謝 陶

（中國移動通信集團(tuán)重慶有限公司，重慶 401121）

1 研究背景

5G建設(shè)初期，4G網(wǎng)絡(luò)承載流量整體仍呈上漲趨勢，且熱點(diǎn)場景存在高負(fù)荷下的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)。如何合理規(guī)劃建設(shè)5G，如何在4G無投入情況下，做到資源最大化利用，是運(yùn)營商目前亟待研究的問題。已有的4G資源拆閑方式，更多地僅考慮4G當(dāng)前的業(yè)務(wù)情況及覆蓋情況，對當(dāng)前4G資源進(jìn)行拆閑評估。而本文通過4G/5G基于業(yè)務(wù)體驗(yàn)智簡部署研究，解決如何合理規(guī)劃建設(shè)5G，如何在4G無投入情況下，做到資源最大化利用，考慮更全面，更有前瞻性。

2 基于業(yè)務(wù)體驗(yàn)的4G/5G網(wǎng)絡(luò)智簡部署研究

基于5G業(yè)務(wù)的發(fā)展和演進(jìn)，以柵格化或者物理站址為對象進(jìn)行綜合評估，以各種業(yè)務(wù)類型（4K, 2K,1080P, P2P, IM, Web, File Access）對網(wǎng)絡(luò)速率的需求，以及各種業(yè)務(wù)類型的占比情況，計(jì)算目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的單用戶業(yè)務(wù)能力最低速率保障，然后綜合用戶數(shù)和業(yè)務(wù)量的演進(jìn)變化情況進(jìn)行預(yù)測分析。得到5G目標(biāo)網(wǎng)的建設(shè)需求（4.9 Gbps, 2.6 Gbps/100 Mbps, 2.6 Gbps/160 Mbps,700 Mbps），以及4G網(wǎng)絡(luò)的簡化和重構(gòu)，城市中心區(qū)域考慮多層5G立體+4G智簡組網(wǎng)，鄉(xiāng)鎮(zhèn)和農(nóng)村考慮5G智簡和4G立體組網(wǎng)[1]，綜合評估建立資源池，實(shí)現(xiàn)動態(tài)調(diào)度和部署。如圖1所示。

圖1 方案框架

2.1 方案流程說明

方案流程總體分3步驟，分別簡要說明如下。

（1）步驟一。首先進(jìn)行柵格對象劃分，柵格對象劃分，可基于等比多邊形劃分、簇邊界劃分，也可基于城市二級道路進(jìn)行劃分。

（2）步驟二。在對各柵格進(jìn)行平均體驗(yàn)速率需求評估，評估需要先對4G/5G用戶數(shù)、業(yè)務(wù)量進(jìn)行預(yù)測分析，進(jìn)而計(jì)算單用戶體驗(yàn)速率需求，再結(jié)合柵格內(nèi)現(xiàn)有資源進(jìn)行評估，是否滿足預(yù)測需求，進(jìn)而對柵格進(jìn)行資源重構(gòu)和建設(shè)需求評估。

（3）步驟三。根據(jù)上一步需求評估結(jié)果，進(jìn)行資源部署調(diào)整，若柵格內(nèi)現(xiàn)有資源遠(yuǎn)超過預(yù)測需求，則需進(jìn)行資源重構(gòu)，拆除部分閑置資源納入閑庫，供新建/擴(kuò)容使用。反之則從閑庫抽取資源進(jìn)行新建/擴(kuò)容。整體方案實(shí)施流程圖如圖2所示。

圖2 方案實(shí)施流程示意圖

2.2 柵格對象劃分

柵格數(shù)據(jù)就是將空間分割成有規(guī)律的網(wǎng)格，每一個網(wǎng)格稱為一個單元，并在各單元上賦予相應(yīng)的屬性值來表示實(shí)體的一種數(shù)據(jù)形式。結(jié)合實(shí)際地理特征風(fēng)貌、基站數(shù)量、無線傳播多徑特性，采用不同的柵格劃分方式，主要有基于等比多邊形劃分、基于簇邊界劃分、基于二級路網(wǎng)劃分。

2.3 體驗(yàn)需求測算

以各業(yè)務(wù)類型（4K, 2K, 1080P, P2P, IM, Web,File Access）對網(wǎng)絡(luò)速率的需求，以及各種業(yè)務(wù)類型的占比情況，計(jì)算單用戶體驗(yàn)速率總需求，從而加權(quán)計(jì)算用戶平均體驗(yàn)速率需求。

2.3.1 業(yè)務(wù)類型網(wǎng)絡(luò)需求計(jì)算

在進(jìn)行需求測算之前，要對各類型業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)需求進(jìn)行測算，用于后續(xù)柵格最低速率保障計(jì)算，對后續(xù)需求評估起著直觀重要的作用[2]。由于互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的多樣化發(fā)展，各類型業(yè)務(wù)流量均呈現(xiàn)爆發(fā)式增長，同時各類型業(yè)務(wù)對網(wǎng)絡(luò)需求不盡相同。建議根據(jù)理論吞吐量計(jì)算，同時結(jié)合實(shí)際驗(yàn)證測試，計(jì)算各業(yè)務(wù)類型上下行基礎(chǔ)保障速率。如表1所示。

