不断发展，其在5G大数据收集中的应用也在不断扩展。
通过SON技术，网络运营商可以实时监测和管理网络状态，从而获得大量的网络数据，并通过对数据的分析和挖掘，为网络优化和业务决策提供支持。
1. 主动数据采集：MDT技术可以使无线终端设备主动采集网络数据，并将数据上报至网络运营商。
3. 数据分析和挖掘：MDT技术采集的大量数据可以为网络运营商提供宝贵的信息，通过对数据的分析和挖掘，可以发现网络问题并进行优化，提高用户体验。
MDT技术的不断发展，使得网络运营商能够更加全面地获取网络数据，为网络优化和业务决策提供更加精准的支持。
基于SON和MDT的5G大数据收集技术具有广阔的应用前景，主要体现在以下几个方面。
2. 智能业务决策：通过对大数据的分析和挖掘，网络运营商可以更加准确地了解用户需求，制定更科学的业务策略，提高业务效益。
3. 新型业务创新：基于5G大数据收集技术，网络运营商能够开发出更加智能、个性化的业务产品，满足用户多样化的需求。
基于SON和MDT的5G大数据收集技术将会成为未来5G网络运营和管理的重要手段，其应用前景广阔，对提高网络性能、优化用户体验以及推动业务创新都具有重要意义。
4G关键技术TD-LTE SON研究加速LTE以其高带宽为用户提供更丰富的多媒体业务，但LTE运营商最关心的还是希望通过有效的运维成本来取得较高利润。
3GPP R8和R9为LTE提出的自组织网络技术（SON，Self-organized Network）可以明显降低运维成本，进一步提升LTE的竞争优势。
TD-LTE已经入选4G候选标准，但我国对TDD-LTE系统的SON研究、标准化工作和设备开发等还相对落后于FDD-LTE和WiMAX系统，有关TD-LTE+系统的SON各项开发和标准化工作更是空白。
目前，北京邮电大学联合中科院计算所、中国移动研究院、清华大学、大唐电信、工信部电信传输研究所、华中科大等科研院所针对TD-LTE+的SON关键技术，正在积极申报国家科技重大专项，对TD-LTE+的SON关键技术给出一揽子解决方案和算法。
预商用设备基本具备SON功能中国移动在SON技术研究之初就积极参加了NGMN（next generation mobile network，下一代移动通信网）组织的需求和技术研究，自2008年来，中国移动还积极参加了LTE自组织网络的技术研究和国际标准化工作并有多项相关技术专利和3GPP标准文稿，促进和推动了自组织网络技术的研究和成熟。
在自组织网络技术落地方面，中国移动牵头联合了多家高校和设备供应商对自组织网络技术进行了深入的研究，还通过LTE、TD-SCDMA网络的实验室测试和外场测试，积极引导和推进无线设备供应商按照运营商的需求实现自组织网络技术（图1即是自组织网络的体系架构）。
2010年年初，中国移动已经完成对各厂商包括eNB自配置、PCI自优化、ANR等SON用例的实验室测试，通过测试验证，各厂商预商用设备已经基本具备SON功能。
4G的 SON研究初步展开目前SOCRATES项目、3GPP组织、NGMN组织、IEEE802.16m 分别开展SON方面的研究与讨论。
LTE网络系统中SON技术研究LTE网络系统中，SON技术是一种非常重要的自组织网络技术。
其全称为“Self-Organizing Network”，即自组织网络。
SON技术的主要任务是通过自动化和智能化的方法来实现网络的优化和管理，对于提高移动通信系统的性能、可靠性和覆盖范围非常有帮助。
下面将从何为SON技术、SON技术的特点，SON技术在LTE网络系统中的应用等方面对其进行研究。
何为SON技术自组织网络技术，即SON技术，是指在无线通信网络中，通过一系列的自动化和智能化技术，以提高网络的性能和覆盖范围为目标，在不需要人为干预的情况下完成网络的维护、优化和管理。
SON技术的特点1.自主性。
SON技术采用了自动化技术，网络能够以自主的方式进行调整和优化，减少了人工干预的成本。
2.并行性。
SON技术通常采用并行计算的方法，不同的设备可以同时进行不同的任务，提高了网络的工作效率。
3.智能化。
SON技术采用了智能化算法，通过分析网络数据，进行预测和优化来提高网络的工作效率。
SON技术在LTE网络系统中的应用1.邻区关系的维护。
