基于價(jià)值區(qū)域的5G 精準(zhǔn)建設(shè)方法論研究及分析系統(tǒng)

［王照宇 王開 孫志遠(yuǎn) 蔡子龍］

1 概述

作為新一代的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，5G網(wǎng)絡(luò)在建設(shè)初期，面臨著建設(shè)投資大、運(yùn)維成本高、業(yè)務(wù)應(yīng)用模糊等多方面的問題和挑戰(zhàn)[1]。同時(shí)由于5G 終端滲透率不足及5G 終端用戶鎖網(wǎng)等原因，當(dāng)前的5G 無線網(wǎng)絡(luò)處于輕載的狀態(tài)，5G網(wǎng)絡(luò)流量占比較低，4G網(wǎng)絡(luò)流量仍在持續(xù)增長(zhǎng)。如何分析5G 無線網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)效果，同時(shí)對(duì)已經(jīng)建設(shè)及規(guī)劃建設(shè)的5G基站進(jìn)行價(jià)值評(píng)估，是當(dāng)前運(yùn)營(yíng)商面臨的難題。亟需建立一套5G 精準(zhǔn)建設(shè)方法論，保障5G基站建設(shè)的精準(zhǔn)落地，提升網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)的匹配度，實(shí)現(xiàn)5G 業(yè)務(wù)高質(zhì)量發(fā)展。[2][3]

2 5G 精準(zhǔn)建設(shè)方法論分析

結(jié)合某運(yùn)營(yíng)商前期5G 工程建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，本文總結(jié)建立了一套基于價(jià)值區(qū)域的5G 精準(zhǔn)建設(shè)方法輪。該方法論分為3 個(gè)階段：（1）基于用戶B 域數(shù)據(jù)，分析TOP80% 5G終端常駐用戶聚集區(qū)域、TOP80% 5G 業(yè)務(wù)次數(shù)聚集區(qū)域、TOP80% 4G 業(yè)務(wù)次數(shù)聚集區(qū)域，形成5G 價(jià)值區(qū)域[4]。（2）結(jié)合網(wǎng)格場(chǎng)景信息及O 域數(shù)據(jù)，分析5G 現(xiàn)網(wǎng)及5G 規(guī)劃基站是否在5G 價(jià)值區(qū)域內(nèi)，建立“黑、白、灰”名單制基站建設(shè)管理機(jī)制。（3）開發(fā)5G 精準(zhǔn)建設(shè)分析系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)控5G基站建設(shè)的精準(zhǔn)性，有序開展5G網(wǎng)絡(luò)資源投入。

3 5G 價(jià)值區(qū)域選取

3.1 5G 終端用戶識(shí)別

當(dāng)5G 終端接入5G NSA網(wǎng)絡(luò)時(shí)，S1-MME 信令流程中UENC 字段中的DCNR 值將等于1，可根據(jù)DCNR 值=1 實(shí)時(shí)識(shí)別在5G NSA網(wǎng)絡(luò)接入的5G 終端[5]。由于5G終端只有在5G NSA網(wǎng)絡(luò)接入時(shí)才會(huì)上報(bào)DCNR=1，為了準(zhǔn)確識(shí)別所有在網(wǎng)的5G 終端，根據(jù)信令字段DCNR 值=1 動(dòng)態(tài)識(shí)別到的5G 終端TAC 值，建立5G 終端TAC 庫。

將統(tǒng)計(jì)時(shí)段內(nèi)所有在網(wǎng)的終端imei 前8 位與5G 終端TAC 庫進(jìn)行匹配，得到在網(wǎng)的5G 終端。

3.2 小區(qū)業(yè)務(wù)分析

首先對(duì)每個(gè)5G 終端用戶每15 分鐘常駐的無線基站小區(qū)進(jìn)行打標(biāo)簽，并記錄在該小區(qū)下發(fā)生的業(yè)務(wù)次數(shù)和業(yè)務(wù)類型，在該15 分鐘時(shí)間段內(nèi)用戶發(fā)生5G 業(yè)務(wù)次數(shù)最多的小區(qū)，即為5G 業(yè)務(wù)常駐小區(qū)，發(fā)生4G 業(yè)務(wù)次數(shù)最多的小區(qū)，即為4G 業(yè)務(wù)常駐小區(qū)。即一個(gè)5G 終端用戶每天至多會(huì)有96 個(gè)4G 業(yè)務(wù)常駐小區(qū)和96 個(gè)5G 業(yè)務(wù)常駐小區(qū)。

然后基于每個(gè)5G 終端用戶生成的常駐小區(qū)詳單表，以小區(qū)為統(tǒng)計(jì)對(duì)象，統(tǒng)計(jì)在一天24 小時(shí)內(nèi)該小區(qū)曾被多少用戶常駐（同一小區(qū)下相同用戶進(jìn)行去重），以及統(tǒng)計(jì)所有曾駐留該小區(qū)的用戶在該小區(qū)駐留時(shí)累計(jì)發(fā)生的業(yè)務(wù)次數(shù)。

