摘要：文章提出了一種基于垂直行業(yè)業(yè)務(wù)場景特征的智能無線規(guī)劃方法，其通過對5G行業(yè)應(yīng)用業(yè)務(wù)場景信息的收集提取行業(yè)場景特征值，再結(jié)合行業(yè)應(yīng)用區(qū)域的POI空間信息對所在區(qū)域的基站小區(qū)進(jìn)行遍歷識別，識別出可以初步滿足行業(yè)應(yīng)用的現(xiàn)網(wǎng)小區(qū)集，對這部分小區(qū)集進(jìn)行容量預(yù)估，最終評估出行業(yè)客戶5G專網(wǎng)可用的小區(qū)集合，該小區(qū)集包括可以直接利用的現(xiàn)網(wǎng)小區(qū)集，以及需要優(yōu)化擴(kuò)容后才能利用的小區(qū)集。該評估方法可快速輸出5G行業(yè)專網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃方案，并指導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化人員對5G公網(wǎng)專用部分的站點(diǎn)小區(qū)進(jìn)行優(yōu)化擴(kuò)容，實(shí)現(xiàn) 5G行業(yè)專網(wǎng)的快速、高質(zhì)量交付。

關(guān)鍵詞：5G；垂直行業(yè)；網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃；容量評估

doi：10.3969/J.ISSN.1672-7274.2023.02.030

中圖分類號：TN 929.53" " " " " " " "文獻(xiàn)標(biāo)示碼：B" " " " " " " "文章編碼：1672-7274（2023）02-00-03

An Intelligent Wireless Planning Method Based on the Characteristics of Vertical Industry Business Scenarios

FAN Liang， LIANG Xiaoming， DONG Hao

（China Mobile Group Guangdong Co.， Ltd.， Guangzhou 510623， China）

Abstract： This paper proposes an intelligent wireless planning method based on the characteristics of vertical industry business scenarios. It extracts the characteristic values of industry scenarios through the collection of 5G industry application business scenario information， and then combines the POI spatial information of the industry application area to traverse and identify the base station cell in the region， to identify the existing network cell set that can initially meet the industry applications， and to estimate the capacity of this cell set， Finally， the cell set available for the 5G private network of the industry customer is evaluated. The cell set includes the cell set of the existing network that can be used directly， and the cell set that can be used only after optimization and expansion. This evaluation method can quickly output the network planning scheme of the 5G industry private network， and guide the network optimization personnel to optimize and expand the capacity of the site cells in the private part of the 5G public network， so as to achieve fast and high-quality delivery of the 5G industry private network.

Key words： 5G; vertical industry; network planning; capacity assessment

1" 研究背景

2022年，5G迎來新發(fā)展階段，5G ToB的商業(yè)價(jià)值被進(jìn)一步挖掘，至2025年，預(yù)計(jì)5G連接將達(dá)到17億，行業(yè)部署預(yù)計(jì)達(dá)到20%～40%。盡管5G行業(yè)專網(wǎng)的組網(wǎng)方式多種多樣，但基本可以概括為“公網(wǎng)專用”和“專頻專用”兩種路徑。在國內(nèi)，5G公網(wǎng)專用已經(jīng)達(dá)成共識，利用電信運(yùn)營商公網(wǎng)規(guī)模大、覆蓋廣的資源優(yōu)勢，通過邊緣運(yùn)算節(jié)點(diǎn)資源和切片技術(shù)與行業(yè)合作構(gòu)建虛擬5G專網(wǎng)，是5G行業(yè)專網(wǎng)的發(fā)展趨勢。這就向運(yùn)營商提出了除了傳統(tǒng)的大網(wǎng)站點(diǎn)規(guī)劃建設(shè)，面對特定ToB行業(yè)專網(wǎng)的無線網(wǎng)絡(luò)配置規(guī)劃也提供一個(gè)準(zhǔn)確且快速的評估方法[1]。

