李永帆，張榮建，夏飛年（中訊郵電咨詢?cè)O(shè)計(jì)院有限公司廣東分公司，廣東廣州 510627）

1 概述

1.1 2I2C業(yè)務(wù)發(fā)展背景

面對(duì)市場競爭的不斷加劇以及雙卡終端全網(wǎng)通智能機(jī)的快速普及，中國聯(lián)通作為區(qū)域市場的弱勢(shì)運(yùn)營商，為了扭轉(zhuǎn)局面，順應(yīng)時(shí)勢(shì)以混合所有制改革試點(diǎn)為契機(jī)，加快業(yè)務(wù)模式創(chuàng)新優(yōu)化改革，在移動(dòng)資費(fèi)上充當(dāng)打破既有規(guī)則的改革者角色，與國內(nèi)各大互聯(lián)網(wǎng)廠商進(jìn)行戰(zhàn)略合作，推出了一系列2I2C 號(hào)卡產(chǎn)品，通過專屬流量免費(fèi)模式降低高流量用戶資費(fèi)，快速搶占市場。

2I2C 產(chǎn)品不僅體現(xiàn)了中國聯(lián)通一貫的創(chuàng)新風(fēng)格，也是以實(shí)際行動(dòng)貫徹落實(shí)國家提速降費(fèi)的重大舉措，更是促進(jìn)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)繁榮發(fā)展的力作。2I2C 產(chǎn)品自推出伊始，便迅速獲得廣大用戶的青睞，不僅顯著降低了4G上網(wǎng)成本，更是徹底消除了流量不敢用等痛點(diǎn)。

1.2 2I2C高速發(fā)展現(xiàn)狀

以深圳聯(lián)通為例，移動(dòng)網(wǎng)用戶整體平穩(wěn)增長，2I2C發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁，2018 年3 月底全網(wǎng)用戶達(dá)到611 萬，同比增長25%；其中2I2C 用戶達(dá)到221 萬，同比增長315%，占比達(dá)到36%，成為新增用戶主力群體。

1.3 2I2C帶來容量壓力

2I2C 業(yè)務(wù)一方面為深圳聯(lián)通帶來4G 用戶數(shù)的高速增長，為維持資本市場的穩(wěn)定做出了巨大貢獻(xiàn)，另一方面其低價(jià)高流量的特性導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)容量快速釋放，給現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)資源以及用戶感知保障帶來了巨大的壓力和挑戰(zhàn)。

a）受2I2C 高速發(fā)展影響，深圳4G 網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷快速提升，2018 年3 月底無線資源利用率達(dá)到131%，同比提升67個(gè)百分點(diǎn)。

b）深圳4G 流量加速釋放，2I2C 流量大幅增長，2018 年3 月底全網(wǎng)4G 日均流量達(dá)到1 417 TB，同比增長218%；其中2I2C 日均流量達(dá)到960 TB，同比增長386%，占比達(dá)到68%。

與此同時(shí)，中國聯(lián)通可用4G 頻段已瀕臨枯竭，疊加頻譜等常規(guī)手段已經(jīng)無法滿足流量暴漲引發(fā)的巨大擴(kuò)容需求，必須從公司發(fā)展統(tǒng)一高度出發(fā)和長遠(yuǎn)考慮，將精準(zhǔn)業(yè)務(wù)預(yù)測(cè)和網(wǎng)絡(luò)建設(shè)優(yōu)化充分對(duì)接，形成細(xì)分場景的差異化多步驟容量保障策略。