在LTE网络中，邻区关系是非常重要的，可以有效地优化网络的性能。
SON技术可以通过收集和分析邻区关系数据，实现邻区的自动建立和维护，提高网络的可靠性和性能。
2.覆盖范围的优化。
SON技术可以分析用户在不同地区的使用情况，对网络的覆盖范围进行优化，提高网络的覆盖范围和速度。
3.干扰的管理。
在LTE网络中，干扰是一个非常重要的问题。
SON技术可以通过分析干扰数据，进行干扰管理，提高网络的质量和稳定性。
4.动态配置参数。
在LTE网络系统中，由于网络状态不断变化，不同场景的参数需要进行不断地调整。
SON技术可以根据网络的情况，动态地调整参数，提高网络的性能和可靠性。
总结自组织网络技术（SON技术）是一种非常重要的网络管理技术，在LTE网络系统中应用广泛。
它采用智能化、自动化和并行计算的方法，通过优化网络性能、覆盖范围、干扰管理等，来提高网络的性能和可靠性，对移动通信业务的发展具有重要意义。
基于SON和MDT演进的5G大数据收集技术随着5G通信技术的逐渐成熟和普及，大数据的收集和处理变得越来越重要。
而在这个过程中，基于SON（Self-Organizing Network）和MDT（Minimization of Drive Tests）的技术演进也将为5G大数据收集提供更加高效和精准的解决方案。
一、SON技术的演进1. 初期SON技术自组织网络（SON）技术是一种自适应的网络配置和优化技术，它的目标是使网络更加自动化和智能化。
在5G时代，SON技术的初期应用主要集中在自动网络配置、优化和故障管理等方面。
通过SON技术，网络可以实现更加智能的自适应优化，提高网络性能和用户体验。
二、MDT技术的演进MDT（Minimization of Drive Tests）是一种基于测量报告的技术，可以帮助运营商更加精准地了解网络质量和用户体验。
在5G时代，MDT技术的初期应用主要集中在基站的质量测试和网络优化方面。
通过MDT技术，运营商可以获取更加详细和精确的网络质量数据，帮助他们更好地优化网络性能，提高用户体验。
随着5G的发展，MDT技术也在不断演进，引入了更多的智能化和自适应性。
在大数据收集方面，MDT技术可以通过精准的测量报告和数据分析，帮助运营商实时监测和诊断网络问题，提高网络维护的效率和精准度。
MDT技术还可以结合先进的数据挖掘和机器学习算法，实现更加智能的网络优化和用户体验提升。
1. 数据采集基于SON和MDT的5G大数据收集技术可以利用网络设备和用户终端的智能感知能力，实现海量数据的实时采集和传输。
通过数据采集与分析，可以获取网络质量和用户体验的全面信息，为运营商提供更加全面和精准的网络优化和用户服务决策支持。
2. 数据分析3. 智能决策四、应用场景1. 精细化网络管理2. 智能化网络优化3. 用户体验提升基于SON和MDT的5G大数据收集技术可以帮助运营商实现用户体验的精准管理。
自组织网络的拓扑结构与性能研究自组织网络（Self-Organizing Networks, SON）是一种基于分布式智能的网络管理和优化技术，能够自动感知网络环境变化，实现灵活的网络配置和优化。
拓扑结构是自组织网络中的重要组成部分，直接影响网络的性能和效率。
本文将探讨自组织网络的拓扑结构与性能的研究。
在研究中，选择适合自组织网络的拓扑结构对于提高网络性能至关重要。
一种常见的自组织网络拓扑结构是分散式结构，每个节点在网络中具有相同的地位和功能，并且通过无线通信进行信息交换。
这种结构具有灵活性和鲁棒性，能够适应网络环境的变化，并且具有较好的容错能力。
除了选择合适的拓扑结构，对于网络的性能研究也是不可忽视的。
自组织网络的性能包括网络吞吐量、延迟、能量消耗等指标。
在拓扑结构的设计和优化中，需要考虑这些性能指标，并进行相应的求解和模拟。
对于自组织网络的拓扑结构和性能研究，可以采用以下的方法和技术：1.模型建立：建立自组织网络的拓扑结构和性能模型。
可以利用图论、网络分析等方法对网络进行建模，并考虑不同节点之间的连接关系和通信规则。
2.网络仿真：通过仿真实验来评估不同拓扑结构下网络的性能。
可以使用网络性能评估工具或自行编写仿真程序，模拟不同业务场景下的网络运行情况，并分析网络性能指标。
3.优化算法：设计拓扑结构优化算法，提高网络的性能。
