ИНФОТЕЛ Информационные технологии и коммуникации Автоматическая оптимизация 2G-4G сетей подвижной связи с использованием функционального модуля ONEPLAN. - презентация

1 ИНФОТЕЛ Информационные технологии и коммуникации Автоматическая оптимизация 2G-4G сетей подвижной связи с использованием функционального модуля ONEPLAN RPLS NEO Директор по научно-методическому обеспечению д.т.н. профессор Одоевский Сергей Михайлович

2 ИНФОТЕЛ Информационные технологии и коммуникации Темы семинаров Инфо Тел 2 п/п Год Тема Акценты задач оптимизации июнь Актуальные вопросы применения геоинформационных технологий при планировании и оптимизации 2G/3G сетей подвижной связи min(Ntrx|Z,GOS) июнь Актуальные вопросы обеспечения качества услуг в 2G/3G сетях подвижной связи {Neighbors i,j } июнь Актуальные вопросы планирования и оптимизации радио и транспортной подсистем в 2G/3G сетях подвижной связи и широкополосного радиодоступа minCIA(Ntrx,RFP) июнь Актуальные вопросы автоматизированного планирования и оптимизации радио и транспортной подсистем 2G/3G сетей подвижной связи и широкополосного радиодоступа {BSIQ i,} июнь Актуальные вопросы автоматизированного планирования, оптимизации и учета радио и транспортной подсистем сетей подвижной связи и широкополосного радиодоступа NEO: Opt KPI(AP) (KUP,KP,CIA) var:P,U,A,H,F,B май Актуальные вопросы автоматизированного планирования, оптимизации и учета радио и транспортной подсистем сетей подвижной связи, широкополосного радиодоступа и цифрового ТВ сентябрь Актуальные вопросы оценки качества услуг в сетях подвижной связи и широкополосного радиодоступа Opt 3G июнь Актуальные вопросы автоматизированного планирования, оптимизации и учета радио и транспортной подсистем сетей подвижной связи, широкополосного радиодоступа и цифрового ТВ Opt {XY i } Nbs июнь Актуальные вопросы автоматизированного планирования, оптимизации и учета радио и транспортной подсистем сетей подвижной связи, широкополосного радиодоступа и цифрового ТВ Opt 4G июнь Актуальные вопросы автоматизированного планирования, оптимизации и учета радио и транспортной подсистем сетей подвижной связи, широкополосного радиодоступа и цифрового ТВ Opt ПС/3G

3 ИНФОТЕЛ Информационные технологии и коммуникации Автоматическая оптимизация 2G-4G сетей подвижной связи с помощью ПК ONEPLAN RPLS 3 Вопросы: 2. Особенности использования и возможности функционального модуля автоматической оптимизации ONEPLAN RPLS NEO 1. Принципы автоматизированной оптимизации сетей подвижной связи помощью ПК ONEPLAN RPLS 3. Пример использования модуля ONEPLAN RPLS NEO для оптимизации сети LTE 4. Использование модуля ONEPLAN RPLS NEO для оптимизации параметров ПС/UMTS

4 ИНФОТЕЛ Информационные технологии и коммуникации Автоматическая оптимизация 2G-4G сетей подвижной связи с помощью ПК ONEPLAN RPLS 4 1. Принципы автоматизированной оптимизации сетей подвижной связи с помощью ПК ONEPLAN RPLS

5 ИНФОТЕЛ Информационные технологии и коммуникации 1. Принципы автоматизированной оптимизации с помощью ПК ONEPLAN RPLS 5 Обобщенная модель характеристик оптимизируемой сети связи

6 ИНФОТЕЛ Информационные технологии и коммуникации 1. Принципы автоматизированной оптимизации с помощью ПК ONEPLAN RPLS 6 Что понимается под «оптимизацией» сети связи с помощью ПК ONEPLAN RPLS Процедура «оптимизации» сети связи с помощью ПК ONEPLAN RPLS предполагает поиск и определение таких настраиваемых (управляемых) параметров (AP – adjustable parameter) сетевого оборудования (внутренних характеристик), при которых «улучшаются» заданные частные и/или обобщенные показатели качества (эффективности) функционирования сети (в т.ч. KPI - Key Performance Indicator), в частности, показатели качества связи, устойчивости и/или затрат ресурсов (внешние характеристики)