表1 常見業(yè)務(wù)類型的上、下行網(wǎng)絡(luò)需求

2.3.2 預(yù)估目標(biāo)網(wǎng)業(yè)務(wù)占比

2.3.2 .1 用戶量預(yù)估

基于4G/5G歷史用戶數(shù)變化趨勢，計(jì)算4G/5G用戶數(shù)月度增長因子，通過月度增長因子進(jìn)行短期4G/5G用戶數(shù)趨勢預(yù)估。

以C市為例，從4G/5G歷史數(shù)據(jù)來看，5G用戶數(shù)整體逐月保持約10.91%增長。同時考量每年4、9月新機(jī)發(fā)布集中月，以及6、11月線上購物狂歡節(jié)、春節(jié)年貨節(jié)等因素影響，對上述5個月度分別予以70%～80%的月度增長因子加權(quán)，從而進(jìn)行用戶數(shù)預(yù)測。預(yù)測在2021年底5G用戶數(shù)將達(dá)到23%左右，2022年5月用戶數(shù)占比將反超4G，6月將達(dá)到56%左右。

2.3.2 .2 業(yè)務(wù)量預(yù)估

結(jié)合4G/5G用戶數(shù)預(yù)測結(jié)果，再結(jié)合單扇區(qū)在網(wǎng)用戶數(shù)與業(yè)務(wù)量正相關(guān)關(guān)系、各業(yè)務(wù)量占比關(guān)系，可以進(jìn)一步推測計(jì)算出目標(biāo)網(wǎng)各類型業(yè)務(wù)量變化趨勢。以C市為例，業(yè)務(wù)量預(yù)估前后數(shù)據(jù)對比示例如表2所示。

表2 業(yè)務(wù)量預(yù)估前后數(shù)據(jù)

續(xù)表

2.3.3 計(jì)算最低速率保障

結(jié)合4G/5G網(wǎng)絡(luò)各業(yè)務(wù)類型業(yè)務(wù)量占比預(yù)估結(jié)果，以及各業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)速率需求，計(jì)算單用戶體驗(yàn)速率總需求，從而加權(quán)計(jì)算用戶平均體驗(yàn)速率需求[3]。如表3所示。

表3 最低保障速率

計(jì)算方式如下：Throughput Per Session(kbit)=目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)量占比×各業(yè)務(wù)類型基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)需求，單用戶體驗(yàn)速率需求（kbps）=所有業(yè)務(wù)類型Throughput Per Session(kbit)之和（4G/5G，上/下行分別計(jì)算），所有類型用戶平均體驗(yàn)速率需求=單用戶體驗(yàn)速率需求（kbps）×1.35（加權(quán)系數(shù)）。

2.4 方案部署實(shí)施

結(jié)合目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的單用戶業(yè)務(wù)能力最低速率保障要求，以及用戶數(shù)和業(yè)務(wù)量的演進(jìn)驗(yàn)證預(yù)測結(jié)果，綜合計(jì)算可以得到每柵格5G目標(biāo)網(wǎng)的建設(shè)需求（4.9 Gbps,2.6 Gbps/100 Mbps, 2.6 Gbps/160 Mbps, 700 Mbps），以及4G網(wǎng)絡(luò)的簡化和重構(gòu)需求。若柵格現(xiàn)有資源可以滿足目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)最低速率保障要求以及用戶數(shù)/業(yè)務(wù)量承載需求，即納入重構(gòu)需求，反之納入建設(shè)需求。

將滿足拆閑條件的小區(qū)進(jìn)行拆閑，將拆閑資源入閑置資源庫，供現(xiàn)網(wǎng)高負(fù)荷需擴(kuò)容或新建站需資源時進(jìn)行資源循環(huán)利用，達(dá)到網(wǎng)絡(luò)資源動態(tài)調(diào)度和部署目的，在實(shí)現(xiàn)5G多制式智簡部署的同時，同步完成4G智簡組網(wǎng)目標(biāo)。

3 結(jié)束語

5G網(wǎng)絡(luò)是當(dāng)前移動網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的重點(diǎn)，人們對于移動網(wǎng)絡(luò)的需求不斷的增加，面對飛速擴(kuò)張的5G網(wǎng)絡(luò)，以及無投入但業(yè)務(wù)短期仍然持續(xù)上升的4G網(wǎng)絡(luò)，從用戶真實(shí)體驗(yàn)出發(fā)，以柵格化為對象進(jìn)行綜合評估，以各種業(yè)務(wù)類型對網(wǎng)絡(luò)速率的需求，以及各種業(yè)務(wù)類型的占比情況，計(jì)算目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的單用戶業(yè)務(wù)能力最低速率保障，然后綜合用戶數(shù)和業(yè)務(wù)量的演進(jìn)變化情況進(jìn)行預(yù)測分析。得到5G目標(biāo)網(wǎng)的建設(shè)需求，以及4G網(wǎng)絡(luò)的簡化和重構(gòu)，綜合評估建立資源池，實(shí)現(xiàn)動態(tài)調(diào)度和部署。