可以利用进化算法、遗传算法等智能求解方法，对拓扑连接关系进行优化，以提高网络吞吐量、降低延迟等指标。
4.数据分析：对实验数据进行统计分析和挖掘，探索拓扑结构和性能之间的关系。
可以使用数据分析工具进行数据处理，并运用相关统计方法和机器学习算法对数据进行分析。
上海信息化72感知无线PERCEIVE WIRELESSSON 是LTE 移动网络的新增功能，对LTE 移动网络规划、运维、优化、管理有较大影响，因此引入SON 功能需要通盘考虑，谨慎部署。
揭秘自组网络功能文/ 徐卸土随着移动网络不断演进，运营商需要同时运营2G 、3G 、4G 多种制式的网络。
多制式、多厂商设备给移动网络的维护和优化带来了极大工作量，给运营商增加了运营成本。
为了减少工作量，降低运营成本，3G P P （3r d G e n e r a t i o n P a r t n e r s h i p P r o j e c t ，第三代合作伙伴计划）组织在运营商的推动下引入SON （Self OrganizationN e t w o r k ，自组织网络）功能，要求L T E （L o n g T e r m Evolution ，长期演进）系统支持自配置、自优化、自愈等功能，以减少无线基站开站中参数配置、运维优化等方面工作量，提高生产率，降低运维成本。
S ON 功能主要有自配置、自优化、自愈、节能四大类功能，每个模块相对独立，每类功能又划分许多子功能。
SON 功能涉及系统设备、规划建设、网络管理、维护优化等多方面内容，它的引入会带来运维管理变革。
因此，需要考虑对现有网管的影响，分析SON 功能的特点、部署方式，以便运营商结合自身网络运维管理进行SON 功能和架构的选用。
四大功能自配置功能（Self Congfiguration ）是SON 在基站开通过程中的即插即用功能。
在以往的流程中，基装安装完毕上电后，需开通工程师为新建基站进行参数设置，包括为基站分配IP 地址、传输路由及回传信令路由、小区PCI （Physical Cell Identifier ，物理识别码）、邻小区关系、基站发射功. All Rights Reserved.感知无线PERCEIVE WIRELESS率等，并运行测试程序对基站进行加载和检测。
无线自组织网络一、无线自组织网络综述无线自组织网络（Wireless Ad hoc Network，简称WANET）是指在没有任何设备已预先部署的情况下，通过不需要任何网络设备（如路由器、交换机）的辅助，以节点之间的自主协调和通信，在物理范围内建立临时网络。
它是一种分布式、去中心化的通信网络，由多个具有连接、路由和数据转发能力的节点组成，可在不可信任的环境下实现有效的通信。
WANET网络的主要特点是节点随时加入、离开，网络拓扑结构动态变化，同时网络中的节点还要完成路由转发等网络协议功能，网络资源有限，且信息传输会受到信道的干扰影响。
WANET应用广泛，比如：灾难野外通信、军事战场通信、车联网、物流配送、智能家居等领域。
因此，以WANET为研究对象，综述WANET的技术特点和研究进展，对于提高WANET应用的数据传输质量、提升网络安全性、优化网络拓扑结构等方面具有很大的意义。
二、WANET技术特点1. 网络自主建立WANET不需要中央控制，节点可以根据需要自主地建立和拆除连接，构建出网络拓扑结构。
它们之间可以通过广播或目标使命令将信息传递给其他节点，从而有效进行自治通信。
2. 网络动态调整WANET的拓扑结构和节点数量在运行过程中会发生变化，一些节点可能会离开网络并重新加入。
此时，整个网络需要进行调整，以适应网络的变化和节点之间实时连通的需求。
3. 路由机制自动选择WANET中，每个节点都有一定的路由功能。
当数据流动时，它们会动态选择路由以完成数据传输。
通过自动选择最短路径的路由，网络的吞吐量和数据传输效率可以得到极大的提升。
4. 资源有限WANET网络中的节点的资源是非常有限的，主要指存储空间、计算资源和电力。
在资源有限的情况下，如何有效利用每个节点的资源以支持可靠的数据传输是WANET设计的主要难点。
5. 通信受到信道质量的影响WANET中的数据传输主要依赖于无线信道，在移动节点速度和位置变化的情况下，通信质量也会随之改变。