7 ИНФОТЕЛ Информационные технологии и коммуникации 1. Принципы автоматизированной оптимизации с помощью ПК ONEPLAN RPLS 7 Выделение существенных характеристик оптимизируемой части сети связи Услуги связи Оптим-я часть сети Вся сеть

8 ИНФОТЕЛ Информационные технологии и коммуникации 1. Принципы автоматизированной оптимизации с помощью ПК ONEPLAN RPLS 8 Варианты постановок задач синтеза (поиска «наилучших» или «подходящих» значений управляемых параметров) на основе различных вариантов учета причинно-следственных связей между моделями внутренних и внешних характеристик оптимизируемой части сети а) найти «наилучшие» или «подходящие» значения управляемых параметров m* при которых обеспечивается наилучшее или требуемое качество услуг Q при заданных ресурсах S доп и условиях U доп б) найти «наилучшие» или «подходящие» значения управляемых параметров m* при которых обеспечивается минимальный или допустимый расход ресурсов S при заданных услугах Q три условиях U доп в) найти «наилучшие» или «подходящие» значения управляемых параметров m* при которых гарантируется устойчивость к наибольшему или заданному уровню мешающих факторов U тр при заданных услугах Q три ресурсах S доп а) б) в) (S доп ) тр ) (S доп ) )

9 ИНФОТЕЛ Информационные технологии и коммуникации 1. Принципы автоматизированной оптимизации с помощью ПК ONEPLAN RPLS 9 Методы решения задач синтеза (поиска «наилучших» или «подходящих» значений управляемых параметров) оптимизируемой части сети 1. «Синтез через анализ» – пошаговый перебор управляемых параметров (m = AP var ) с контролем результатов прямого расчета показателей качества (Q = KPI var ) на каждом шаге до момента получения приемлемого (оптимального или требуемого) результата (AP opt KPI opt ) 2. «Непосредственный синтез» – обратный расчет оптимальных (требуемых) значений управляемых параметров (m = AP opt ) на основании заданных оптимальных (требуемых) значений показателей качества (max Q | Q тр = KPI opt ) Прямой расчет AP var AP opt KPI var KPI opt Универсальный и точный способ для любых AP и KPI, но требует много времени Обратный расчет AP var AP opt KPI var KPI opt Быстрый способ, но реализуем только для некоторых AP и KPI и без гарантий точности Исходные, перебираемые и итоговые оптимальные значения управляемых параметров KPI по данным статистики Прогнозируемые значения KPI Диагностируемые проблемные и прогнозируемые оптимальные значения управляемых параметров

10 ИНФОТЕЛ Информационные технологии и коммуникации 1. Принципы автоматизированной оптимизации с помощью ПК ONEPLAN RPLS 10 Обобщенная модель характеристик средств оптимизации сети связи

11 ИНФОТЕЛ Информационные технологии и коммуникации 1. Принципы автоматизированной оптимизации с помощью ПК ONEPLAN RPLS 11 Оптимизация соотношения затрат на планирование (оптимизацию) $*п и на развертывание (эксплуатацию) сети $*с

12 ИНФОТЕЛ Информационные технологии и коммуникации 1. Принципы автоматизированной оптимизации с помощью ПК ONEPLAN RPLS 12 Модели сети, используемые при решении задач оптимизации Модель сети Простые однородные математические модели Сложные неоднородные математические модели Статистические модели (результаты измерений) Доступные характеристики состояния оборудования, внешней среды, ресурсов и качества обслуживания Действующая сеть сотовой связи

13 ИНФОТЕЛ Информационные технологии и коммуникации Принципы автоматизированной оптимизации с помощью ПК ONEPLAN RPLS Функциональная архитектура программных комплексов (ПК) ONEPLAN RPLS, поддерживающих решение различных задач оптимизации радио и транспортной подсистем 2G/3G/4G сетей подвижной связи и широкополосного радиодоступа DB MS SQL RPLS-XML RPLS-DB RFP RPLS-DB Link RPLS-NEO ГИС Neva ГИС MapInfo XML Матричные карты RPLS-ТЕ

