基于业务体验的4G/5G网络智简部署研究

谢 陶

（中国移动通信集团重庆有限公司，重庆 401121）

1 研究背景

5G建设初期，4G网络承载流量整体仍呈上涨趋势，且热点场景存在高负荷下的网络质量风险。如何合理规划建设5G，如何在4G无投入情况下，做到资源最大化利用，是运营商目前亟待研究的问题。已有的4G资源拆闲方式，更多地仅考虑4G当前的业务情况及覆盖情况，对当前4G资源进行拆闲评估。而本文通过4G/5G基于业务体验智简部署研究，解决如何合理规划建设5G，如何在4G无投入情况下，做到资源最大化利用，考虑更全面，更有前瞻性。

2 基于业务体验的4G/5G网络智简部署研究

基于5G业务的发展和演进，以栅格化或者物理站址为对象进行综合评估，以各种业务类型（4K, 2K,1080P, P2P, IM, Web, File Access）对网络速率的需求，以及各种业务类型的占比情况，计算目标网络的单用户业务能力最低速率保障，然后综合用户数和业务量的演进变化情况进行预测分析。得到5G目标网的建设需求（4.9 Gbps, 2.6 Gbps/100 Mbps, 2.6 Gbps/160 Mbps,700 Mbps），以及4G网络的简化和重构，城市中心区域考虑多层5G立体+4G智简组网，乡镇和农村考虑5G智简和4G立体组网[1]，综合评估建立资源池，实现动态调度和部署。如图1所示。

图1 方案框架

2.1 方案流程说明

方案流程总体分3步骤，分别简要说明如下。

（1）步骤一。首先进行栅格对象划分，栅格对象划分，可基于等比多边形划分、簇边界划分，也可基于城市二级道路进行划分。

（2）步骤二。在对各栅格进行平均体验速率需求评估，评估需要先对4G/5G用户数、业务量进行预测分析，进而计算单用户体验速率需求，再结合栅格内现有资源进行评估，是否满足预测需求，进而对栅格进行资源重构和建设需求评估。

（3）步骤三。根据上一步需求评估结果，进行资源部署调整，若栅格内现有资源远超过预测需求，则需进行资源重构，拆除部分闲置资源纳入闲库，供新建/扩容使用。反之则从闲库抽取资源进行新建/扩容。整体方案实施流程图如图2所示。

图2 方案实施流程示意图

2.2 栅格对象划分

栅格数据就是将空间分割成有规律的网格，每一个网格称为一个单元，并在各单元上赋予相应的属性值来表示实体的一种数据形式。结合实际地理特征风貌、基站数量、无线传播多径特性，采用不同的栅格划分方式，主要有基于等比多边形划分、基于簇边界划分、基于二级路网划分。

2.3 体验需求测算

以各业务类型（4K, 2K, 1080P, P2P, IM, Web,File Access）对网络速率的需求，以及各种业务类型的占比情况，计算单用户体验速率总需求，从而加权计算用户平均体验速率需求。

2.3.1 业务类型网络需求计算

在进行需求测算之前，要对各类型业务网络需求进行测算，用于后续栅格最低速率保障计算，对后续需求评估起着直观重要的作用[2]。由于互联网业务的多样化发展，各类型业务流量均呈现爆发式增长，同时各类型业务对网络需求不尽相同。建议根据理论吞吐量计算，同时结合实际验证测试，计算各业务类型上下行基础保障速率。如表1所示。

表1 常见业务类型的上、下行网络需求

2.3.2 预估目标网业务占比

2.3.2 .1 用户量预估

基于4G/5G历史用户数变化趋势，计算4G/5G用户数月度增长因子，通过月度增长因子进行短期4G/5G用户数趋势预估。

以C市为例，从4G/5G历史数据来看，5G用户数整体逐月保持约10.91%增长。同时考量每年4、9月新机发布集中月，以及6、11月线上购物狂欢节、春节年货节等因素影响，对上述5个月度分别予以70%～80%的月度增长因子加权，从而进行用户数预测。预测在2021年底5G用户数将达到23%左右，2022年5月用户数占比将反超4G，6月将达到56%左右。

2.3.2 .2 业务量预估

结合4G/5G用户数预测结果，再结合单扇区在网用户数与业务量正相关关系、各业务量占比关系，可以进一步推测计算出目标网各类型业务量变化趋势。以C市为例，业务量预估前后数据对比示例如表2所示。

表2 业务量预估前后数据

续表

2.3.3 计算最低速率保障

结合4G/5G网络各业务类型业务量占比预估结果，以及各业务网络速率需求，计算单用户体验速率总需求，从而加权计算用户平均体验速率需求[3]。如表3所示。

表3 最低保障速率

计算方式如下：Throughput Per Session(kbit)=目标网络业务量占比×各业务类型基础网络需求，单用户体验速率需求（kbps）=所有业务类型Throughput Per Session(kbit)之和（4G/5G，上/下行分别计算），所有类型用户平均体验速率需求=单用户体验速率需求（kbps）×1.35（加权系数）。

2.4 方案部署实施

结合目标网络的单用户业务能力最低速率保障要求，以及用户数和业务量的演进验证预测结果，综合计算可以得到每栅格5G目标网的建设需求（4.9 Gbps,2.6 Gbps/100 Mbps, 2.6 Gbps/160 Mbps, 700 Mbps），以及4G网络的简化和重构需求。若栅格现有资源可以满足目标网络最低速率保障要求以及用户数/业务量承载需求，即纳入重构需求，反之纳入建设需求。

将满足拆闲条件的小区进行拆闲，将拆闲资源入闲置资源库，供现网高负荷需扩容或新建站需资源时进行资源循环利用，达到网络资源动态调度和部署目的，在实现5G多制式智简部署的同时，同步完成4G智简组网目标。

3 结束语

5G网络是当前移动网络发展的重点，人们对于移动网络的需求不断的增加，面对飞速扩张的5G网络，以及无投入但业务短期仍然持续上升的4G网络，从用户真实体验出发，以栅格化为对象进行综合评估，以各种业务类型对网络速率的需求，以及各种业务类型的占比情况，计算目标网络的单用户业务能力最低速率保障，然后综合用户数和业务量的演进变化情况进行预测分析。得到5G目标网的建设需求，以及4G网络的简化和重构，综合评估建立资源池，实现动态调度和部署。