基于AHP的LTE室內(nèi)規(guī)劃

盧國瀟 王凌風(fēng)

【摘? 要】針對室內(nèi)場景網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提升的業(yè)務(wù)需求，在識別“弱覆蓋”建筑的基礎(chǔ)上，進行樓宇重要性排序，探討層次分析法在LTE室內(nèi)規(guī)劃中的應(yīng)用。通過建筑的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)指標(biāo)、功能定位、市場重要性、投資可行性等多層面進行評估，形成樓宇的價值排序，可以為室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)提供參考借鑒，尤其適用于資源受限的投資匹配需求，從而避免投資建設(shè)盲目性，同時一定程度可以提升室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的市場價值，達到差異化競爭需求的目的。

【關(guān)鍵詞】層次分析法;立體仿真;建筑重要性;站點種子庫;投資可行性

doi：10.3969/j.issn.1006-1010.2020.10.017? ? ? ? 中圖分類號：TN929.5

文獻標(biāo)志碼：A? ? ? ? 文章編號：1006-1010（2020）10-0092-05

引用格式：盧國瀟，王凌風(fēng). 基于AHP的LTE室內(nèi)規(guī)劃[J]. 移動通信， 2020，44（10）： 92-96.

0? ?引言

層次分析法（AHP， Analytic Hierarchy Process）是將與決策總是有關(guān)的元素分解成目標(biāo)、準(zhǔn)則、方案等層次，在此基礎(chǔ)之上進行定性和定量分析的決策方法[1]。層次分析法比較適合于具有分層交錯評價指標(biāo)的目標(biāo)系統(tǒng)，而且目標(biāo)值又難于定量描述的決策問題[2]。在LTE室內(nèi)規(guī)劃過程中，建設(shè)站點的確定，需考慮網(wǎng)絡(luò)服務(wù)指標(biāo)、功能定位、市場重要性、投資可行性等多方面的決策因素，并根據(jù)各因素的相互關(guān)聯(lián)作用以及彼此重要性，來決策確定建設(shè)需求。而在這些決策因素中既有可以量化的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)類指標(biāo)，如覆蓋、容量、質(zhì)量指標(biāo)等，也有難以量化的功能定位、建筑重要性等因素，如何就多層次多目標(biāo)的決策因素，進行LTE室內(nèi)規(guī)劃建設(shè)，一直是網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃過程中需要重點考慮的問題。針對室內(nèi)規(guī)劃多因素決策條件的影響特點，通過結(jié)合分層交錯評價指標(biāo)進行基于AHP的規(guī)劃站址的確定，適合于室內(nèi)LTE規(guī)劃多評價指標(biāo)的綜合評估。

隨著LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的逐步完善，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的重心也由廣覆蓋逐步轉(zhuǎn)向深度覆蓋，特別是800 M/900 M低頻段頻率重耕，極大地改善了全網(wǎng)LTE覆蓋質(zhì)量，目前在城區(qū)面覆蓋上基本已達無縫覆蓋。但深度覆蓋能力卻仍然不足，存在大量如地下車庫、電梯等區(qū)域的LTE覆蓋盲區(qū)。同時城市新增開發(fā)區(qū)、舊城改造、軌道交通、交通樞紐、商圈擴能等建設(shè)也帶來了大量的覆蓋盲區(qū)和弱覆蓋區(qū)。此外物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，城市的智慧升級產(chǎn)生海量的數(shù)據(jù)和應(yīng)用亟需無線網(wǎng)絡(luò)支撐。因此持續(xù)提升LTE深度覆蓋能力，也是網(wǎng)絡(luò)精細(xì)化建設(shè)的關(guān)鍵所在。

為更好匹配投資效益，甄選高市場價值的樓宇進行室內(nèi)針對性建設(shè)尤為重要。通過結(jié)合大數(shù)據(jù)分析，根據(jù)不同地域場景的經(jīng)濟發(fā)展、用戶分布、業(yè)務(wù)發(fā)展以及應(yīng)用差異性，建立基于AHP的站點重要性評估模型，實現(xiàn)面向應(yīng)用的智慧型節(jié)約型室內(nèi)規(guī)劃體系。

1? ?識別室內(nèi)待建站點庫

在進行基于AHP的LTE室內(nèi)規(guī)劃之前，需首先篩選出待建的室內(nèi)站點庫，室內(nèi)站點庫主要基于網(wǎng)絡(luò)覆蓋、質(zhì)量等服務(wù)類指標(biāo)予以篩選。通過對室內(nèi)外LTE信號基于MR數(shù)據(jù)指紋庫的綜合定位[3]，可有效區(qū)分室內(nèi)外弱覆蓋。同時采用高精度立體覆蓋仿真技術(shù)來構(gòu)建立體指紋庫，還可將用戶終端上報的測量報告指紋與指紋庫進行相關(guān)性判斷，實現(xiàn)測量報告的立體定位[4]，從而實現(xiàn)MR數(shù)據(jù)在室內(nèi)環(huán)境下的立體定位。