14 ИНФОТЕЛ Информационные технологии и коммуникации 1. Принципы автоматизированной оптимизации с помощью ПК ONEPLAN RPLS 14 Управляемые параметры, учитываемые при оптимизации в ПК ONEPLAN RPLS Топологические Количество и размещение (координаты) БС (РРС) Количество секторов у отдельных БС Количество и размещение (координаты и высоты) антенн Энергетические Типы оборудования БС (РРС) и антенн Мощности передатчиков Азимуты антенн Наклоны антенн (электрические и механические) Поляризация антенн Крен антенн Функциональные Количество секторных TRX Режимы работы TRX (РРС) Распределение частот TRX (РРС), PN (SC), LAC и BSIC Распределение тайм слотов (между SDCCH, F-TCH, H-TCH) Параметры FH Параметры HO (SHO) Списки «соседних» секторов Пороги доступа (по уровню сигналов и по загрузке) Маршруты прохождения каналов и трактов (в ТС)

15 ИНФОТЕЛ Информационные технологии и коммуникации 1. Принципы автоматизированной оптимизации с помощью ПК ONEPLAN RPLS 15 Контролируемые показатели качества связи, учитываемые при автоматизированной оптимизации в ПК ONEPLAN RPLS Непосредственно рассчитываемые показатели качества связи Косвенно оцениваемые показатели качества связи (QoS) Уровень сигнала для каждой площадки (RXLevel) Вероятность допустимого уровня сигнала Отношение сигнал/помеха (CI, CA, CIA,Ec/No, Eb/No) Вероятность допустимого отношения сигнал/помеха UAS, SESR (для РРИ и РРЛ) Покрытие в секторе (районе) без учета помех Потери покрытия в секторе (районе) из-за помех Покрытие в секторе (районе) с учетом помех Входящая нагрузка в секторе (районе) Входящая нагрузка в зоне покрытия Обслуженная нагрузка без учета помех Потери нагрузки из-за помех Обслуженная нагрузка с учетом помех RXQuality MOS Throughput BER FER Call Success Rate Dropped Call Rate Handover Success Rate SDCCH assign success SDCCH drop

16 ИНФОТЕЛ Информационные технологии и коммуникации 1. Принципы автоматизированной оптимизации с помощью ПК ONEPLAN RPLS 16 Контролируемые затраты ресурсов Учитываемые удельные финансовые затраты (У.Е./ед.ресурса) Статические (влияющие на CapEx) Количество БС (РРС) Количество секторов Количество антенн Количество TRX Количество частот (кодов, тайм слотов) Количество каналов (суммарная скорость передачи) Динамические (влияющие на OpEx) Количество изменений параметров секторов (РРС) Количество изменений параметров (типа оборуд.) TRX Количество изменений мощности TRX Количество изменений частот (кодов, BSIC, LAC) TRX Количество изменений типа антенн Количество изменений электр./мех. наклона антенн Количество изменений крена антенн Количество изменений азимута антенн Количество изменений высоты антенн Количество изменений параметров FH, HO, доступа и др. Стоимость оборудования БС (без TRX и антенн) Стоимость TRX Стоимость антенны Стоим. вкл (подкл.) БС (без TRX и антенн) Стоим. выкл. (демонтаж) БС (без TRX и антенн) Стоим. установки секторной антенны Стоим. демонтажа секторной антенны Стоим. включения (добавления) TRX Стоим. выключения (демонтажа) TRX Стоим. изм.парам.антенны (азимута, наклона, крена) Стоим. изм.электрического наклона антенны Стоим. изменения мощности TRX Стоим. изменение частоты (кода, BSIC, LAC) TRX Стоим. изменения др.функциональных параметров Контролируемые показатели затрат ресурсов, учитываемые при автоматизированной оптимизации в ПК ONEPLAN RPLS

17 ИНФОТЕЛ Информационные технологии и коммуникации 1. Принципы автоматизированной оптимизации с помощью ПК ONEPLAN RPLS 17 Параметры внешних условий, учитываемые при оптимизации в ПК ONEPLAN RPLS Параметры оборудования Технические ограничения управляемых параметров Административные ограничения управляемых параметров Неуправляемые (фиксированные) параметры Отклонения от норм из-за отказов или ошибок управления Параметры неточности исходных данных Параметры условий распространения радиоволн (РРВ) Матричные карты рельефа местности и наземных объектов Параметры околоземного слоя атмосферы Частные параметры моделей РРВ для различных условий Параметры нестабильности условий РРВ Параметры неточности исходных данных Параметры трафика Состав и параметры отдельных услуг связи Параметры нагрузки от отдельных абонентов Матричные карты распределения абонентов (нагрузки) Параметры интформационых потоков в транспортной сети Параметры нестабильности трафика Параметры неточности исходных данных