2" 評估方法

本文提出了一種基于垂直行業(yè)業(yè)務(wù)場景特征的智能無線規(guī)劃方法。該方法通過對5G行業(yè)應(yīng)用業(yè)務(wù)場景信息收集提取行業(yè)場景特征值，再結(jié)合行業(yè)應(yīng)用區(qū)域的POI空間信息對所在區(qū)域的基站小區(qū)進(jìn)行遍歷識別，識別出可以初步滿足行業(yè)應(yīng)用的現(xiàn)網(wǎng)小區(qū)集，并對這部分小區(qū)集進(jìn)行容量預(yù)估，評估出行業(yè)客戶5G專網(wǎng)可用的現(xiàn)網(wǎng)小區(qū)集，該評估方法可快速輸出5G行業(yè)專網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃方案，并指導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化人員對5G公網(wǎng)專用部分的站點(diǎn)小區(qū)進(jìn)行優(yōu)化擴(kuò)容，實(shí)現(xiàn)5G行業(yè)專網(wǎng)的快速、高質(zhì)量交付?？傮w評估方法步驟如圖1所示，包含業(yè)務(wù)場景特征提取、無線資源分析評估、規(guī)劃評估輸出三個(gè)環(huán)節(jié)。

2.1 業(yè)務(wù)場景特征提取

對5G行業(yè)專網(wǎng)進(jìn)行業(yè)務(wù)分析的目的是將業(yè)務(wù)的應(yīng)用需求轉(zhuǎn)換為對無線網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)的要求，因此業(yè)務(wù)模型分析是ToB行業(yè)專網(wǎng)無線資源評估的前提，需要對業(yè)務(wù)應(yīng)用的需求進(jìn)行分類，對業(yè)務(wù)應(yīng)用的場景區(qū)域進(jìn)行劃分，對業(yè)務(wù)應(yīng)用的區(qū)域面積進(jìn)行測算等。常見的通過業(yè)務(wù)場景信息收集提取的業(yè)務(wù)場景特征如表1所示。

“用于特征分組”類主要用于數(shù)據(jù)的分組，提高機(jī)器學(xué)習(xí)的準(zhǔn)確性，并便于找到待分析的5G專網(wǎng)項(xiàng)目所屬分組；“底層基礎(chǔ)計(jì)算”類主要用于數(shù)據(jù)的計(jì)算和關(guān)聯(lián)匯聚；“作為自變量參與機(jī)器學(xué)習(xí)”類主要在底層基礎(chǔ)數(shù)據(jù)計(jì)算后，用于參與分組后數(shù)據(jù)的機(jī)器學(xué)習(xí)[2]。

2.2 無線資源分析評估

2.2.1 小區(qū)識別算法

將參與機(jī)器學(xué)習(xí)的特征值，運(yùn)用決策樹算法，生成行業(yè)類別和小區(qū)關(guān)系的預(yù)測器，預(yù)測器的準(zhǔn)確性取決于業(yè)務(wù)場景特征提取的項(xiàng)目數(shù)量。根據(jù)當(dāng)次需要分析的具體行業(yè)項(xiàng)目的POI信息、行業(yè)項(xiàng)目周邊基站小區(qū)數(shù)據(jù)、MDT采集到的數(shù)據(jù)等，通過上面的預(yù)測器（預(yù)測模型）進(jìn)行預(yù)測，根據(jù)預(yù)測結(jié)果識別該具體行業(yè)項(xiàng)目的覆蓋小區(qū)，生成覆蓋小區(qū)集I。計(jì)算期間需對參與計(jì)算的小區(qū)進(jìn)行篩選以提高運(yùn)算效率，根據(jù)鏈路預(yù)算的覆蓋最大值外擴(kuò)行業(yè)項(xiàng)目POI邊框，在外擴(kuò)邊框內(nèi)的小區(qū)參與此次運(yùn)算分析。如圖2所示，實(shí)線框?yàn)樾袠I(yè)項(xiàng)目的POI，經(jīng)過鏈路預(yù)算小區(qū)覆蓋范圍最大為dmax，則虛線框圖內(nèi)的小區(qū)才需參與分析，虛線框以外的小區(qū)沒有能力覆蓋到該項(xiàng)目。