經(jīng)過立體定位識別出的弱覆蓋建筑，需要確認(rèn)覆蓋方式，通過室外現(xiàn)網(wǎng)和規(guī)劃基站的仿真預(yù)估室外基站覆蓋室內(nèi)效果。采用3D射線追蹤模型[5]可得到室外規(guī)劃站點對室內(nèi)建筑的覆蓋效果，進行室內(nèi)LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋預(yù)測，并將不能被室外站有效覆蓋的建筑納入室內(nèi)站點待建庫，室外站能覆蓋的站點則納入室內(nèi)站點跟蹤庫。

根據(jù)仿真結(jié)果，將室內(nèi)站點待建庫的建筑進行重要性評估，以便匹配投資完成室內(nèi)規(guī)劃和建設(shè)。

2? ?基于APH的建筑重要性評估

鑒于投資規(guī)模，室內(nèi)站點待建庫內(nèi)的建筑不可能全部予以實施解決。當(dāng)前移動通信服務(wù)的競爭日益激烈，而用戶體驗的提升是留住用戶的重要手段[6]，因此還需以用戶感知為核心，結(jié)合建筑重要性、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)能力、投資價值等多方面因素進行室內(nèi)站點價值的綜合評估，既滿足重要樓宇建設(shè)不遺漏，又滿足用戶網(wǎng)絡(luò)服務(wù)感知，同時也滿足站點建設(shè)的投資價值，以此打造差異化競爭優(yōu)勢。

室內(nèi)站點價值評估從建筑重要性、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)能力、投資價值3個維度進行分析評估，各個維度又按各自影響指標(biāo)分別進行重要性評估，最后根據(jù)3個維度各自對應(yīng)的權(quán)重進行整體價值排序，完成基于AHP的室內(nèi)規(guī)劃站點庫。

2.1? 建立層次結(jié)構(gòu)模型

首先按評價目標(biāo)的不同，影響目標(biāo)功能實現(xiàn)的差異，將評價系統(tǒng)分為幾個等級層次[6]，如圖2所示，就是以階梯層次表示的層次結(jié)構(gòu)模型圖。其中第一級指標(biāo)S1、S2、S3為整體評價指標(biāo)的權(quán)重，第二級指標(biāo)W相當(dāng)于指標(biāo)S的權(quán)重。

對于建筑重要性維度權(quán)重S1的確定，可根據(jù)市場潛力和經(jīng)濟效益，建立大數(shù)據(jù)模型，結(jié)合寬帶營銷沙盤從建筑內(nèi)的寬帶用戶占比、入住率、手機用戶占比、用戶手機ARPU水平[7]、主覆蓋區(qū)流量等維度評估建筑的市場潛力和經(jīng)濟效益，進行確定該建筑的重要性程度，如圖3所示。然后與其他2個維度的權(quán)重進行歸一化處理，確定彼此之間的相對權(quán)重。

（1）手機用戶占比W1：建筑內(nèi)手機用戶/建筑房間數(shù)。通過比較單位空間內(nèi)手機用戶數(shù)量，來反映建筑的重要程度，單位空間內(nèi)手機用戶越多則覆蓋需求越迫切（為防止小建筑干擾，計算時可設(shè)置建筑最小起點房間數(shù)）。

（2）用戶手機ARPU水平W2：建筑內(nèi)手機用戶ARPU值的高低。通過比較用戶中高價值用戶的比例，來反映建筑內(nèi)用戶的質(zhì)量（不同套餐加成系數(shù)不一樣，套餐費用越高系數(shù)越大;為防止個別用戶總體數(shù)量極少，但高價值用戶占比高的建筑干擾，計算時應(yīng)設(shè)置用戶最少起點基數(shù)）。

（3）寬帶用戶占比W3：建筑內(nèi)寬帶用戶/建筑房間數(shù)。通過統(tǒng)計比較單位空間內(nèi)寬帶用戶數(shù)量，來反映建筑的市場潛力和重要程度，單位空間內(nèi)寬帶用戶越多則覆蓋需求越迫切（為防止小建筑干擾，計算時可設(shè)置建筑最小起點房間數(shù)）。

（4）入住率W4：建筑入住率，入住率越高則覆蓋需求越迫切。

（5）主覆蓋區(qū)流量W5：覆蓋該建筑的基站扇區(qū)的忙時流量，供投資決策參考，流量越高，則覆蓋價值越大。

2.2? 構(gòu)造判斷矩陣

在確定各層次各因素之間的權(quán)重時，需將定性描述的因素予以一定的定量化賦值，以便可以進行量化的計算和對比，一般可以采取一致矩陣法，來構(gòu)建判斷矩陣。判斷矩陣是表示本層所有元素針對上一層某一個因素的相對重要性的比較。