18 ИНФОТЕЛ Информационные технологии и коммуникации 1. Принципы автоматизированной оптимизации с помощью ПК ONEPLAN RPLS 18 Частные задачи автоматизированной оптимизации, решаемые с помощью различных ПК ONEPLAN RPLS Частные задачи оптимизации RPLS XML RPLS DB RFP (2g) RPLS DB RFP (3g) RPLS DB Link RPLS TE RPLS NEO 1. Минимизация количества TRX при сохранении требуемого качества обслуживания в каждом секторе 2. Минимизация потерь покрытия (нагрузки) с учетом интерференции путем оптимизации наклона антенн 3. Минимизация потерь покрытия (нагрузки) с учетом интерференции путем оптимизации азимутов антенн 4. Минимизация потерь покрытия (нагрузки) с учетом интерференции путем оптимизации высот антенн 5. Минимизация потерь покрытия (нагрузки) из-за интерференции путем опт. распределения частот 6. Расчет минимальной мощности прд БС при сохранении требуемого покрытия и обслуживания 7. Минимизация количества БС при сохранении требуемого покрытия и обслуживания 8. Согласованное распределение BSIC и частот BCCH 9. Оптимизация списка соседей по HO 10. Распределение секторных кодов (PN/SC/PCI/RSI) 11. Оптимизация маршрутов в ТС 12. Оптимизация высот антенн и разноса частот РРС 1* 1 1 (2) 1 1 (2) , 2 2 1,2** 1, 2 2 1, 2 2 1* – непосредственный синтез; 2** – синтез через анализ; (.) – реализовано частично

19 ИНФОТЕЛ Информационные технологии и коммуникации 1.2. Задачи оптимизации, решаемые с помощью различных ПК ONEPLAN RPLS 19 Пример частных задач автоматизированной оптимизации распределения частот между БС 2G, БС PMP и РРС Управление качеством распределения частот Расход частот Nf min Nf Nf.разр Управление временем распределения частот Неназн. каналы Nk min Nk = 0 Потери покрытия Sci min Sci Sci.доп Потери нагрузки Zci min Zci Zci.доп Кол-во итераций K min K K.доп Длит. итераций T min T T.доп Сокращенный перебор Полный перебор Адаптивный перебор Однократный перебор Задание длит. T.доп Задание точн. Sci ( Zci) Случайный перебор Компромисс Потери качества Время расчета Отношение сигнал / помеха CI CI.доп Деградация чувствительности Ррч Ррч.доп

20 ИНФОТЕЛ Информационные технологии и коммуникации 1.2. Задачи оптимизации, решаемые с помощью различных ПК ONEPLAN RPLS 20 Пример частных задач автоматизированной оптимизации согласованного распределения BCCH и BSIC Распределение BCCH с учетом BSIC BCCH1 = / BCCH3, если BSIC1 BSIC BCCH1 BCCH3, если BSIC1 = BSIC3 Распределение BSIC с учетом BCCH BSIC1 = / BSIC3, если BCCH1 BCCH BSIC1 BSIC3, если BCCH1 = BCCH3 Безусловный запрет повторов BCCH и BSIC у разных соседей (по Handover) одного сектора BCCH1 BCCH3 BSIC1 BSIC3

21 ИНФОТЕЛ Информационные технологии и коммуникации 1.3. Инструменты оптимизации автоматического размещения дополнительных базовых станций 21 Вызов интерфейсного окна с инструментами автоматического размещения БС

22 ИНФОТЕЛ Информационные технологии и коммуникации 1.3. Инструменты оптимизации автоматического размещения дополнительных базовых станций 22 Обзор закладок интерфейсного окна с инструментами автоматического размещения БС

23 ИНФОТЕЛ Информационные технологии и коммуникации 1.3. Инструменты оптимизации автоматического размещения дополнительных базовых станций 23 Управляемые параметры дополнительных способов автоматического размещения БС