最后得到每個(gè)小區(qū)在一天內(nèi)的5G 終端常駐用戶數(shù)、5G 業(yè)務(wù)次數(shù)和4G 業(yè)務(wù)次數(shù)，如表1 所示。

表1 小區(qū)級(jí)5G 終端用戶數(shù)據(jù)示例

3.3 5G 價(jià)值區(qū)域分析

分別以每個(gè)小區(qū)中5G 終端常駐用戶數(shù)、5G 業(yè)務(wù)次數(shù)和4G 業(yè)務(wù)次數(shù)為顆粒度，統(tǒng)計(jì)TOP80% 5G 終端常駐用戶聚集的小區(qū)，TOP80% 5G 業(yè)務(wù)次數(shù)聚集的小區(qū)，和TOP80% 4G 業(yè)務(wù)次數(shù)聚集的小區(qū)，以上述3 類聚集小區(qū)的并集作為5G 價(jià)值小區(qū)。將5G 價(jià)值小區(qū)按照市區(qū)、縣城、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、農(nóng)村四大類場(chǎng)景進(jìn)行歸屬，以每個(gè)5G 價(jià)值小區(qū)為圓心，以市區(qū)300 m、縣城500 m、鄉(xiāng)鎮(zhèn)800 m、農(nóng)村1 500 m 為半徑的圓形區(qū)域的并集作為5G 價(jià)值區(qū)域。

4 5G基站價(jià)值分析

4.1 5G基站價(jià)值判定

對(duì)現(xiàn)網(wǎng)5G基站及規(guī)劃待建的5G基站進(jìn)行位置歸屬，若5G基站在5G 價(jià)值區(qū)域內(nèi)，則該5G基站為建設(shè)精準(zhǔn)基站，納入灰名單。若5G基站不在5G 價(jià)值區(qū)域內(nèi)，則該5G基站納入黑名單。若該5G基站是屬于覆蓋名單制校園、2B 專網(wǎng)等特殊業(yè)務(wù)場(chǎng)景的基站，納入白名單。

4.2 “黑、白、灰”名單基站管理

（1）5G 現(xiàn)網(wǎng)基站

對(duì)于現(xiàn)網(wǎng)不在5G 價(jià)值區(qū)域內(nèi)的黑名單5G基站，納入網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控，若連續(xù)6 個(gè)月內(nèi)都不在5G 價(jià)值區(qū)域中，且不屬于覆蓋名單制校園、2B 專網(wǎng)等特殊業(yè)務(wù)場(chǎng)景的基站，則對(duì)該5G基站進(jìn)行搬遷整改。對(duì)于現(xiàn)網(wǎng)5G 白名單和灰名單基站，保持基站正常運(yùn)行。相關(guān)流程如圖1 所示。

（2）5G 規(guī)劃基站

對(duì)于規(guī)劃的白名單5G基站，不允許對(duì)站點(diǎn)進(jìn)行變更，要求按期盡快完成基站開通。

對(duì)于規(guī)劃的在5G 價(jià)值區(qū)域內(nèi)的灰名單5G基站，若連續(xù)3 個(gè)月內(nèi)都在5G 價(jià)值區(qū)域中，則該規(guī)劃站點(diǎn)優(yōu)先進(jìn)行建設(shè)。

對(duì)于規(guī)劃的不在5G 價(jià)值區(qū)域內(nèi)黑名單5G基站，暫緩基站建設(shè)，納入網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控。若連續(xù)3 個(gè)月內(nèi)都不在5G價(jià)值區(qū)域中，則該規(guī)劃的5G基站取消，進(jìn)行規(guī)劃站點(diǎn)變更，重新進(jìn)行站點(diǎn)規(guī)劃選址。相關(guān)流程如圖2 所示。

圖2 5G 規(guī)劃基站“黑、白、灰”名單管理流程

4.3 分析結(jié)果

對(duì)某運(yùn)營(yíng)商承建的5G 現(xiàn)網(wǎng)基站進(jìn)行分析，其中共有48 20 個(gè)基站屬于未在當(dāng)月5G 終端聚集區(qū)黑名單基站，納入黑名單進(jìn)行基站監(jiān)控。連續(xù)6 個(gè)月對(duì)現(xiàn)網(wǎng)黑名單基站進(jìn)行5G 價(jià)值區(qū)域分析，有3 853 個(gè)基站屬于5G 終端聚集區(qū)，其余947 個(gè)5G基站持續(xù)6 個(gè)月都不在5G 終端聚集區(qū)，將947 個(gè)基站推送各本地網(wǎng)運(yùn)維部門，對(duì)基站進(jìn)行整改調(diào)整。