网络中的自组织网络架构随着互联网的高速发展，传统的中心化网络架构已经不能满足人们对网络服务的需求。
而自组织网络架构作为一种新的网络结构模式，日益受到广大用户和学术界的关注。
本文将探讨网络中的自组织网络架构，并分析其在实际应用中的优势和挑战。
一、什么是自组织网络架构自组织网络架构，即Self-Organizing Network (SON)，是一种分布式网络管理架构。
与传统的中心化网络架构相比，自组织网络架构不依赖于单一的中心节点，而是通过局部的自治系统来协调网络中的节点行为，从而实现网络的自我配置、自我优化和自我修复。
自组织网络架构的核心思想是将网络管理的决策权下放到网络中的各个节点，节点之间通过相互通信和协作实现网络的管理。
这样的架构使得网络具有了自适应性和弹性，能够快速适应网络环境的变化，并为用户提供更高质量的服务。
二、自组织网络架构的优势1. 分布式协作：自组织网络架构中的节点可以相互通信和协作，共同完成网络管理的任务。
这种分布式协作的方式避免了单点故障和中心节点的过载问题，提高了网络的鲁棒性和可靠性。
2. 自适应性和弹性：自组织网络架构能够根据网络环境的变化自动调整网络参数和配置，实现自身的优化和适应，从而提供更好的网络服务。
同时，网络中某个节点的失效也不会对整个网络造成严重影响，系统能够自我修复。
3. 成本效益：自组织网络架构不需要大量的中心节点和复杂的管理机构，减少了网络建设和维护的成本。
此外，自组织网络架构中的节点可以充分利用网络资源，提高网络的利用率，降低了用户的使用成本。
三、自组织网络架构的应用1. 物联网：自组织网络架构能够有效地应用于物联网中。
在物联网中，大量的终端设备需要进行通信和协作，传统的中心化网络架构无法满足需求。
而自组织网络架构可以实现物联网中设备之间的直接通信和协作，提高系统的整体性能和可靠性。
2. 移动通信：自组织网络架构在移动通信中有着广泛的应用。
移动通信网络需要频繁地调整网络参数和配置，以适应不断变化的网络环境和用户需求。
第 62 卷第 5 期2023 年9 月Vol.62 No.5Sept.2023中山大学学报（自然科学版）（中英文）ACTA SCIENTIARUM NATURALIUM UNIVERSITATIS SUNYATSENI基于栅格化的智能超表面辅助无线网络优化*卢浩宇1，庄宏成1，陈曾平1，庞高昆21. 中山大学电子与通信工程学院，广东深圳 5181072. 荣耀终端有限公司，广东深圳 518040摘要：随着无线网络密集化、网络覆盖容量日益立体化，传统的自组织网络（SON，self-organizing network）技术愈发不能保障网络优化的稳定性。
针对无线网络由于干扰、受障碍物遮挡等导致的弱覆盖问题，提出了基于栅格化的智能超表面（RIS，reconfigurable intelligent surface）辅助覆盖优化的方法。
建模弱覆盖问题为最大化覆盖问题区域的接收信号强度，其优化变量为RIS的部署位置、入射角和相位。
针对优化问题的解耦处理难以获得最优解，通过覆盖问题区域栅格化确定RIS反射角集合，提出了快速获得最优RIS相位的算法，大大简化了原优化问题的求解。
关键词：智能超表面；自组织网络；毫米波；覆盖优化中图分类号：TN929.5 文献标志码：A 文章编号：2097 - 0137（2023）05 - 0085 - 07Gridization based reconfigurable intelligent surface-aidedwireless network optimizationLU Haoyu1， ZHUANG Hongcheng1， CHEN Zengping1， PANG Gaokun21. School of Electronics and Communication Engineering， Sun Yat-sen University， Shenzhen 518107，China2. Honor Device Technologies Company Limited， Shenzhen 518040， ChinaAbstract：With the increasing densification of wireless networks and the need for