24 ИНФОТЕЛ Информационные технологии и коммуникации 1.3. Инструменты оптимизации автоматического размещения дополнительных базовых станций 24 Пример автоматического размещения БС в узлах гексагональной решетки без учета покрытия

25 ИНФОТЕЛ Информационные технологии и коммуникации 1.3. Инструменты оптимизации автоматического размещения дополнительных базовых станций 25 Пример автоматического размещения БС в узлах гексагональной решетки с учетом покрытия

26 ИНФОТЕЛ Информационные технологии и коммуникации 1.3. Инструменты оптимизации автоматического размещения дополнительных базовых станций 26 Пример автоматического неравномерного размещения БС с учетом покрытия

27 ИНФОТЕЛ Информационные технологии и коммуникации Автоматическая оптимизация 2G-4G сетей подвижной связи с помощью ПК ONEPLAN RPLS Особенности использования и возможности функционального модуля автоматической оптимизации ONEPLAN RPLS NEO

28 ИНФОТЕЛ Информационные технологии и коммуникации 2. Особенности использования и возможности функционального модуля ONEPLAN RPLS NEO 1) в моделях оборудования - с учетом данных аудита 2) в моделях РРВ - c учетом данных измерений 3) в моделях трафика – с учетом данных статистики 28 Требования к предварительному контролю достоверности исходных данных

29 ИНФОТЕЛ Информационные технологии и коммуникации 2. Особенности использования и возможности функционального модуля ONEPLAN RPLS NEO 29 Снижение сложности решения задач оптимизации Экспоненциальная сложность ---> Полиномиальная сложность Типовая декомпозиция общей сложной задачи оптимизации на более простые частные задачи оптимизации зон покрытия (I), обслуживания (II) и помех (III)

30 ИНФОТЕЛ Информационные технологии и коммуникации 2. Особенности использования и возможности функционального модуля ONEPLAN RPLS NEO 30 Ранжировка перебираемых параметров и рассчитываемых показателей В порядке убывания приоритетов (возрастания сложности и/или стоимости): Параметры: var {P, U, A, T, H, F, B} (P-мощность, U-наклон, A-поворот, T-тип, H-высота, F-частота, B-активность) Секторы: var {1,…,N} Показатели: сетевые – аддитивные (интегральные), сетевые – мультипликативные (выборочные), секторные.

31 ИНФОТЕЛ Информационные технологии и коммуникации 2. Особенности использования и возможности функционального модуля ONEPLAN RPLS NEO 31 Варианты задания, вычисления или перебора управляемых параметров

32 ИНФОТЕЛ Информационные технологии и коммуникации 2. Особенности использования и возможности функционального модуля ONEPLAN RPLS NEO 32 Задание множества перебираемых значений основных управляемых параметров по умолчанию

33 ИНФОТЕЛ Информационные технологии и коммуникации Автоматическая оптимизация 2G-4G сетей подвижной связи с помощью ПК ONEPLAN RPLS Пример использования модуля ONEPLAN RPLS NEO для оптимизации сети LTE

34 ИНФОТЕЛ Информационные технологии и коммуникации 3. Пример использования модуля ONEPLAN RPLS NEO для оптимизации сети LTE 34 Согласование требуемой скорости передачи с требуемым отношением сигнал/помеха, с мощностью шума и с чувствительностью приемника АТ

35 ИНФОТЕЛ Информационные технологии и коммуникации 3. Пример использования модуля ONEPLAN RPLS NEO для оптимизации сети LTE 35 Сравнение проблем покрытия по картам интерференции и максимальной доступной скорости передачи

36 ИНФОТЕЛ Информационные технологии и коммуникации 3. Пример использования модуля ONEPLAN RPLS NEO для оптимизации сети LTE 36 Сравнение проблем покрытия по таблицам интерференции и покрытия для требуемой скорости передачи

37 ИНФОТЕЛ Информационные технологии и коммуникации 3. Пример использования модуля ONEPLAN RPLS NEO для оптимизации сети LTE 37 Запуск оптимизатора для активного района и активного ЧТП

38 ИНФОТЕЛ Информационные технологии и коммуникации 3. Пример использования модуля ONEPLAN RPLS NEO для оптимизации сети LTE 38 Главное окно оптимизатора после его запуска