對(duì)某運(yùn)營(yíng)商規(guī)劃的5G基站進(jìn)行分析，共有7 086 個(gè)基站屬于規(guī)劃的2B、校園保障等口碑場(chǎng)景白名單基站，有14 614 個(gè)基站未在當(dāng)月5G 終端聚集區(qū)，納入黑名單進(jìn)行基站監(jiān)控。連續(xù)3 個(gè)月對(duì)規(guī)劃黑名單基站進(jìn)行5G 價(jià)值區(qū)域分析，有9 783 個(gè)基站屬于5G 終端聚集區(qū)，其余4 831 個(gè)持續(xù)3 個(gè)月都不在5G 終端聚集區(qū)，對(duì)這些持續(xù)不在5G 終端聚集區(qū)的基站進(jìn)行規(guī)劃變更調(diào)整，基于5G 用戶價(jià)值分布，重新進(jìn)行基站規(guī)劃。

5 5G 精準(zhǔn)建設(shè)分析系統(tǒng)

5.1 系統(tǒng)架構(gòu)

本系統(tǒng)采用層次化的架構(gòu)設(shè)計(jì)，架構(gòu)如圖3 所示，平臺(tái)業(yè)務(wù)功能運(yùn)行于Web 應(yīng)用服務(wù)器之上，系統(tǒng)前端采用Angular 框架，后臺(tái)使用java 開發(fā)，通過API 接口方式供瀏覽器頁面調(diào)用和展示；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)包括基于開源MPP 架構(gòu)的Greenplum 分布式數(shù)據(jù)倉庫集群和開源的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫PostgreSQL 及在此之上構(gòu)建的GIS 地理化擴(kuò)展PostGIS作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)支撐。

圖3 RNE 平臺(tái)系統(tǒng)架構(gòu)

5.2 需求分析

本5G 精準(zhǔn)建設(shè)分析系統(tǒng)主要用于監(jiān)控所開通的5G基站，是否在5G 價(jià)值區(qū)域中，并基于GIS 地圖顯示基站分布位置。為了對(duì)已入網(wǎng)的5G基站和規(guī)劃待建的5G基站進(jìn)行黑、白、灰名單分類顯示，需要在地圖上對(duì)不同分類的基站設(shè)置不同的顯示顏色和圖標(biāo)，并對(duì)黑名單基站發(fā)出相應(yīng)的預(yù)警提示。同時(shí)具備分本地網(wǎng)匯總統(tǒng)計(jì)各類基站的規(guī)模和占比，導(dǎo)出詳細(xì)的基站清單。詳細(xì)的需求分析如圖4 所示。

圖4 精準(zhǔn)建設(shè)系統(tǒng)需求分析

5.3 系統(tǒng)功能

本系統(tǒng)分為集團(tuán)管理者入口、省分使用者入口、管理員入口。

省分使用者入口有基站維護(hù)模塊、指標(biāo)統(tǒng)計(jì)模塊、地圖呈現(xiàn)模塊。對(duì)每個(gè)使用者分配不同的權(quán)限，只能維護(hù)對(duì)應(yīng)本地網(wǎng)的基站清單，同時(shí)系統(tǒng)界面呈現(xiàn)相應(yīng)本地網(wǎng)的指標(biāo)和基站分布圖層。

集團(tuán)管理者入口有指標(biāo)統(tǒng)計(jì)模塊和地圖呈現(xiàn)模塊。能夠查看全國(guó)各省的指標(biāo)數(shù)據(jù)和基站分布圖層。

管理員入口有多個(gè)功能，可以進(jìn)行用戶管理、角色管理、系統(tǒng)維護(hù)管理等。詳細(xì)的系統(tǒng)功能分析界面如圖5 所示。

圖5 精準(zhǔn)建設(shè)系統(tǒng)功能分析

6 結(jié)束語

本文針對(duì)5G基站建設(shè)的精準(zhǔn)性問題，提出了一種5G 精準(zhǔn)建設(shè)方法論。通過對(duì)5G 價(jià)值區(qū)域進(jìn)行分析定位，將5G 現(xiàn)網(wǎng)基站和規(guī)劃基站進(jìn)行“黑、白、灰”價(jià)值分類，建立名單制基站建設(shè)管理機(jī)制。針對(duì)黑名單基站持續(xù)監(jiān)控基站價(jià)值屬性，對(duì)基站發(fā)出搬遷調(diào)整預(yù)警，同時(shí)開發(fā)了一套5G 精準(zhǔn)建設(shè)分析系統(tǒng)，監(jiān)控基站建設(shè)的精準(zhǔn)性，方便管理者對(duì)基站建設(shè)進(jìn)度和建設(shè)精準(zhǔn)性進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和業(yè)務(wù)發(fā)展的迭代匹配。