4G无线网络规划新技术运用及前景

徐德平（中国移动通信集团设计院有限公司，北京 100080）



4G无线网络规划新技术运用及前景

徐德平
（中国移动通信集团设计院有限公司，北京 100080）

摘 要本文对4G无线网络规划中应用的新技术进行了总结，提出网络规划技术需要在用户与需求、渗透与融合、数据与工具、竞争与合作4个方面进行持续的创新和发展，并结合5G网络的技术发展趋势阐述了规划技术的发展前景。

关键词5G；异构网；大数据

徐德平 教授级高级工程师。中国移动通信集团设计院资深专家。近几年作为4G网络建设方案技术总体组负责人，主要从事4G网络工程咨询、总体方案、技术支撑、网络规划、策略建议及技术研究和创新等方面的工作。完成发明专利18项、编制行业企业标准10余项、发表论文数10篇、获得国家级优秀项目4项、省部级优秀项目6项。获全国优秀通信设计工作者等多项荣誉。

1 引言

科学的无线网络规划是移动通信工程建设的重要技术保障，在4G网络规划设计技术的过程中，需要考虑网络建设需求和网络技术发展的新形势，在传统规划基础上，针对性的增加干扰排查、预规划、网络结构及系统内干扰分析等关键步骤，同时强化“以终为始”的全流程理念，增加网络跟踪评测的步骤，形成规划、建设、优化、后评估等的闭环流程，4G无线网创新规划流程如图1所示。

面向未来，4G网络新的建设要求及未来网络发展趋势对规划设计技术提出了新的要求。4G网络建设目标更加以面向用户需求为根本，强调将规模领先的优势转变为客户感知领先的端到端系统优势。同时NGMN、IMT-2020（5G）等组织对于未来5G网络标准化也明确了目标和方向。

从应用场景看，5G网络需要满足多样化应用场景下差异化性能指标，包括连续广域覆盖、热点高容量、低功耗大连接和低时延高可靠等主要场景。从无线网关键技术看，大规模天线阵列、超密集组网、新型多址和全频谱接入等技术是主要的标准化方向，如图2所示。

图1 4G无线网创新规划流程

2 4G网络规划新技术运用及前景分析

综合看来，4G无线网络规划技术呈现出4个方面的趋势与特点，如图3所示。这与无线网络当前及未来的用户及业务需求、数据与话音业务端到端的性能要求、差异化的性能要求与精细化的网络实现、对保持竞争优势和高投资回报率的强烈要求密切相关。

2.1 确立以用户与需求为中心的新目标

在4G网络规划设计工作中，引入了以用户/需求为中心的设计理念。

在规划区域确定阶段，通过2G/3G小区现网热力图的分布，结合已建成4G网络的分流比、倒流比等信息，精确发现容量需求区域，从而保证了4G网络建设按需建设，提升了投资效益，如图4所示。

在规划设计方案编制阶段，覆盖规划以满足边缘用户业务需求为基本目标，根据4G网络业务分析，宏站覆盖规划以满足除高清视频通话、上行视频监控等业务类型外的其它主流业务为目标，深度覆盖规划在此基础上进一步提升指标要求满足更高覆盖率的业务需求。容量规划制订了基于业务感知的4G无线网扩容标准，在分析不同小区业务类型差异性的基础上，制订了满足用户业务感知指标要求的分场景扩容标准及扩容方案，如图5所示。深度覆盖方面，规划方法上强调基于业务需求和价值评价选择分场景的覆盖方案。

图2 5G工作计划

面向未来，网络建设更为强调以用户/需求为中心的概念，在5G白皮书中，用户中心网络是一个重要的内容，其目标是使用户在无线网络覆盖区域内实现稳定、连续、高性能的端到端业务感知，实现方法包括小区虚拟化技术、基于大数据分析的用户行为感知体系等。

在进行单一层次判断矩阵的一致性检验之后，利用单层次排序的影响因子权重计算各层次影响因子的组合权重，计算完成后再对组合权重计算结果进行一致性检验[10-12]。若结果不满足一致性要求，则对判断矩阵进行调整。

规划设计工作应重点关注用户及业务行为的获取与分析，端到端用户业务感知的评价方法及对无线网规划的影响，满足用户/需求的分场景网络规划方法与实现方式等。

2.2 打造多维度渗透与融合的新手段

从规划设计技术角度，4G网络相对于2G/3G网络呈现出更多的软特性，包括与用户及业务分布、功能及参数配置等相关的软覆盖特性，与用户及业务类型、网络覆盖及干扰等相关的软容量特性，与用户及业务分布、参数配置相关的软性能特性等。这些特性决定了必须将4G无线网规划与用户及业务发展规划、网络优化、网络运维进行紧密衔接与相互渗透，形成闭环的规划设计流程。因此，4G无线网络规划设计更多考虑了与其它环节的相互作用。

图4 以用户/需求为中心的覆盖区域规划方法

图5 基于业务感知的4G无线网扩容标准及扩容方案

面向未来，规划设计应从多个方面进行创新和发展。

首先，应从满足网络建设全生命周期的角度进一步提升网络规划设计与其它环节的协同能力，尤其是面对网络建设效益方面的要求，提升规划设计的效率与质量，有针对性的解决网络问题，助力网络的运营性能与效益提升。

