智能化中小网络预部署系统设计研究

摘要：为解决传统的网络预部署方法存在的效率低、成本高的问题，文章提出了一种智能化的中小网络预部署系统。通过深入结合数字孪生技术、深度学习、智能推荐算法和混合现实技术，实现了对物理空间的精确数字化还原、网络规划的智能化辅助决策以及网络部署效果的可视化模拟。这种创新型的网络预部署解决方案，为该领域的进一步发展提供了理论基础和技术支持，有助于促进中小网络行业的智能化升级和企业整体竞争力提升，助推产业数字化转型，具有广阔的应用前景和市场潜力。

关键词：智能化；中小网络；预部署系统

中图分类号：TP311文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2024）34-0074-03开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

0引言

在过去的十年，随着全球移动互联网的持续普及、中小企业的数字化转型、远程办公群体的扩大，中小型网络部署的需求呈现高速增长的趋势，它覆盖了企业、商铺、家居等场景。同时相关从业人员的数量也随之大幅增长，但是多数新加入的从业者缺乏在项目部署前期的网络规划专业技能，无法保证部署的用网体验，运维成本高，导致了每年近千亿的生意规模的流失。本研究创新性地提出一种智能化的中小网络预部署系统，以解决上述问题。

本文从这种系统的研发背景、必要性、研究内容、关键技术、成果效益等角度展开论述，以期为中小网络预部署提供新的思路和技术借鉴。

1项目开发背景

1.1国内外相关研究及发展分析[1]

近年来，智能化网络部署的研究在国内外均呈现出快速发展的态势，关键技术不断突破，应用场景日益丰富。

国内一些研究机构和企业开始尝试将人工智能技术应用于网络部署领域，通过数据挖掘和机器学习算法生成个性化的网络规划方案。混合现实技术的发展也为网络预部署提供了新的思路，通过虚拟现实和增强现实技术的结合，为用户提供更加直观、生动的网络部署效果模拟体验。例如，中兴通讯提出了AI赋能的网络智能化演进趋势，强调了AI技术在提升网络自动化和智能化水平中的关键作用。华为全面引入AI技术，推动网络智能化加速落地，展示了Net5.5G时代网络智能化的发展方向和未来趋势。

国外在智能化网络部署领域的研究同样活跃。例如，自动驾驶网络的研究进展，涉及主要国际标准化组织在自动驾驶网络的研究进展，如TMF和ITU-T等，提出了自动驾驶网络的构建方法。

1.2项目所属产业在经济发展中的地位

在数字化时代，网络产业不仅推动了信息技术的快速发展，还深刻影响了经济结构的优化升级，成为推动经济增长的重要引擎。互联网催生了许多新兴业态，如电子商务、在线支付、共享经济等，为经济发展注入了新的活力。在推动“数字中国”的过程中，网络应用已经渗透政务、教育、医疗、金融等多个领域，提高了生产效率和经济效益，今年来，网络建设面向下沉市场的趋势愈发明显，从而进一步推动了中小规模网络设备的市场需求。

1.3技术瓶颈及亟待解决的技术问题

面对不断增加的市场需求，中小规模网络预部署过程中仍存在诸多技术瓶颈，包括：

1）人力资源不足：专业的网络规划需要专业经验丰富的工程师，但是市场上工程商团队技术能力参差不齐，难以保证网络规划部署的质量和效果。

2）部署方法落后：依赖于手工操作和经验判断的传统部署方法效率低下且容易出错。

3）专业服务缺乏：网络设备的选型、布线和优化等专业知识咨询、部署方案的咨询需求亟待解决。

2项目研发意义

智能化的中小网络预部署系统创新性地解决了上述技术瓶颈。通过数字孪生技术、深度学习、智能推荐算法和混合现实技术的应用，实现网络规划和部署的智能化、自动化和可视化，主要体现出以下几个方面：

2.1网络规划专业性和准确性的提高

数字孪生技术对物理空间进行精确映射和实时交互，系统可以基于完备的数据信息来自动生成高质量的网络规划方案，避免了传统方法中依赖手工操作和经验判断带来的误差和不稳定性，确保网络系统稳定运行和满足用户需求。

2.2网络预部署效率和质量提升

智能推荐算法和自动化工具的应用，提高规划的精准度和智能化程度。该项目能够智能识别网络使用情况，智能预测网络使用的业务量，智能预评估规划效果，其中业务量预测准确度达90%。对预部署人员的技术要求门槛也大大降低，从而缩短网络部署的时间周期，降低人力成本和时间成本，并能提高网络的质量和稳定性。

