計(jì)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(jì)院有限公司，廣東 深圳 518038）

計(jì)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(jì)院有限公司，廣東 深圳 518038）

目前，4G網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)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(yùn)行效率大幅度提高。文章從移動(dòng)通信4G網(wǎng)絡(luò)實(shí)際優(yōu)化要求的角度出發(fā)，針對(duì)基于云計(jì)算的基礎(chǔ)優(yōu)化移動(dòng)通信4G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行初步的研究。

云計(jì)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(yùn)行質(zhì)量以及效率為目的的工作，也是維護(hù)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行正常的重要方法，這項(xiàng)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(shí)代的飛速發(fā)展，目前移動(dòng)通信4G網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(diǎn)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(jì)出了易云計(jì)算為基礎(chǔ)的移動(dòng)通信4G網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化平臺(tái)。

1 移動(dòng)通信4G網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的實(shí)際要求

1.1 TD-LTE網(wǎng)絡(luò)體系的建立

目前，我國的移動(dòng)通信4G網(wǎng)絡(luò)發(fā)展極為迅速，而TDLTE正是移動(dòng)通信4G網(wǎng)絡(luò)的核心，移動(dòng)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(shí)時(shí)傳輸通信數(shù)據(jù)的。正因?yàn)檫@樣，移動(dòng)通信4G網(wǎng)絡(luò)的核心性能指標(biāo)便是判斷其是否符合4G網(wǎng)絡(luò)的要求。除此之外，移動(dòng)通信4G網(wǎng)絡(luò)體系和移動(dòng)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(duì)端的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，以該網(wǎng)絡(luò)體系的實(shí)際運(yùn)行要求為準(zhǔn)，按照其核心性能指標(biāo)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(biāo)和3G網(wǎng)絡(luò)的指標(biāo)，同時(shí)還可以增加全新的核心性能指標(biāo)，還能夠整合各項(xiàng)性能指標(biāo)并加以科學(xué)的分析，這樣便能夠全面提高運(yùn)行的條件，對(duì)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)進(jìn)行判斷。

1.2 參數(shù)配置以及關(guān)鍵性能指標(biāo)的優(yōu)化

在移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的過程當(dāng)中，網(wǎng)絡(luò)的主要的關(guān)鍵性能指標(biāo)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(xiàng)目的參數(shù)等指標(biāo)。TD-LTE網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行參數(shù)分別包括有接入時(shí)延、切換時(shí)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(dòng)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(yùn)行的參數(shù)。而在移動(dòng)通信的無線資源管理方面，關(guān)鍵指標(biāo)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(shí)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(dòng)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(dòng)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(fèi)，避免了網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行出現(xiàn)惡化的情況。在進(jìn)行移動(dòng)通信4G網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的時(shí)候應(yīng)該對(duì)高層關(guān)鍵性指標(biāo)和無限資源管理參數(shù)之間的關(guān)聯(lián)度和運(yùn)行因素有著清楚的認(rèn)知，還有對(duì)底層網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)要進(jìn)行科學(xué)的分析和細(xì)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(dòng)通信4G網(wǎng)絡(luò)的時(shí)候需要帶有針對(duì)性地來對(duì)問題采取相應(yīng)的措施，保障移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行安全和運(yùn)行質(zhì)量。

2 TD-LTE網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的思路

相比起移動(dòng)通信2G網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和移動(dòng)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(biāo)更加適用于TD-LTE系統(tǒng)當(dāng)中，TD-LTE網(wǎng)絡(luò)相比起移動(dòng)通信3G網(wǎng)絡(luò)，其通過扁平化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，突出強(qiáng)調(diào)端對(duì)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(biāo)體系更加細(xì)化。在TD-LTE網(wǎng)絡(luò)體系當(dāng)中，以移動(dòng)通信2G網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)通信3G網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵性能指標(biāo)為基礎(chǔ)，在此之上融入了更多能夠切實(shí)反映出TD-LTE網(wǎng)絡(luò)真實(shí)性能的關(guān)鍵指標(biāo)，并且還能夠針對(duì)這些關(guān)鍵性能指標(biāo)來進(jìn)行整合和科學(xué)分析，快速找出這些指標(biāo)當(dāng)中的影響因素，更加有利于網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化平臺(tái)的分析和判斷。

TD-LTE網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵性能指標(biāo)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(biāo)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(biāo)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(jì)算為基礎(chǔ)的移動(dòng)通信4G網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化軟件

要想負(fù)荷LTE測量報(bào)告數(shù)據(jù)和相關(guān)話務(wù)統(tǒng)計(jì)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(jì)算技術(shù)所設(shè)計(jì)出的基于云計(jì)算的移動(dòng)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(fù)責(zé)數(shù)據(jù)儲(chǔ)存、數(shù)據(jù)處理、網(wǎng)游業(yè)務(wù)邏輯以及人機(jī)交互這4項(xiàng)工作。