2 業(yè)務(wù)預(yù)測(cè)研究

2.1 業(yè)務(wù)預(yù)測(cè)思路

基于用戶感知保障，考慮下行PRB 利用率、RRC連接數(shù)、小區(qū)忙時(shí)流量因素，制定LTE 網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容標(biāo)準(zhǔn)，本文便以這3 項(xiàng)指標(biāo)作為業(yè)務(wù)預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)參數(shù)，并按照以下方法進(jìn)行整理，形成扇區(qū)級(jí)數(shù)據(jù)源。

a）扇區(qū)忙時(shí)平均下行流量：以周為單位，對(duì)該扇區(qū)下所有小區(qū)（載波）的忙時(shí)平均流量求和，作為扇區(qū)級(jí)忙時(shí)平均下行流量。

b）扇區(qū)忙時(shí)平均PRB 利用率：以周為單位，默認(rèn)該扇區(qū)下所有小區(qū)（載波）已做過負(fù)載均衡，從而以源小區(qū)（第1載波）的PRB利用率作為扇區(qū)級(jí)忙時(shí)平均下行PRB利用率。

c）扇區(qū)忙時(shí)平均RRC 連接數(shù)：以周為單位，對(duì)該扇區(qū)下所有小區(qū)（載波）的忙時(shí)平均RRC 連接數(shù)求和，作為扇區(qū)級(jí)忙時(shí)平均RRC連接數(shù)。

其后采用趨勢(shì)外推和公式擬合的辦法，利用forecast 函數(shù)對(duì)全網(wǎng)扇區(qū)級(jí)忙時(shí)下行流量、PRB 利用率和RRC 連接數(shù)分別進(jìn)行線性迭代預(yù)測(cè)，歷史數(shù)據(jù)取時(shí)長度需不小于預(yù)測(cè)時(shí)間長度的一半；同時(shí)對(duì)業(yè)務(wù)預(yù)測(cè)周期內(nèi)需多次擴(kuò)容的扇區(qū)進(jìn)行PRB 利用率修正，使得PRB 利用率不會(huì)一直增長（扇區(qū)擴(kuò)頻后PRB 利用率會(huì)有所回落）；最后根據(jù)現(xiàn)網(wǎng)不同場景的2I2C 用戶分布特點(diǎn)以及市場部門的業(yè)務(wù)發(fā)展預(yù)期，設(shè)定不同的場景調(diào)整系數(shù)，對(duì)業(yè)務(wù)熱點(diǎn)、沸點(diǎn)區(qū)域適當(dāng)放大預(yù)測(cè)，業(yè)務(wù)遲緩區(qū)域選擇性縮小預(yù)測(cè)，從而形成差異化的容量保障策略（見圖1）。

2.2 預(yù)測(cè)結(jié)果輸出

根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果，對(duì)于達(dá)到擴(kuò)容標(biāo)準(zhǔn)的扇區(qū)，測(cè)算其20 MHz載波數(shù)的需求數(shù)量。

a）宏站測(cè)算公式為：20 MHz 載波數(shù)=預(yù)測(cè)的扇區(qū)忙時(shí)平均下行流量/8.4 GB

b）室分測(cè)算公式為：20 MHz 載波數(shù)=預(yù)測(cè)的扇區(qū)忙時(shí)平均下行流量/5.3 GB

基于測(cè)算得出的20 MHz載波數(shù)量，結(jié)合各種擴(kuò)容手段能效情況制定20 MHz載波數(shù)的折算系數(shù)。

a）L2100 硬擴(kuò)20 MHz：等效于1 個(gè)20 MHz載波能力。

b）L1800 軟擴(kuò)10 MHz：等效于0.5 個(gè)20 MHz 載波能力。

c）增補(bǔ)TDD 20 MHz：受限于TDD 時(shí)分雙工技術(shù)特性和終端普及程度，等效于0.7個(gè)20 MHz載波能力。

d）扇區(qū)分裂和小基站等其他手段：所能發(fā)揮的能效視具體的干擾控制和覆蓋目標(biāo)而定，等效于0.5～0.8個(gè)20 MHz載波能力。

備注：8.4/5.3 GHz 為深圳聯(lián)通擴(kuò)容標(biāo)準(zhǔn)中宏站/室分單載扇的忙時(shí)流量門限，本文重點(diǎn)論述業(yè)務(wù)預(yù)測(cè)和擴(kuò)容手段，因此對(duì)擴(kuò)容標(biāo)準(zhǔn)不再具體展開分析。