其次，面对未来5G网络引入的新概念进行规划设计体系的研究和准备工作，大规模天线（实现按用户需求的无线资源分配与干扰抑制）、超密集组网（C-RAN、D-RAN、Mesh、MTC、D2D）、全频谱接入（利用各类移动通信频谱：包含高低频段、授权与非授权频谱、对称与非对称频谱、连续与非连续频谱等资源来提升数据传输速率和系统容量）3种技术进一步虚化了蜂窝组网概念与RAT（Radio Access Technology）间的差异性，需要在规划设计体系中重新定位工作目标、规划方法与步骤。

最后，在现阶段5G技术4G化的需求非常迫切，3D-MIMO、大规模CA、LWA/LAA等技术逐步成熟的过程中可以局部应用解决4G现网特定场景的覆盖及容量问题，需要针对这些技术和产品进行规划设计技术研究。

在4G网络规划设计工作中，引入大数据处理的应用需求与工具成果，包括在需求分析阶段引入深度覆盖需求发现平台，在系统间干扰排查阶段引入的系统间干扰排查工具，在网络结构及系统内干扰分析阶段引入的预规划工具，在网络仿真阶段引入的网络仿真平台等。无线网络规划相关大数据资源如图6所示。

（1）深度覆盖需求发现平台以基于现网大数据的覆盖分析和价值分析为核心，通过网络和市场需求共8个维度综合分析（场景类型、用户价值、终端价值、市场竞争、话统、路测、MR、投诉），并开发了“基于大数据分析的LTE深度覆盖需求精准识别”，实现多维度关联分析、可量化的室内分布规划体系，最终输出有室内覆盖建设需求并以价值排序，确定室内建设总体需求。

（2）干扰排查工具能够综合评估道路电磁环境，快速评估和定位4G基站受到的异系统干扰程度和各站点的干扰特征, 大幅提高了全国干扰排查工作效率。

（3）预规划工具针对现网直接升级可能带来的 4G同频干扰问题，通过现网测试数据进行4G网络结构的评估，将现网站址分为可直接升级站点、不可用站点、及需要进行优化和天馈线改造站点，有效提升了站址选择的效率和质量。

（4）网络仿真平台应用精准的射线跟踪传播预测、科学的业务建模方法、动态仿真机制、灵活的远程访问与控制机制、分布式并行计算、4G升级技术支持等特点使得网络规划阶段的无线网络规划方案的制定与评估更加精准高效；同时也使得无线网络优化方案的制定与评估更加有效。

相对于传统的理论分析与测试验证方式，大数据应用一方面可以实现整网全样本量的分析，在分析全面型和精度方面提供了保障，另一方面充分体现了用户及业务特征，使网络规划设计与用户需求和建网效益直接关联。

同时，也应看到目前针对大数据应用存在的价值挖掘不充分、数据规范性欠缺、关联性不足、数据获取与平台处理效率低下等问题，后续亦应逐步改进和完善。

2.4 实现竞争与合作的新格局

面对4G网络竞争局面的加剧和铁塔公司运营带来的站址资源同质化挑战，4G网络规划如何实现差异化的竞争优势、保障网络投资收益率是核心要求。

2.4.1 效益建网的精细化规划要求不断强化

图6 无线网络规划相关大数据资源

无线网络的差异化竞争优势主要体现在用户在时域、空域的端到端业务感知方面，在中国移动单位用户占有站址及频谱资源处于绝对劣势的情况下，“精确”且有前瞻性的网络规划是实现差异化竞争优势的重要技术手段，即通过“精确”网络规划实现资源按需配置，从而实现由局部竞争优势到全网竞争优势的保持，通过“以终为始”的网络规划实现战略资源的优势布局，从而保证网络竞争优势的连续性。

保障网络投资收益率的无线规划要求核心是“精确”，即集团公司提出的4G无线网络建设在规划、设计、施工、优化等环节上务必做到精准施策，包括精准把握需求、精确设计方案、精细组织实施、精打细算分配投资、精耕细作开展优化等。

2.4.2 充分利用铁塔公司运营的资源

利用铁塔公司提供的建设资源快速建网是中国移动网络规划需要重点思考和解决的问题。需要通过精确的规划方案、合理的组网策略和设备选型降低资源占用和租金。对于受限于铁塔公司建设能力，不能及时形成网络覆盖的区域，灵活采取微站/皮站/飞站的组网形式，快速形成网络覆盖能力。

在进行站址需求规划时，还需要对站址资源需求进行等级区分，并根据用户/业务预测进行中长期的站址资源储备，实现铁塔资源的高效利用。

3 总结与展望

无线网络规划正在不断适应网络技术的发展，面对网络技术用户中心化、系统融合化、功能虚拟化的发展趋势，本文分析并总结了无线网络规划需要从用户与需求、渗透与融合、数据与工具、竞争与合作4个方面加强新技术运用和创新驱动。在4G网络性能不断提升和5G技术商用展开的新形势和新要求下，需要在规划设计工作方面基于事实、勤于探索、善于突破、勇于创新，为未来移动网络实现“低成本、高性能、高质量、可演进”的建网目标打下坚实技术基础。

参考文献

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[4] 3GPP TR 36.913 V11.0.0, Requirements for further advancements for Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA) (LTEAdvanced) [S].

Application and prospect of new technology in 4G wireless network planning

XU De-ping
(China Mobile Group Design Institute Co., Ltd., Beijing 100080, China)

AbstractThis paper summarizes the 4G wireless network planning in the application of new technology, puts forward network planning needed in user / on demand, infi ltration / integration, data / tools, competition /cooperation four aspects of continuous innovation and development, and elaborates the prospects for development planning technology with 5G network technical development trends.

Keywords5G; heterogeneous network; big data

中图分类号TN929.5

文献标识码A

文章编号1008-5599（2016）04-0001-05

收稿日期：2016-03-30