39 ИНФОТЕЛ Информационные технологии и коммуникации 3. Пример использования модуля ONEPLAN RPLS NEO для оптимизации сети LTE 39 Подтверждение проблемы покрытия в оптимизаторе после расчета прототипа

40 ИНФОТЕЛ Информационные технологии и коммуникации 3. Пример использования модуля ONEPLAN RPLS NEO для оптимизации сети LTE 40 Выбор управляемых параметров в мастере настроек

41 ИНФОТЕЛ Информационные технологии и коммуникации 3. Пример использования модуля ONEPLAN RPLS NEO для оптимизации сети LTE 41 Последовательный выбор остальных параметров настроек оптимизатора

42 ИНФОТЕЛ Информационные технологии и коммуникации 3. Пример использования модуля ONEPLAN RPLS NEO для оптимизации сети LTE 42 Выбор управляемых секторов, диапазона и шага перебора управляемых параметров

43 ИНФОТЕЛ Информационные технологии и коммуникации 3. Пример использования модуля ONEPLAN RPLS NEO для оптимизации сети LTE 43 Контроль процесса оптимизации в окне монитора после запуска на расчет

44 ИНФОТЕЛ Информационные технологии и коммуникации 3. Пример использования модуля ONEPLAN RPLS NEO для оптимизации сети LTE 44 Результаты оптимизации в закладке управляемых параметров секторов

45 ИНФОТЕЛ Информационные технологии и коммуникации 3. Пример использования модуля ONEPLAN RPLS NEO для оптимизации сети LTE 45 Результаты оптимизации в закладке с показателями секторов и сети

46 ИНФОТЕЛ Информационные технологии и коммуникации 3. Пример использования модуля ONEPLAN RPLS NEO для оптимизации сети LTE 46 Сравнение показателей исходной и оптимизированной сети по гистограммам

47 ИНФОТЕЛ Информационные технологии и коммуникации 3. Пример использования модуля ONEPLAN RPLS NEO для оптимизации сети LTE 47 Сравнение рассчитанных карт для исходной и оптимизированной сети

48 ИНФОТЕЛ Информационные технологии и коммуникации 3. Пример использования модуля ONEPLAN RPLS NEO для оптимизации сети LTE 48 Контроль показателей затрат

49 ИНФОТЕЛ Информационные технологии и коммуникации 3. Пример использования модуля ONEPLAN RPLS NEO для оптимизации сети LTE 49 Сохранение результатов оптимизации

50 ИНФОТЕЛ Информационные технологии и коммуникации 1. Минимизировать зоны допустимой псевдо интерференции в виде CI доп =1/Nпс. 2. Минимизировать коэффициент нагрузки в худшем секторе с максимальной нагрузкой 3. Обеспечить максимальное покрытие с заданным уровнем интерференции 4. Обеспечить заданные пределы зон допустимой псевдо интерференции в виде CI доп = Pпс (SHO) 4. Использования модуля ONEPLAN RPLS NEO для решения специальных задач оптимизации для UMTS Минимизировать зоны Overlapping Zones (Pilot Pollution) с заданными допустимыми пределами по уровню Pпс и количеству Nпс. 2. Выровнять распределение нагрузки по секторам БС с учетом заданной модели трафика. 3. Обеспечить максимальное покрытие с заданным качеством (Ec/No) с учетом нагрузки. 4. Обеспечить размер зоны SHO в заданных пределах. Интерпретация задач в NEOИсходные задачи

51 ИНФОТЕЛ Информационные технологии и коммуникации 4. Использования модуля ONEPLAN RPLS NEO для решения специальных задач оптимизации для UMTS 51 Окно запуска NEO

52 ИНФОТЕЛ Информационные технологии и коммуникации 4. Использования модуля ONEPLAN RPLS NEO для решения специальных задач оптимизации для UMTS 52 Уточнение задач оптимизации при запуска NEO

53 ИНФОТЕЛ Информационные технологии и коммуникации 4. Использования модуля ONEPLAN RPLS NEO для решения специальных задач оптимизации для UMTS 53 Основное рабочее окно NEO с отображением заданных параметров решаемых задач оптимизации

54 ИНФОТЕЛ Информационные технологии и коммуникации СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!