3 擴(kuò)容解決辦法

3.1 擴(kuò)容手段對(duì)比

目前主要的擴(kuò)容解決辦法主要有3 類，即頻譜疊加、頻譜復(fù)用和4G+技術(shù)。

a）頻譜疊加：在現(xiàn)有站址情況下，通過引入新的載波進(jìn)行擴(kuò)容，主要體現(xiàn)為1.8 GHz軟擴(kuò)、2.1 GHz硬擴(kuò)和TDD擴(kuò)容等，由于不改變蜂窩結(jié)構(gòu)，實(shí)施難度最小。

b）頻譜復(fù)用：在傳統(tǒng)蜂窩組網(wǎng)結(jié)構(gòu)下利用扇區(qū)分裂、新增宏站和微站等手段吸收熱點(diǎn)容量，同時(shí)通過宏微協(xié)同與干擾抑制技術(shù)控制干擾，提升應(yīng)用效果。

c）4G+技術(shù)：在LTE 網(wǎng)絡(luò)中引入新技術(shù)提升系統(tǒng)容量，主要體現(xiàn)為Massive MIMO 技術(shù)和高階調(diào)制技術(shù)（下行256QAM/上行64QAM），具體提升效果受產(chǎn)業(yè)鏈完備情況和終端普及度的影響。

在現(xiàn)階段的實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，應(yīng)優(yōu)先考慮擴(kuò)頻擴(kuò)容，其次建議使用扇區(qū)分裂、小微站和Massive MIMO等技術(shù)，各種擴(kuò)容手段的對(duì)比情況如表1所示。

3.2 容量解決步驟

表1 擴(kuò)容手段對(duì)比分析

容量解決步驟視提升效果和部署難易程度而定，一般可通過以下3個(gè)步驟來逐漸提高系統(tǒng)容量。

第1 步，擴(kuò)頻解決。依次新增開通2.1 GHz（20 MHz 硬擴(kuò)）、1.8 GHz（10 MHz 軟擴(kuò)）、2.6 GHz（TDD 20 MHz）載波資源，并根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行載波聚合。

第2 步，空間分裂。在地域區(qū)分明顯或用戶分布均勻的扇區(qū)進(jìn)行空間分裂，在用戶和業(yè)務(wù)集中度較高以及需兼顧補(bǔ)強(qiáng)深度覆蓋的扇區(qū)進(jìn)行小微站建設(shè)。

第3 步，推進(jìn)新技術(shù)應(yīng)用。視產(chǎn)業(yè)鏈成熟情況和終端普及度逐漸開啟Massive MIMO和高階調(diào)制功能。

4 容量提升分析

4.1 擴(kuò)容案例展示

以扇區(qū)忙時(shí)流量的業(yè)務(wù)預(yù)測(cè)為例，深圳某室外廠園扇區(qū)（1.8 GHz 20 MHz）在2018 年4 月底的忙時(shí)下行流量為8.1 GB，利用FORECAST 函數(shù)，以該扇區(qū)22 周歷史忙時(shí)流量為已知數(shù)X，通過線性回歸可測(cè)算出目標(biāo)期未知數(shù)Y（見圖2）。

通過函數(shù)預(yù)測(cè)可知該扇區(qū)2018 年底的忙時(shí)下行流量將達(dá)到15.2 GB，同時(shí)，由于廠園內(nèi)2I2C 潛在用戶較多，并根據(jù)市場發(fā)展策略，應(yīng)對(duì)函數(shù)預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行適當(dāng)放大，結(jié)合歷史經(jīng)驗(yàn)設(shè)置調(diào)整系數(shù)為20%，則修正后該扇區(qū)年底的忙時(shí)流量為15.2×120%=18.2 GB。