multifaced network coverage and capacity, achieving stable network optimization becomes more challenging for SON tech‐nology. Aiming at the problem of weak coverage resulting from interference and obstacle blocking in wireless network，this paper proposes a gridization based RIS-aided optimization scheme. The weak coverage problem is formulated to maximize the received signal strength of the coverage problem area and its optimization variables are the location， incident angle and phase shift of RIS. Since traditional decoupling processing struggles to find the optimal solution， the scheme proposed by this paper speci‐fies the set of reflection angles by rasterizing the coverage problem area， and then rapidly find the opti‐mal phase shift of RIS， which simplifies the solving of original optimization problem significantly.Key words：RIS； self-organizing network； millimeter wave； coverage optimization无线网络节点的异构化、密集化，使得网络的部署、配置、优化、管理和维护的复杂程度呈指数型增长。
S O N(S e l f-
O r g a n i z e d_N e t w o r k)自组织网络
SON技术的特点是:自动配置、自动发现、自动组织和多跳路由。
SON技术的自动配置和自动发现特性使WIFI设备在组成一个网络的时候对用户是透明
的。
在网络拓扑变动和链路断开的情况下，SON技术的自动愈合和自动组织特性增强了移动Adhoc网络的健壮性。
SON也能够保证优化带宽使用效率。
SON 多跳路由技术扩展了Adhoc和网络的覆盖范围。
基于IP层的SON技术，支持多种无线和有线接口。
降低运营成本的4G新技术—LTE SON
SON是在LTE的网络的标准化阶段由移动运营商主导提出的概念，其主要思路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。
在未来的网络中，由于不同的网络共存，网络将变得更加复杂，大量无线参数和数据将使网络优化人员的工作量大幅提高，而运营商希望降低运营成本及人工干预。
于是在这一背景下，EUTRAN系统的SON(自组织网络)特性被作为3GPP的重要研究方向。
NGMN中的移动运营商对SON的部署有强烈的需求，于是纷纷投入SON需求的研究，发布有关SON的白皮书和建议书。
3GPP也在重点研究SON和当前电信管理网络的实现方案。
欧盟也在进行两个相关项目，一个主要由欧洲主要运营商、设备商共同承担，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;另一项目是利用感知无线电和分布式感知原理进行前沿重点研究。
3GPP确定接入网结构主要由演进型eNodeB和接入网关(AGW)构成。
eNodeB由R6阶段的NodeB、RNC、SGSN、GGSN四个主要网元演进而来，eNodeB之间通过X2接口采用网格(mesh)方式互连，同时还建议当某eNodeB需要同其它eNodeB通信时，这个接口总是存在，支持处于LTE_ACTIVE状态下手机的切换。
