2G/3G退網(wǎng)時(shí)間預(yù)測(cè)和站址影響分析

張嬌嬌，張 曼，李海昕，王 一（中國(guó)聯(lián)通研究院，北京 100037）

1 概述

自2020年6月5G商用牌照發(fā)放以來(lái)，我國(guó)通信正式進(jìn)入2G、3G、4G、5G 多網(wǎng)共存時(shí)代。與目前主流的4G、5G 制式相比，2G/3G 在技術(shù)指標(biāo)、資源占用、運(yùn)維成本等方面的不足也越來(lái)越突出，2G/3G 舊的技術(shù)制式現(xiàn)在已無(wú)法大規(guī)模滿(mǎn)足各行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型需求。目前中國(guó)聯(lián)通仍存在一定數(shù)量的2G/3G 基站，2G/3G網(wǎng)絡(luò)出賬用戶(hù)數(shù)約占中國(guó)聯(lián)通總移動(dòng)用戶(hù)數(shù)的5.3%，承載了2.55%的語(yǔ)音業(yè)務(wù)量，業(yè)務(wù)收入貢獻(xiàn)約占總移動(dòng)用戶(hù)收入的2.2%。以上數(shù)據(jù)表明，中國(guó)聯(lián)通的2G/3G網(wǎng)絡(luò)用戶(hù)量、業(yè)務(wù)占比及收入貢獻(xiàn)占比較少，但2G/3G 網(wǎng)絡(luò)維護(hù)成本卻越來(lái)越高，頻譜資源也愈加緊張，因此中國(guó)聯(lián)通2G/3G退網(wǎng)已是箭在弦上。

本文提出一種面向本地網(wǎng)的2G/3G退網(wǎng)時(shí)間預(yù)測(cè)方法，該方法基于VoLTE 終端滲透率和VoLTE 承載業(yè)務(wù)占比2 個(gè)指標(biāo)，預(yù)估2G/3G 退網(wǎng)時(shí)間，并對(duì)退網(wǎng)影響進(jìn)行站址級(jí)分析，評(píng)估2G/3G站址周邊覆蓋情況，為中國(guó)聯(lián)通做好退網(wǎng)規(guī)劃、推動(dòng)退網(wǎng)進(jìn)程提供參考，盡量減少對(duì)終端用戶(hù)感知的影響和運(yùn)營(yíng)商收益的影響，將有限的資源投入到4G/5G的發(fā)展中去。

2 本地網(wǎng)退網(wǎng)時(shí)間預(yù)測(cè)方法

本文提出通過(guò)模擬VoLTE 終端滲透率和VoLTE承載語(yǔ)音占比2 個(gè)指標(biāo)的變化趨勢(shì)來(lái)評(píng)判2G/3G 業(yè)務(wù)的遷移和承載到VoLTE 的程度，進(jìn)而預(yù)測(cè)退網(wǎng)時(shí)間。根據(jù)VoLTE 終端滲透率指標(biāo)可以判斷VoLTE 用戶(hù)數(shù)量，VoLTE 承載語(yǔ)音占比指標(biāo)可以判斷VoLTE 業(yè)務(wù)量，當(dāng)兩者同時(shí)達(dá)到一定門(mén)限時(shí)，保證了VoLTE 用戶(hù)數(shù)量和VoLTE 業(yè)務(wù)量達(dá)到2G/3G 退網(wǎng)條件，本文中退網(wǎng)條件的閾值為VoLTE 終端滲透率≥95%且VoLTE 承載語(yǔ)音占比≥90%。

2.1 VoLTE終端滲透率

VoLTE 終端滲透率，即VoLTE 終端占4G 和5G 登網(wǎng)用戶(hù)的比例。當(dāng)VoLTE 終端滲透率達(dá)95%以上時(shí)，認(rèn)為滿(mǎn)足2G/3G退網(wǎng)條件之一。本文以某省聯(lián)通的數(shù)據(jù)為例，選取2019 年5 月至2021 年11 月VoLTE 終 端滲透率數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，如圖1 所示。根據(jù)VoLTE 終端滲透率的逐月散點(diǎn)圖可以看出該指標(biāo)隨著時(shí)間呈現(xiàn)單調(diào)遞增趨勢(shì)，且遞增趨勢(shì)逐漸平緩。本文采用指數(shù)函數(shù)、對(duì)數(shù)函數(shù)、冪函數(shù)這3種常用函數(shù)模擬VoLTE 終端滲透率隨時(shí)間的變化過(guò)程并進(jìn)行比對(duì)分析。