3.1 數(shù)據(jù)儲(chǔ)存

不同的數(shù)據(jù)類型需要分別儲(chǔ)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(chǔ)存優(yōu)勢。比如，將地圖層的數(shù)據(jù)信息儲(chǔ)存于地理空間數(shù)據(jù)庫當(dāng)中，通過標(biāo)準(zhǔn)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(tái)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(chǔ)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(jì)數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)資料則儲(chǔ)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(fù)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(jìn)行結(jié)合，最后在Hadoop分布式集群當(dāng)中進(jìn)行離線和在線的計(jì)算機(jī)分析處理工作。

3.3 網(wǎng)游業(yè)務(wù)邏輯

這一層主要負(fù)責(zé)分析優(yōu)化維度的區(qū)別來生成分析預(yù)測報(bào)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(jī)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(tái)。

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

4.1 實(shí)現(xiàn)優(yōu)化軟件

4G網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在移動(dòng)信息交流設(shè)備上進(jìn)行優(yōu)化，可以根據(jù)其4層系統(tǒng)結(jié)構(gòu)從4個(gè)階段進(jìn)行優(yōu)化。第一層，人機(jī)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(tái)并進(jìn)行一些操作。第二層，業(yè)務(wù)邏輯，利用4G網(wǎng)絡(luò)對(duì)維度進(jìn)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(yán)謹(jǐn)?shù)姆治鲱A(yù)測報(bào)告。第三層，數(shù)據(jù)處理，利用4G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)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(chǔ)存，不同種類的數(shù)據(jù)庫會(huì)采用4G網(wǎng)絡(luò)中不一樣類別的數(shù)據(jù)庫，而且它們儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)類型是不一樣的，因?yàn)樗鼈兊膽?yīng)用性能不一樣。將地理上的圖層信息儲(chǔ)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(gè)數(shù)據(jù)庫結(jié)合，用前數(shù)據(jù)庫的存儲(chǔ)業(yè)務(wù)的參數(shù)儲(chǔ)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(jìn)行數(shù)據(jù)的業(yè)務(wù)分析，用平臺(tái)用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)的性能統(tǒng)計(jì)。借助云計(jì)算上Hadoop與數(shù)據(jù)儲(chǔ)存系統(tǒng)（分布式HBase）一起運(yùn)行計(jì)算框架，借助4G網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行時(shí)的平臺(tái)OpenStack調(diào)節(jié)使用接口API，這樣在應(yīng)用程序節(jié)點(diǎn)處和Hadoop節(jié)點(diǎn)處的可伸縮性就得以達(dá)成。動(dòng)態(tài)增加相應(yīng)節(jié)點(diǎn)，對(duì)4G網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行成本進(jìn)行減少，可以增大4G系統(tǒng)的工作效率，減輕其系統(tǒng)負(fù)荷。

4.2 分布式HBase數(shù)據(jù)儲(chǔ)存技術(shù)

通信傳輸4G網(wǎng)絡(luò)在云計(jì)算平臺(tái)上的測量報(bào)告和話務(wù)統(tǒng)計(jì)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(duì)通訊傳輸4G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化時(shí)，應(yīng)該參考以往存在的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存系統(tǒng)的優(yōu)劣勢，達(dá)到4G網(wǎng)絡(luò)對(duì)存儲(chǔ)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(yán)謹(jǐn)?shù)胤治龊吞幚?G網(wǎng)絡(luò)中的大數(shù)據(jù)。相對(duì)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(chǔ)存模式為基礎(chǔ)，在傳輸可以達(dá)到龐大規(guī)模的索引與視圖，不過在實(shí)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(shí)代的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)越發(fā)成熟，移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)在市面上已經(jīng)十分普及，人們對(duì)于移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行質(zhì)量以及效率的要求越來越高，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化，提高移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行質(zhì)量以及效率，降低網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維管理的成本，是目前對(duì)大部分運(yùn)營商來說都極為重要的研究方向。以云計(jì)算為基礎(chǔ)來優(yōu)化移動(dòng)通信4G網(wǎng)絡(luò)，通過OpenStack云計(jì)算技術(shù)其強(qiáng)大的功能性以及Hadoop分布式并行計(jì)算框架來最大限度地挖掘出網(wǎng)絡(luò)運(yùn)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(jià)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(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化不但能夠顯著提高移動(dòng)通信4G網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)維管理水平，還能夠改善移動(dòng)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(jì)算法，實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存穩(wěn)定和高速運(yùn)算，顯著提升了運(yùn)營商的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。由此可見，以云計(jì)算為基礎(chǔ)對(duì)移動(dòng)通信4G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化有著重要的意義。

[1]伍洪斌.基于云計(jì)算的移動(dòng)通信4G網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化[J].移動(dòng)通信，2015（24）：10-16.

[2]冷宇，張小麗.基于云計(jì)算的移動(dòng)通信4G網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化探討[J].電腦迷，2016（4）：166.

[3]陳澄廣，林良成.云計(jì)算下移動(dòng)通信4G網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化探討[J].電腦迷，2016（4）：172.

[4]李清亮.基于云計(jì)算的移動(dòng)通信4G網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化[J].信息通信，2017（5）：259-260.

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(jì)算。