E-NodeB与AGW之间的接口称为S1接口，S1接口支持多对多的AGWs和eNodeB连接关系，eNodeB通过S1接口与EPC(EvolvedPacketCore)连接。
3GPP EPS(Evolved Packet System)的结构中包含了X2和S1接口(图1)，因此SON可以通过上述接口来完成。
图1 3GPP EPS结构图
SON的四大功能
LTE系统中的SON功能与ad-hoc自组织网络有很大差别。
Adhoc网络是一种特殊的无线移动网络，网络中所有结点的地位平等，无需设置中心控制结点;网络中的结点不仅具有普通移动终端所需的功能，而且具有报文转发能力。
与普通的移动网络和固定网络相比，ad-hoc具有无中心、自组织、多跳路由、动态拓扑四大特点，这使其在体系结构、网络组织、协议设计等方面与普通的蜂窝移动通信网和固定通信网有显著区别。
而SON具有下述四大功能。
自配置：eNodeB即插即入、自动安装软件、自动配置无线参数和传输参数、自动检测、邻接关系的自动管理等。
自配制能减少网络建设开通中工程师重复手动配制参数的过程，减少网络建设难度和成本。
自优化：根据网络设备的运行状况，自适应调整参数，优化网络性能。
传统的网络优化，可以分为两个方面，其一为无线参数优化，如发射功率、切换门限、小区个性偏移等;其二为机械和物理优化，如天线方向和下倾、天线位置、补点等。
自优化只能部分代替传统的网络优化。
自优化包括覆盖与容量优化、节能、PCI自配置、移动健壮性优化、移动负荷均衡优化、RACH优化、自动邻区关系、小区内干扰协调等。
自治愈：通过自动告警关联发现故障，及时隔离和恢复。
自规划：动态地自动重计算网络的规划，如系统扩容时的站点规划和无线参数配置。
SON的三大架构
SON的架构分集中式、分布式和混合式三种，三种架构各有优缺点，不同的用例采用的架构不同，现在多数用例倾向采用混合式架构。
集中式目前主要在网管系统上实现，分布式是通过SON分布式来实现。
二者各有优缺点：集中式的优点是控制范围较大、互相冲突较小，缺点是速度较慢、算法复杂;分布式与其相反，可以达到更高的效率和速度，且网络的可拓展性较好，但缺点是彼此间难协调。
混合式可结合两者的优点，但缺点是其设计变得更加复杂(图2)。
图2 SON的三大架构示意图
LTE SON标准研究最新进展
关于LTE SON的标准推进，3GPP设置了4个技术专家组进行标准制定，分别进行
GERAN(GSM和EDGE无线接入网)、RAN(无线接入网)、SA(业务与系统方面)、CT(核心网与终端)的研究。
其中SA5工作组的研究原则是与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日至25日，3GPP标准组织SA5工作组在成都召开SA5#59会议，决定成立SON子工作组，专门讨论SON相关议题(eNB自动发现、自动安装、自动配置、自动优化和自动恢复等)。
运营商如沃达丰、T-Mobile要求尽快完成标准制定。
RAN3主要讨论SON的相关用例需求和解决方案，定义X2/S1的接口部分。
RAN3在今年需完成四个主要用例研究，分别是覆盖与容量优化、移动健壮性优化、移动负荷均衡优化和RACH优化。
挑战
无线系统是非常复杂的系统，仅3G系统的性能指标就有几千个，配置参数也有上千个，这么
多输入输出的系统，要想进行自动优化非常困难，需要使用许多高级数学理论才能达到效果，因此业界需要研究一个适宜的网络架构。
中国三家运营商的网络规模大、覆盖广，可采用分布式SON架构，因为其响应速度快、扩展性好，可减少其对网管系统的依赖。
标准方面，SON在未来要支持开放的接口及互联互通，支持多厂商SON功能的互联。
算法方面，业界需进一步研究SON的算法，使其更加高效、收敛速度更快。
此外由于某个参数的调整会影响到其它相关性能，因此需进一步评估其产生的增益以使运营商可以了解SON的相关功能是否真正起到作用或带来其它负面效果。
另外，目前人们对SON的研究领域较少，主要集中在自配置和自优化，未来需进行更多用例方面的研究，如保证用户的QOS、网络参数优化等。
最后，终端最贴近用户需求，网络能够直接反应用户感受，终端的反馈也能为网络提供问题检测及跟踪能力。
因此网络与终端厂商需共同参与SON的研究，以达到最佳效果，。