圖1 VoLTE終端滲透率散點(diǎn)圖

根據(jù)R2值判斷趨勢(shì)線(xiàn)擬合程度，當(dāng)趨勢(shì)線(xiàn)的R2等于1 或接近1 時(shí)，擬合程度越高，趨勢(shì)線(xiàn)的可靠性就越高，反之則擬合程度較差，可靠性較低。不同函數(shù)下VoLTE 終端滲透率模擬情況如表1 所示，對(duì)數(shù)函數(shù)模擬的VoLTE 終端滲透率R2達(dá)到0.955，擬合效果最好，因此，采用對(duì)數(shù)模型來(lái)模擬VoLTE 終端滲透率，即y=alnx+b。

表1 VoLTE終端滲透率模擬情況

2.2 VoLTE承載語(yǔ)音占比

VoLTE 承載語(yǔ)音占比，即VoLTE 承載語(yǔ)音業(yè)務(wù)量占全部語(yǔ)音業(yè)務(wù)量的比例。當(dāng)VoLTE 承載語(yǔ)音占比達(dá)90%以上時(shí)，認(rèn)為滿(mǎn)足3G 退網(wǎng)條件之一。以某省聯(lián)通的數(shù)據(jù)為例，選取2019 年8 月至2021 年11 月VoLTE 承載語(yǔ)音占比數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，如圖2 所示。根據(jù)VoLTE 承載語(yǔ)音占比的逐月散點(diǎn)圖可以看出該指標(biāo)隨著時(shí)間呈現(xiàn)單調(diào)遞增趨勢(shì)，根據(jù)實(shí)際情況可知，隨著時(shí)間不斷增加，VoLTE 承載語(yǔ)音占比增長(zhǎng)將趨于平緩。本文采用指數(shù)函數(shù)、對(duì)數(shù)函數(shù)、冪函數(shù)這3種常用函數(shù)模擬VoLTE 承載語(yǔ)音占比隨時(shí)間的變化過(guò)程并進(jìn)行比對(duì)分析。

圖2 VoLTE承載語(yǔ)音占比散點(diǎn)圖

不同函數(shù)下VoLTE 承載語(yǔ)音占比模擬情況如表2所示，其中對(duì)數(shù)函數(shù)擬合效果相對(duì)比較好，但R2值小于0.95。因此采用不同函數(shù)對(duì)非VoLTE 承載語(yǔ)音占比曲線(xiàn)進(jìn)行模擬，模擬結(jié)果如表3所示，其中指數(shù)函數(shù)模擬的非VoLTE 承載語(yǔ)音占比R2達(dá)到了0.98，擬合效果最好。因此，本文采用指數(shù)函數(shù)模擬非VoLTE 承載語(yǔ)音占比，即y=aebx，VoLTE 承載語(yǔ)音占比則可以表示為y=1-aebx。

表2 VoLTE承載語(yǔ)音占比模擬情況

表3 非VoLTE承載語(yǔ)音占比模擬情況

2.3 預(yù)測(cè)結(jié)果

以某省聯(lián)通數(shù)據(jù)為例，模擬結(jié)果如圖3所示，其中VoLTE 終端滲透率模擬函數(shù)為y=0.255 7lnx-0.113 2，VoLTE承載語(yǔ)音占比模擬函數(shù)為y=1-1.448e-0.054x。

圖3 VoLTE終端滲透率和VoLTE承載語(yǔ)音占比模擬結(jié)果

根據(jù)該趨勢(shì)函數(shù)預(yù)測(cè)結(jié)果，2023 年6 月該省VoLTE承載語(yǔ)音占比達(dá)到90.64%，2024 年12 月VoLTE 終端滲透率達(dá)到96.26%，取同時(shí)滿(mǎn)足條件的最早時(shí)間為最早退網(wǎng)時(shí)間，即2024 年12 月。該方法可以模擬出不同省份VoLTE 終端滲透率和VoLTE 承載語(yǔ)音占比變化趨勢(shì)，并預(yù)估出達(dá)到本地網(wǎng)退網(wǎng)條件的時(shí)間，各省份可以根據(jù)實(shí)際情況分批次、分步驟逐步實(shí)現(xiàn)2G/3G退網(wǎng)。