構(gòu)建第一維度建筑重要性權(quán)重矩陣如下：

對于W1～W5，采取專家判斷法和調(diào)查法結(jié)合，評估權(quán)重參數(shù)比值如表1所示：

2.3? 層次單排序

層次單排序主要是為了確定該層各因素對上層某因素影響程度的過程，能否通過層次單排序，需要進行一致性檢驗。根據(jù)矩陣?yán)碚?，一致性檢驗通常通過計算最大特征值與特征向量來予以判斷。一般來講，在AHP法中計算判斷矩陣的最大特征值與特征向量，并不需要較高的精度，用求和法或求根法可以計算特征值的近似值。

根據(jù)建筑重要性的權(quán)重矩陣通過求根法計算特征值：

（1）首先需求出層次因素權(quán)重比值表每一行元素乘積的n次方根。

如：第一行元素乘積為：

（2）對每有行向量進行歸一化處理，有：

依次求得W1、W2、W3、W4，所求得的特征向量即為：[0.285714， 0.428751， 0.142857， 0.071429]T。

（3）計算矩陣的特征根：

2.4? 判斷矩陣的一致性檢驗

對比一致性檢驗指標(biāo)如表2所示：

單排序權(quán)重最大特征根向量，和準(zhǔn)則權(quán)值向量的乘積，表示綜合業(yè)務(wù)權(quán)重，反映了室內(nèi)待建樓宇的重要性[8]。相關(guān)參數(shù)計算結(jié)果如表3所示：

2.5? 形成室分站點種子庫

同樣對第二維度樓宇網(wǎng)絡(luò)服務(wù)指標(biāo)也進行相應(yīng)排序，樓宇網(wǎng)絡(luò)服務(wù)指標(biāo)均有量化值，可按指標(biāo)數(shù)值區(qū)間賦予相應(yīng)權(quán)重，并按權(quán)重進行層次單排序。排序方法采取將所有樓宇的參數(shù)歸一化到0～1之間，如：第i幢樓宇的權(quán)重值為式（3）所示：

其中，Bi為第i幢樓宇的權(quán)重值;BijWj第i幢樓宇建筑重要性（W1～W3）指標(biāo)權(quán)重值。

最后結(jié)合樓宇重要性及網(wǎng)絡(luò)服務(wù)指標(biāo)進行綜合排序，形成建筑重要性排序的室分站點種子庫清單，如表4所示：

2.6? 層次總排序

由于建筑結(jié)構(gòu)和隔斷不同，建設(shè)成本差距較大，需對建筑重要性層次單排序表內(nèi)的樓宇進行經(jīng)濟可行性分析。首先樓宇的建設(shè)必須具備經(jīng)濟可行性，在滿足不低于內(nèi)部收益率基礎(chǔ)上計算經(jīng)濟可行性，財務(wù)凈現(xiàn)值必須大于0，不滿足的樓宇則排除在外。在滿足財務(wù)凈現(xiàn)值基礎(chǔ)上，再進行投資回收期、投資收益比等的量化分析計算并予以權(quán)重排序。然后再結(jié)合樓宇重要性、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)指標(biāo)2個維度的歸一化權(quán)重重新進行層次總排序，形成室內(nèi)站點的最終價值排序，進入待建設(shè)的室分待建庫，如圖4所示：

對符合投資條件的樓宇進行分批建設(shè)，分批方法如下：將經(jīng)過排序的室分種子庫內(nèi)樓宇進行組合，組合的原則以不超過室分建設(shè)切塊投資為限，優(yōu)先選取綜合排序高的樓宇進行組合，并對每個組合的投資回收期、凈現(xiàn)值進行量化計算，以此確定樓宇組合的經(jīng)濟效益，根據(jù)樓宇組合的經(jīng)濟效益選擇投資回收期短，凈現(xiàn)值高的優(yōu)先安排建設(shè)。

3? ?結(jié)束語

層次分析法綜合考慮配樓宇室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)指標(biāo)、樓宇功能性、手機用戶占比、用戶APRU水平、投資經(jīng)濟可行性等多個指標(biāo)，一定程度上可以避免以往室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)目標(biāo)的單一化，從僅側(cè)重于網(wǎng)絡(luò)服務(wù)指標(biāo)類的單一建設(shè)目標(biāo)，轉(zhuǎn)向樓宇重要性、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量、投資經(jīng)濟價值的綜合價值取向，可以實現(xiàn)室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的真正價值所在。通過層次分析法將室內(nèi)建設(shè)站點進行綜合排序，另一方面也可以有利于網(wǎng)絡(luò)建設(shè)資金的控制以及建設(shè)投入與收益的平衡，在室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃過程中具有一定的應(yīng)用價值。

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