對于小區(qū)集I中的每一個(gè)小區(qū)i，進(jìn)一步對覆蓋情況進(jìn)行分析，可以提升算法分析的準(zhǔn)確性。

（1）小區(qū)平均場強(qiáng)KPI指標(biāo)：對于MDT采集到的采樣點(diǎn)，平均RSRP≥-105 dBm。

（2）小區(qū)弱覆蓋采樣點(diǎn)占比：對于MDT采集到的采樣點(diǎn)，弱覆蓋采樣點(diǎn)（采樣點(diǎn)場強(qiáng)＜-105 dBm）占比＜10%。

小區(qū)集I中同時(shí)滿足平均場強(qiáng)和弱覆蓋采樣點(diǎn)占比要求的小區(qū)集合記為小區(qū)集I_R，不滿足要求的小區(qū)納入不符合條件的小區(qū)集I_W。

2.2.2 小區(qū)容量預(yù)估

5G網(wǎng)絡(luò)引入了切片技術(shù)，每切片用戶組的RB（資源塊）預(yù)留可以分為專用（Dedicated）、優(yōu)先（Prioritized）、共享（Shared）三類，對于小區(qū)內(nèi)的RB，如果采用專用預(yù)留（Dedicated）的方式，即使不使用RB，RB也無法提供給其他用戶使用；如果采用優(yōu)先預(yù)留（Prioritized）的方式，當(dāng)不使用RB時(shí)可以釋放給其他用戶使用；對于共享（Shared）的方式，RB由各用戶簽約5G的QoS參數(shù)競爭使用。眾多的ToC普通用戶均駐留在共享切片中，并使用共享RB承載業(yè)務(wù)。

通常行業(yè)項(xiàng)目新業(yè)務(wù)的開通需要保障既有用戶的感知和新業(yè)務(wù)的感知。5GQos中影響資源競爭的最常用的兩類業(yè)務(wù)為GBR（保障比特率）業(yè)務(wù)和NonGBR（非保障比特率）業(yè)務(wù)，在同等情況下，無線基站優(yōu)先調(diào)用GBR業(yè)務(wù)。GBR業(yè)務(wù)的保障速率包括GFBR（保證流比特率）、MFBR（最大流比特率）兩個(gè)參數(shù)；Non-GBR業(yè)務(wù)的非保障速率包括Session-AMBR（會話聚合最大比特率）、UE-AMBR（UE聚合最大比特率）、MinBR（最小比特率）等參數(shù)。本算法基于保障GBR業(yè)務(wù)的GFBR和Non-GBR業(yè)務(wù)的MinBR進(jìn)行容量估算，即GBR業(yè)務(wù)和Non-GBR業(yè)務(wù)均能達(dá)到運(yùn)營商承諾的最低速率要求。

對于新行業(yè)項(xiàng)目能夠使用的資源，主要考慮從公網(wǎng)基站小區(qū)中共享切片的RB進(jìn)行分割?；诖朔N思路，需要獲取的是共享切片及流量信息，找出I_R小區(qū)集中每個(gè)小區(qū)內(nèi)所有共享切片的RB使用數(shù)量與對應(yīng)承載的業(yè)務(wù)量的回歸關(guān)系。

