Self-Organizing/ Self-Optimizing (SON) Small Cell Technology

Configuração automática de auto-organização/auto-otimização (SON)

Configuração automática de auto-organização/auto-otimização (SON)

Quando você tem um sistema “SON” de auto-organização/auto-otimização, como os implementos E-RAN, ele faz a maior parte do “trabalho pesado” ao comissionar o sistema. Os recursos de auto-organização e auto-otimização (SON) otimizam a experiência do usuário, bem como a gestão do sistema. Uma rede pode ser configurada em questão de dias por instaladores com experiência em Wi-Fi, em vez de especialistas em RF macro celulares. O recurso de rede auto-organizada (SON) da SpiderCloud configura e otimiza a rede small cell SpiderCloud para fornecer uma cobertura de banda larga móvel de alto desempenho com pouquíssima intervenção do usuário. A SON é um recurso central do produto, que reduz drasticamente o tempo de instalação, ajusta a rede para alto desempenho e otimiza periodicamente o ambiente para manter a eficácia da operação de rede. Sem esse recurso, um instalador teria que configurar a rede manualmente, levando muitas semanas (dependendo da complexidade) para criar uma configuração de trabalho ideal.

Além de reduzir o tempo de instalação, o recurso garante cobertura de RF ideal e a transferência dentro da rede SpiderCloud e com redes macro e inter-RAT. Durante a operação da rede, esse recurso monitora continuamente o ambiente de RF, faz ajustes na potência de transmissão do rádio para se adaptar a quaisquer mudanças nas condições de RF e mantém o ideal acesso à rede.

Arquitetura SON e interfaces externas

Os recursos de SON da E-RAN incluem descobrir as macrocélulas na área, descobrir a topologia de small cells internas, atribuir códigos de codificação primários UMTS e o identificador físico de células LTE, definir níveis máximos de potência de transmissão e configurar automaticamente as listas de células vizinhas para tornar o sistema operacional.

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Visualization Map SpiderCloud SON

Os algoritmos SON são ancorados centralmente no controlador local, o nó de serviços. O nó de serviços orquestra o processo SON, controla a operação de diferentes nós de rádio durante a descoberta de vizinhos, reúne informações de diferentes nós de rádio e cria listas de vizinhos otimizadas com base nas informações recebidas das varreduras. Durante a descoberta de topologia de macrorrede, o nó de serviços garante que a rede small cell fique silenciosa, para garantir a descoberta da macrotopologia ideal. Durante a descoberta da topologia da rede small cell, o nó de serviços garante que as small cells possam detectar umas às outras com precisão, coordenando varreduras entre elas. As listas de vizinhos são criadas para otimizar o sistema para um handover suave, bem como garantir mobilidade suave dentro e fora da rede.

Otimização periódica e manutenção automática

Enquanto o sistema está no modo operacional, um recurso de otimização de energia é usado para ajustar periodicamente os níveis de energia de transmissão, a fim de obter cobertura uniforme em toda a implantação de small cells. O algoritmo leva em consideração vários fatores: 

  • O nível de interferência das macrorredes, conforme medido pelos nós de rádio
  • A intensidade relativa do sinal em que cada nó de rádio mede os nós de rádio vizinhos
  • Medições periódicas da qualidade do sinal feitas pelos dispositivos do usuário em toda a rede e reportadas ao nó de serviços

O nó de serviço usa medições coletadas ao longo do tempo para ajustar a rede. Por exemplo, pode reduzir o nível de energia de uma célula congestionada para diminuir o número de usuários nessa célula, enquanto ativa células levemente carregadas. O sistema também pode ser configurado para monitorar periodicamente as mudanças na topologia (adicionadas ou excluídas células externas e internas) e mudanças no ambiente de RF físico da área de implantação. Por exemplo, o sistema pode ser configurado para entrar no modo de varredura durante os fins de semana, quando nenhum tráfego é esperado na rede.

SON para LTE-LAA

Os sistemas celulares se beneficiam de um espectro dedicado e exclusivo que não deve ser usado por ninguém. Isso permite que os planejadores e projetistas do sistema pré-atribuam frequências e configurações de potência de RF para otimizar o desempenho. Embora a presença e a demanda de usuários individuais de telefones celulares em qualquer momento específico não possam ser previstas, a capacidade disponível e o desempenho do sistema são bem conhecidos.

Os sistemas Wi-Fi são projetados para serem mais ad-hoc e se adaptarem rapidamente às mudanças. Embora sistemas profissionais desenvolvidos e projetados em escritórios e locais públicos possam alcançar alto desempenho, eles ainda estão à mercê de qualquer hotspot de smartphone Wi-Fi que possa aparecer e de qualquer outro equipamento Wi-Fi descoordenado nas proximidades. Isso torna consideravelmente mais difícil acomodar e planejar um desempenho confiável e sustentado em ambientes mais ocupados.

As implantações de Wi-Fi em grandes empresas têm suas próprias funções SON que orquestram centralmente o plano de banda/alocações de canal usados por cada ponto de acesso Wi-Fi. No entanto, cada ponto de acesso deve “ouvir antes de falar” (LBT) ativamente, detectando qualquer outra transmissão em um canal antes de começar a usá-lo. Isso exige alguma inteligência local, normalmente incorporada ao próprio hardware.

A E-RAN incorporou técnicas semelhantes aos nós de rádio LTE-LAA. Um chip Wi-Fi dedicado não apenas ouve outras transmissões, mas decodifica ativamente os beacons Wi-Fi, identificando quando e quais outros dispositivos estão prestes a transmitir. Ele também usa o protocolo LBT para coexistir com as implantações de Wi-Fi existentes. Isso funciona bem na camada física, interagindo com outros equipamentos Wi-Fi e LTE-LAA que utilizam os mesmos protocolos e métodos conhecidos atualmente em uso.

Além disso, um componente de software SON centralizado agrega o uso conhecido de cada canal de 5 GHz e calcula um plano de banda ideal para uso de LAA. Cada nó de rádio possui um canal não licenciado diferente, garantindo um ótimo desempenho para a rede LAA. O algoritmo SON centralizado também elimina a necessidade de qualquer planejamento cuidadoso com as redes Wi-Fi existentes. A atribuição de canal por nó de rádio é periodicamente atualizada para acomodar mudanças na carga de tráfego e uso dentro do sistema E-RAN, bem como nas redes Wi-Fi.

As simulações indicam que uma melhoria extra de desempenho do sistema de 20 a 30% é alcançada pelo uso do SON centralizado em comparação com a operação ad-hoc independente e autônoma.

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