3 2G/3G退網(wǎng)影響分析

2G/3G 退網(wǎng)前，需評(píng)估在2G/3G 網(wǎng)絡(luò)關(guān)停區(qū)域的4G/5G 覆蓋情況，對(duì)于問(wèn)題區(qū)域進(jìn)一步完善4G/5G 網(wǎng)絡(luò)覆蓋，從而保證能夠正常給該區(qū)域用戶(hù)提供通信服務(wù)。本文根據(jù)站址空間數(shù)據(jù)計(jì)算分析了2G/3G站址周?chē)?G/5G 站址覆蓋情況，對(duì)4G/5G 網(wǎng)絡(luò)覆蓋完善的區(qū)域可以正常進(jìn)行2G/3G 站址退網(wǎng)，對(duì)缺乏4G/5G 網(wǎng)絡(luò)覆蓋的區(qū)域則需要在預(yù)估退網(wǎng)時(shí)間之前快速建網(wǎng)覆蓋補(bǔ)充盲點(diǎn)。

3.1 空間計(jì)算方法

本文根據(jù)站址坐標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行空間計(jì)算，依據(jù)不同地理場(chǎng)景下的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)覆蓋要求，對(duì)2G/3G 站址進(jìn)行場(chǎng)景填充，根據(jù)最近4G/5G 站距判斷是否有4G/5G 網(wǎng)絡(luò)覆蓋，從而精準(zhǔn)找到需要補(bǔ)盲區(qū)域?？臻g計(jì)算流程如圖4所示。

圖4 空間計(jì)算流程

a）獲取2G/3G站址經(jīng)緯度信息。根據(jù)2G/3G站址經(jīng)緯度信息生成站址坐標(biāo)點(diǎn)的空間數(shù)據(jù)集。

b）獲取2G/3G 站址場(chǎng)景信息。將2G/3G 站址坐標(biāo)點(diǎn)與微網(wǎng)格圖層進(jìn)行匹配，根據(jù)站址所在微網(wǎng)格的場(chǎng)景來(lái)判斷該站址的場(chǎng)景，包括市區(qū)、縣城、鄉(xiāng)鎮(zhèn)和農(nóng)村4類(lèi)。

c）計(jì)算2G/3G站址覆蓋緩沖區(qū)。以2G/3G站址坐標(biāo)點(diǎn)為中心點(diǎn)，生成半徑為1 km的圓形緩沖區(qū)。

d）判斷緩沖區(qū)內(nèi)最近4G/5G 站址。判斷4G/5G站址是否落到緩沖區(qū)中，計(jì)算落進(jìn)緩沖區(qū)的最近4G/5G站址。

e）判定2G/3G 獨(dú)立站址。根據(jù)不同場(chǎng)景下的最近4G/5G 站距判斷2G/3G 站址是否有4G/5G 網(wǎng)絡(luò)覆蓋。如果最近4G/5G站距小于覆蓋門(mén)限，則認(rèn)為有4G/5G 覆蓋，否則判定為無(wú)4G/5G 覆蓋獨(dú)立站址。覆蓋門(mén)限為：市區(qū)和室內(nèi)100 m、縣城和鄉(xiāng)鎮(zhèn)300 m、農(nóng)村500 m。

3.2 2G/3G站址的4G/5G覆蓋情況

以某省聯(lián)通為例，該省大部分2G/3G站址已被4G/5G 網(wǎng)絡(luò)覆蓋，既無(wú)4G 網(wǎng)絡(luò)覆蓋又無(wú)5G 網(wǎng)絡(luò)覆蓋的2G/3G 站址有6 157 個(gè)，占總站址數(shù)量的11.7%，其中99%為獨(dú)立3G 站址，C 市未被4G/5G 網(wǎng)絡(luò)覆蓋的2G/3G 站址數(shù)量最多，有1 346 個(gè)站址未被覆蓋。需要在2G/3G 退網(wǎng)前加快完善該部分地區(qū)的網(wǎng)絡(luò)覆蓋。無(wú)4G/5G覆蓋的2G/3G站址地（市）分布情況如圖5所示。