針對小區(qū)集I_R，提取每個(gè)小區(qū)的切片級指標(biāo)，取15分鐘粒度指標(biāo)（見表2），至少包括1周數(shù)據(jù)（計(jì)算周期）。指標(biāo)包括共享切片（未配置專用或優(yōu)先RB的切片）的RB使用數(shù)和PDCP業(yè)務(wù)字節(jié)數(shù)等，從這些網(wǎng)管指標(biāo)中可以提取出15分鐘均值，如果行業(yè)應(yīng)用主要為網(wǎng)絡(luò)上行需求（即業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)主要為上行受限），這里的RB使用數(shù)和PDCP業(yè)務(wù)字節(jié)數(shù)取上行對應(yīng)的指標(biāo)。

進(jìn)一步分析，小區(qū)共享切片已存在的必須保障的速率V_Ex為

式中，為小區(qū)共享切片中所有GBR鏈路總?cè)萘啃枨?；k為GBR鏈路總數(shù)；為小區(qū)共享切片中所有Non-GBR鏈路總?cè)萘啃枨?；m為Non-GBR鏈路總數(shù)。對于單小區(qū)提取到的所有V_Ex取平均，即為單小區(qū)共享切片的基礎(chǔ)感知保障容量V_Ex_average。

小區(qū)內(nèi)最多可用的共享RB數(shù)量記為RB_Share：

式中，RB_Total為小區(qū)所有可用RB數(shù)；RB_Dedicated為小區(qū)配置的專用RB數(shù)；RB_Prioritized為小區(qū)配置的優(yōu)先RB數(shù)。RB_Share用于競爭，且RB_Share的承載能力可以通過y=RB_Predict（x）進(jìn)行回歸預(yù)測得出y_RB_Shared_predict。

此處回歸算法不是本文討論核心內(nèi)容，對于回歸問題，所有決策樹的輸出值都是平均的，能夠較好地解決過擬合等問題。通過數(shù)據(jù)訓(xùn)練后的模型記為y=RB_Predict（x），x為使用的RB數(shù)，y為產(chǎn)生的PDCP層流量，該模型能夠較好地?cái)M合小區(qū)的共享RB的使用效率，小區(qū)集I_R中的每個(gè)小區(qū)均應(yīng)單獨(dú)生成預(yù)測y_RB_Shared_predict用于后續(xù)分析。對應(yīng)速率為

當(dāng)小區(qū)的保障速率（容量）需求超過小區(qū)能提供的最大速率時(shí)，需要對小區(qū)進(jìn)行擴(kuò)容或優(yōu)化。

2.3 規(guī)劃評估輸出

針對小區(qū)能夠提供的共享容量V_Total，判斷是否能滿足所有需求。對于行業(yè)項(xiàng)目涉及的小區(qū)集I_R均進(jìn)行了上述分析后，不滿足需求的小區(qū)被記錄為小區(qū)集I_Q。如果小區(qū)集I_Q為空，則反饋網(wǎng)絡(luò)滿足項(xiàng)目需求，可以開展后續(xù)商務(wù)談判及網(wǎng)絡(luò)開通等活動；如果I_Q不為空，則I_Q即為問題小區(qū)清單，需對小區(qū)集I_Q中的小區(qū)進(jìn)行優(yōu)化或擴(kuò)容操作，從而得出針對某一公網(wǎng)專用行業(yè)項(xiàng)目的小區(qū)具體規(guī)劃信息。

3" 結(jié)束語

通過對5G行業(yè)應(yīng)用業(yè)務(wù)場景信息的收集提取行業(yè)場景特征值，再結(jié)合行業(yè)應(yīng)用區(qū)域的POI空間信息對所在區(qū)域的基站小區(qū)進(jìn)行遍歷識別，識別出可以滿足行業(yè)應(yīng)用的現(xiàn)網(wǎng)小區(qū)集及具體小區(qū)規(guī)劃信息（掛高、方向角等）。該規(guī)劃評估方法孵化成軟件或小工具，可快速輸出ToB網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃方案，獲得行業(yè)市場競爭優(yōu)勢，提升業(yè)務(wù)觸點(diǎn)。■

參考文獻(xiàn)

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