2.3用户体验和满意度的增强

混合现实技术直观展示网络布局，用户可以在实际场地中看到虚拟的网络设备和线路布局，清晰地理解网络的覆盖范围和连接方式。还可以与虚拟网络元素进行互动，例如移动设备或调整参数，实时观察这些变化对网络性能的影响。帮助评估潜在风险并制定应对策略，及时进行调整和优化，从而增强对最终方案的信心。

3项目系统设计

如以大家熟悉的车辆自动驾驶系统为例，它可以感知实时路况，建立数字孪生，通过AI算法代替驾驶员做出驾驶决策，同时通过虚拟现实的方式在中控屏上非常直观地呈现出来。

基于同样的逻辑，我们建立一个中小网络规划的自动驾驶系统。通过对项目现场信息的孪生，帮助工程商进行自动化的网络预部署，降低网络规划的技术门槛。利用混合现实技术将网络部署规划沉浸式展示给用户，并根据用户需求优化后部署落地。

该智能化的中小网络预部署系统主要包含感知、决策、表达三个子系统（如图1所示）：

1）深度学习的高冗余立体环境感知系统：自动识别户型图并生成三维模型，结合传感器数据实现实时监测。

2）智能推荐的网络规划辅助决策系统：依托历史数据和用户需求，生成个性化的网络部署规划方案。

3）混合现实的网络可视化模拟系统：沉浸式将网络规划方案呈现给用户，并进行性能评估与优化。

4项目关键技术及功能

4.1关键技术

1）大数据技术：驱动数字孪生模型，支持数据的多维感知，完成环境的实时交互。

数据是数字孪生模型的核心要素，驱动数字孪生模型的运行[2]。网络预部署系统利用数字孪生技术将多维空间来源和类型多样的信息—物理数据进行采集、预处理、存储和分析，包括设计知识数据、用户知识数据、交互反馈数据等。数字孪生技术支持数字孪生体和物理实体的实时交互和协同演化。充足的数据进行深度融合能够全面反映网络部署现场的个性化需求，并通过数据智能传输技术对数据进行安全传输，为网络部署规划提供强大的数据支持。

2）深度学习技术：自动提取特征并进行模式识别，提高数据处理能力。

深度学习技术自动提取特征和模式识别，提供强大的数据处理能力。它根据问题的特点和复杂度设计不同的神经网络结构，帮助深度学习模型能适应各种类型的任务，如自动感知项目图纸或者现场的物理空间情况，生成数字孪生信息，例如房屋结构、墙体、影响无线信号的障碍物等等。它具备强大的学习能力，帮助系统提高环境感知的准确性和效率，为后续部署规划奠定信息基础。

3）智能推荐算法：分析用户历史行为，提高个性化推荐的准确性。

智能推荐算法通过分析用户的历史行为、兴趣偏好和需求，为用户提供个性化网络定制方案，提高规划的合理性和用户满意度。数字孪生和深度学习感知收集海量信息，自动生成科学合理的网络部署规划，包括无线部署点位、网线的走线位置、设备型号和数量等等。推荐算法还可以自动不断优化，利用用户画像、内容特征等辅助信息快速响应变化，根据用户实时行为和反馈提高推荐准确率[3]。

4）混合现实技术：通过虚拟信息增强用户体验，促进交互。

混合现实技术通过将真实场景与虚拟技术相结合，创造了一种新形态的体验。它通过现实环境中引入虚拟场景信息帮助用户看到虚拟物体与现实世界中的物体共存，并可以进行交互[4]。用户沉浸式体验网络部署规划，能够获得更加丰富、直观、真实的用户体验，关键是能够帮助用户在尚未实际执行部署的情况下进行评估，并提出优化改进建议。这种生动、立体的方式大大提高工作效率，实现了信息传达的最佳效果。

5）无线信号仿真技术：预测和优化网络性能，减少部署中的试错成本。

无线信号仿真技术模拟和预测无线信号的传播和接收，帮助工程师和规划者对网络性能进行评估和优化。在实际部署前预测和优化网络性能，确保网络覆盖完整、信号干扰最低、AP类型合适等[5]。仿真方式可以生成详细的报告，为网络规划和优化提供数据支持，可以大大降低实际部署中的试错成本，提高工作效率，帮助决策者做出更明智的选择。