根據(jù)前述室外載波測(cè)算公式，該扇區(qū)目標(biāo)期所需20 MHz載波數(shù)=18.2 GB/8.4 GB=2.2個(gè)，需新增20 MHz載波數(shù)為2.2-1=1.2個(gè)，繼而按照擴(kuò)容手段對(duì)比和解決步驟的分析結(jié)果，選擇方案為“L2100 硬擴(kuò)20 MHz+L1800 軟擴(kuò)10 MHz”即可滿足至2018 年底的容量需求。

圖2 某扇區(qū)忙時(shí)流量業(yè)務(wù)預(yù)測(cè)

4.2 容量提升分析

將精準(zhǔn)業(yè)務(wù)預(yù)測(cè)與多種擴(kuò)容手段相結(jié)合，分階段分場景的進(jìn)行有序擴(kuò)容和迭代建設(shè)，針對(duì)容量需求最高的流量爆點(diǎn)區(qū)域，全流程擴(kuò)容完成后，（相比原1.8 GHz 20 MHz 小區(qū)）可提升系統(tǒng)容量達(dá)到10 倍以上（見圖3）。

圖3 容量提升效果

5 結(jié)束語

通過對(duì)當(dāng)前2I2C 業(yè)務(wù)高速發(fā)展現(xiàn)狀和現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)資源之間的關(guān)聯(lián)分析可知，隨著流量進(jìn)一步釋放，將對(duì)中國聯(lián)通有限的頻譜資源和網(wǎng)絡(luò)承載能力帶來巨大挑戰(zhàn)。本文從實(shí)際情況出發(fā)，著眼于扇區(qū)級(jí)的精準(zhǔn)業(yè)務(wù)預(yù)測(cè)，立足于有序迭代的擴(kuò)容建設(shè)手段，以滿足未來業(yè)務(wù)需求為目標(biāo)，具備較高的推廣價(jià)值。

扇區(qū)級(jí)的精準(zhǔn)業(yè)務(wù)預(yù)測(cè)：傳統(tǒng)預(yù)測(cè)是以固定的全網(wǎng)目標(biāo)增長率與小區(qū)現(xiàn)有業(yè)務(wù)量相乘，繼而得出各小區(qū)流量預(yù)測(cè)值，此方法既缺乏對(duì)歷史數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)回溯分析，其單一的增長趨勢(shì)也掩蓋了各小區(qū)間的能效差異，無法真實(shí)反映2I2C 市場驅(qū)動(dòng)的特點(diǎn)；而本文的扇區(qū)級(jí)預(yù)測(cè)方法，通過對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行趨勢(shì)外推和公式擬合，并采用PRB 利用率回落的辦法和場景調(diào)整系數(shù)對(duì)預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行修正，細(xì)分用戶發(fā)展和業(yè)務(wù)模型，從而更加精準(zhǔn)地做好容量規(guī)劃前置和資源儲(chǔ)備工作。

有序迭代擴(kuò)容建設(shè)手段：常規(guī)的擴(kuò)頻手段已經(jīng)無法滿足當(dāng)前爆發(fā)式的流量增長，部分高負(fù)荷場景僅依賴軟擴(kuò)和硬擴(kuò)已無法保障用戶感知，且隨著流量釋放加快，相同扇區(qū)二次、三次擴(kuò)容的間隔周期逐漸縮短，缺乏統(tǒng)籌規(guī)劃的頻繁上站施工也面臨越發(fā)復(fù)雜的物業(yè)困難；本文將全年扇區(qū)級(jí)業(yè)務(wù)預(yù)測(cè)與多種擴(kuò)容手段相結(jié)合，分階段分場景進(jìn)行有序擴(kuò)容迭代建設(shè)，做到提前部署和快速響應(yīng)，且針對(duì)流量爆點(diǎn)區(qū)域能夠?qū)崿F(xiàn)10倍容量提升，最大限度滿足業(yè)務(wù)發(fā)展需要。