圖5 無(wú)4G/5G覆蓋的2G/3G站址地（市）分布情況

3.3 2G/3G站址場(chǎng)景分布

以某省聯(lián)通為例，在該省未被4G/5G 網(wǎng)絡(luò)覆蓋的2G/3G 站址中，2G 獨(dú)立站址有27 個(gè)，3G 獨(dú)立站址有6 087 個(gè)，2G/3G 共站站址有43 個(gè)。如圖6 所示，該省未被4G/5G 網(wǎng)絡(luò)覆蓋的2G/3G 站址分布在農(nóng)村數(shù)量最多，占比高達(dá)62%，20%站址分布在市區(qū)。因此該省在2G/3G 退網(wǎng)前應(yīng)著重考慮完善農(nóng)村場(chǎng)景中網(wǎng)絡(luò)覆蓋情況，避免2G/3G退網(wǎng)過(guò)程對(duì)農(nóng)村用戶(hù)產(chǎn)生不良影響。

圖6 無(wú)4G/5G覆蓋的2G/3G站址場(chǎng)景分布情況

3.4 退網(wǎng)影響分析結(jié)果

從以上4G/5G 覆蓋情況、2G/3G 站址場(chǎng)景分布分析可知，該省目前既無(wú)4G 網(wǎng)絡(luò)覆蓋又無(wú)5G 網(wǎng)絡(luò)覆蓋的2G/3G 站址大部分為獨(dú)立3G 站址，主要分布在農(nóng)村場(chǎng)景。中國(guó)聯(lián)通在2G/3G退網(wǎng)前可根據(jù)各本地網(wǎng)站址空間計(jì)算結(jié)果判斷不同場(chǎng)景下的4G/5G 網(wǎng)絡(luò)覆蓋，以此作為參考，建網(wǎng)補(bǔ)充未覆蓋4G/5G 網(wǎng)絡(luò)的站址區(qū)域的覆蓋盲點(diǎn)，進(jìn)一步完善農(nóng)村場(chǎng)景下的4G/5G 網(wǎng)絡(luò)覆蓋，逐步達(dá)到本地網(wǎng)2G/3G退網(wǎng)條件，并保障用戶(hù)的通信服務(wù)體驗(yàn)。

4 總結(jié)

本文采用對(duì)數(shù)模型y=alnx+b模擬VoLTE 終端滲透率，指數(shù)函數(shù)y=1-aebx模擬VoLTE 承載語(yǔ)音占比，根據(jù)2 個(gè)指標(biāo)變化趨勢(shì)預(yù)測(cè)2G/3G 業(yè)務(wù)的遷移和承載到VoLTE 的程度，當(dāng)VoLTE 用戶(hù)數(shù)和業(yè)務(wù)量均達(dá)到指定閾值時(shí)，即VoLTE 終端滲透率達(dá)到95%以上，VoLTE承載語(yǔ)音占比達(dá)到90%以上，達(dá)到退網(wǎng)條件，各本地網(wǎng)可以根據(jù)實(shí)際情況逐步實(shí)現(xiàn)2G/3G退網(wǎng)。

在達(dá)到本地網(wǎng)退網(wǎng)時(shí)間前，對(duì)2G/3G 站址坐標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行空間計(jì)算，計(jì)算出落在以2G/3G 站址為中心點(diǎn)的緩沖區(qū)內(nèi)的最近4G/5G 站距，根據(jù)站址所在的微網(wǎng)格場(chǎng)景判斷該站址場(chǎng)景，并根據(jù)不同場(chǎng)景下最近4G/5G站距判斷4G/5G 覆蓋情況以及站址的分布場(chǎng)景，精準(zhǔn)找到未覆蓋4G/5G 網(wǎng)絡(luò)的站址補(bǔ)盲區(qū)域，為中國(guó)聯(lián)通做好2G/3G退網(wǎng)規(guī)劃，推動(dòng)退網(wǎng)進(jìn)程提供參考，保障用戶(hù)通信體驗(yàn)，達(dá)到工信部“退網(wǎng)不退服”的要求。但2G/3G 退網(wǎng)是一個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程，定位補(bǔ)盲區(qū)域后，仍需進(jìn)一步考慮補(bǔ)盲代價(jià)，評(píng)估必要的補(bǔ)盲區(qū)域，并解決農(nóng)村場(chǎng)景大量單獨(dú)3G站址覆蓋問(wèn)題，逐步實(shí)施退網(wǎng)。