4.2主要功能

本项目构建的系统实现了以下主要功能：

1）环境感知与建模：实时监测和生成高精度的三维数字模型。

2）网络规划与优化：个性化规划方案的生成及评估。

3）可视化模拟与交互：沉浸式展示，提高用户理解和确认的便捷性。

5项目效益及创新

5.1项目效益

1）降低成本与增加收益：通过优化基础设施投资，减少重复建设，降低维护成本。

该系统实现了无线地勘时间成本从传统的10小时缩短为10分钟，提效10倍以上。同时降低了对无线地勘人员的技能要求和门槛，人力成本节约30%以上。

仿真和规划减少物理基础设施建设，避免在实际部署中出现的错误，缩短项目周期。部署成功后，可以实时预测潜在的故障点，提前进行维护，减少突发故障带来的损失，也可以快速定位和解决实际运行中出现的问题，减少维护成本。

2）优化资源与增强竞争力：合理分配网络资源，提高用户满意度并增强品牌吸引力。

本系统在海量数据基础上进行合理规划，分配网络资源，避免热点区域的拥堵，提高整体网络利用率。帮助快速验证新业务的可行和不同扩展方案的可行性，使企业能够迅速适应市场需求的变化。实时监控网络状态并根据需求进行调整，确保网络性能，提供更好的用户体验，增加用户满意度和忠诚度，增强品牌吸引力。

3）节能减排与可持续发展：降低环境负担，实现绿色网络通信，并推动数字化转型。

精准的无线覆盖仿真和优化算法的应用，减少不必要的能源消耗，降低环境负担，实现绿色网络通信。帮助企业提前了解和适应未来可能出现的新技术、新标准，保持持续竞争力，实现企业和社会的可持续发展。智能化、低成本、高稳定的网络预部署解决方案，推动行业的数字化转型和升级，为社会创造更多的就业机会和经济效益。在一些关键基础设施项目中，如智慧城市、应急通信等，可靠的网络预部署有助于保障社会公共服务的稳定运行。

5.2项目创新点

本研究取得了相关技术发明专利5项，设计专利1项，软件著作权1项。同时覆盖了以下创新点：

1）跨领域交叉创新：首次将AI/AR技术与数字孪生技术结合。

其中，三个关键技术点实现了行业第一：户型图中的物理结构识别准确率95%，业内最高；行业内独有的现场环境感知和3D可视化，误差小于0.1米；行业内独有的自动规划网络走线准确率90%。

2）全面解决方案：深度融合多项技术，提供低成本高稳定的网络预部署。

深度融合数字孪生、深度学习、智能推荐和混合现实等技术，实现智能化、低成本、高稳定性的中小网络预部署，为行业提供了一套全新解决方案。通过优化网络结构和资源分配，网络部署解决方案可以确保关键业务应用的快速响应和高效运行，从而提高整体业务处理速度。通过采用经济高效的部署策略，企业可以大幅减少网络建设和运维的成本。同时，系统中集成先进的安全技术，如防火墙、入侵监测系统、入侵防御系统等，为企业网络提供多层次的安全防护，保护企业免受各种网络攻击和数据泄露的风险。整个解决方案能够实现业务效率提升、成本降低、安全性和用户体验的增强，为企业带来显著的优势。

3）提升技术支持水平：为产业链下游提供标准化的技术支持，推动行业升级。

利用自动化工具进行网络设备的配置和管理，减少人为错误，提高部署效率，并实现实时监控网络性能，确保网络稳定运行。通过虚拟化技术实现资源的共享和优化配置，提高资源利用率，降低成本。以数字化、网络化、智能化的新技术为支撑，推动了新网络技术在产业链下游的应用，提升整个行业的技术水平，推动行业不断迭代升级。

6结论与展望

智能化中小网络预部署系统显示出广阔的应用前景和市场潜力。深度融合数字孪生、深度学习、智能推荐和混合现实等技术，降低成本，提高网络规划的效率和质量，推动了中小网络行业的数字化转型和升级，创造更多的经济效益和社会效益。

展望未来，我们将继续研究数字孪生技术在这一领域的应用，不断完善和优化系统功能，提高用户体验，积极探索技术创新可能性，为行业的发展贡献更多力量。

参考文献：

[1]黄明海.基于数字孪生技术的IT运维管理平台设计分析[J].通讯世界，2024，31（9）：178-180.

[2]袁枭翎.数字孪生技术在智慧校园中的应用[J].电子元器件与信息技术，2024，8（7）：68-70，74.

[3]黄春华，谢欢.基于CiteSpace的数字孪生技术在城市应用中的研究热点分析[J].南华大学学报（社会科学版），2024，25（4）：90-102.

[4]许觉航.面向算力网络的IP承载网关键技术及网络部署策略分析[J].信息与电脑（理论版），2024，36（9）：155-158.

[5]刘大同，郭凯，王本宽，等.数字孪生技术综述与展望[J].仪器仪表学报，2018，39（11）：1-10.

【通联编辑：光文玲】