基于規(guī)劃滿足度的5G宏基站建設(shè)精準(zhǔn)度評(píng)估體系的研究

梁思秋 孫海亮

摘要；本文提出一種5G宏基站建設(shè)精準(zhǔn)度的評(píng)估體系。通過考量5G宏基站的實(shí)際建站與規(guī)劃方案之間關(guān)于站址位置、天面掛高、周邊阻擋、天線合規(guī)等關(guān)鍵因素的偏差，量化形成一種基于規(guī)劃目標(biāo)滿足度的5G宏基站建設(shè)精準(zhǔn)度評(píng)估體系，為5G宏基站建設(shè)精準(zhǔn)度評(píng)估提供一種新的手段，為5G宏基站規(guī)劃建設(shè)閉環(huán)管理提供幫助。

關(guān)鍵詞5G宏基站；建設(shè)精準(zhǔn)度；評(píng)估體系；規(guī)劃目標(biāo)滿足度

一、背景介紹

隨著5G通信網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展，5G宏基站的建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大。然而，5G宏基站從規(guī)劃目標(biāo)確定、規(guī)劃方案制定、基站實(shí)施建設(shè)乃至落地開通過程中，均可能出現(xiàn)因現(xiàn)場(chǎng)條件、自然因素、人為因素等造成的規(guī)劃目標(biāo)與建設(shè)結(jié)果不一致的情況。因此，本文提出一種基于規(guī)劃目標(biāo)滿足度的5G宏基站建設(shè)精準(zhǔn)度評(píng)估體系，為5G宏基站規(guī)劃落地后評(píng)估提供一種新的途徑。本方法具有評(píng)估目標(biāo)清晰、評(píng)估體系全面、評(píng)估結(jié)果量化等優(yōu)點(diǎn)，很好地彌補(bǔ)以往基站建成后比對(duì)規(guī)劃目標(biāo)存在差異而無法量化的情況，為后續(xù)5G宏基站建設(shè)精準(zhǔn)度的評(píng)估提供了有效手段。

二、5G宏基站建設(shè)精準(zhǔn)度評(píng)估體系研究

對(duì)5G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行科學(xué)評(píng)估需要遵循六項(xiàng)原則：全面性原則、獨(dú)立性原則、層次循序漸進(jìn)原則、重要性原則、可比性原則和可行性原則。5G 宏基站建設(shè)精準(zhǔn)度評(píng)估體系應(yīng)當(dāng)在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)下，滿足基于5G網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)的規(guī)劃方案有效性、實(shí)施流程可行性和評(píng)估結(jié)果一致性的需求。5G宏基站建設(shè)精準(zhǔn)度評(píng)估體系流程如圖1所示。

可將5G宏基站規(guī)劃指標(biāo)分為四大類：覆蓋能力、環(huán)境適配、天線合規(guī)、競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，每一大類具化對(duì)應(yīng)5G宏基站建設(shè)指標(biāo)如圖2所示。

自外部環(huán)境（所處地域、周邊阻擋、同覆蓋區(qū)域競(jìng)對(duì)基站）情況到基站建設(shè)（站址位置、天面掛高、天線合規(guī)）情況開展全面的綜合考量，將5G宏基站建設(shè)精準(zhǔn)度評(píng)估指標(biāo)確定為以下5項(xiàng)：站址偏離度、天面掛高滿足度、扇區(qū)遮擋度、天線合規(guī)性、競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

（一）站址偏離度

站址偏離度以5G宏基站實(shí)際建設(shè)位置與規(guī)劃位置之間的偏差距離作為考量依據(jù)，進(jìn)行量化評(píng)估。正常情況下，5G宏基站的覆蓋距離可達(dá)300米以上，偏離100米范圍內(nèi)可認(rèn)定為同一覆蓋范圍?？赏频茫?G宏基站站址偏差距離若小于或等于100米，即所屬同一覆蓋范圍，則判定為滿足規(guī)劃目標(biāo)；若超過100米，則判定為不滿足規(guī)劃要求。由于不同的地域依據(jù)其人流量、建筑地貌等特征，覆蓋所需的5G宏基站密度也各不相同。一般情況下，中心城區(qū)較一般城區(qū)所需基站密度更大，因而站址偏差所帶來的影響也更大。對(duì)于被判定為部分滿足或不滿足規(guī)劃要求的5G宏基站，其滿足比例也應(yīng)與基站所處地域（中心城區(qū)、一般城區(qū)等）相關(guān)，再以偏移單位距離為扣分步長(zhǎng)，對(duì)5G宏基站站址偏離度進(jìn)行量化評(píng)估。對(duì)于偏移距離超過中心城區(qū)300米，一般城區(qū)600米的，判定為無法覆蓋規(guī)劃目標(biāo)，不予得分。

另外，站址偏離度評(píng)估指標(biāo)僅對(duì)新建站址的5G宏基站建設(shè)精準(zhǔn)度對(duì)其評(píng)估產(chǎn)生影響。對(duì)于共建共享網(wǎng)絡(luò)的5G宏基站，其基站位置固定，站址偏離度評(píng)估指標(biāo)不對(duì)其評(píng)估產(chǎn)生影響。

（二）天面掛高滿足度

天面掛高滿足度評(píng)估指標(biāo)以5G宏基站天線實(shí)際高度是否在規(guī)劃合理范圍內(nèi)作為考量依據(jù)，進(jìn)行量化評(píng)估。正常情況下，中心城區(qū)對(duì)5G基站分布的密度要求較高，5G宏基站天線的規(guī)劃掛高控制在15至45米區(qū)間內(nèi)；一般城區(qū)對(duì)5G單站的覆蓋距離要求較高，5G宏基站建設(shè)天線的規(guī)劃掛高控制在25至55米區(qū)間內(nèi)?？赏茖?dǎo)得到，若5G宏基站天面掛高在規(guī)劃掛高的要求區(qū)間內(nèi)，則判定為滿足規(guī)劃要求；若低于或超過要求區(qū)間，則判定為部分滿足或不滿足規(guī)劃要求，以偏差單位高度為扣分步長(zhǎng)單位量化評(píng)估5G宏基站天面高度滿足度。對(duì)于天面掛高中心城區(qū)低于10米，一般城區(qū)低于15米的，判定為矮站，不予得分。

另外，天面掛高滿足度評(píng)估指標(biāo)僅對(duì)新建站址的5G宏基站建設(shè)精準(zhǔn)度評(píng)估產(chǎn)生影響。對(duì)于共建共享網(wǎng)絡(luò)的5G宏基站，其基站平臺(tái)高度固定，天面掛高滿足度評(píng)估指標(biāo)不對(duì)其評(píng)估產(chǎn)生影響。

（三） 扇區(qū)遮擋度

扇區(qū)遮擋度評(píng)估指標(biāo)以5G宏基站實(shí)際覆蓋扇區(qū)被遮擋的水平角度是否符合規(guī)劃要求作為考量依據(jù)，進(jìn)行量化評(píng)估。一般情況下，若5G宏基站的覆蓋扇區(qū)被遮擋的水平角度小于或等于30度，則判定為滿足規(guī)劃要求；若超出30度，則判定為部分滿足或不滿足規(guī)劃要求，以遮擋單位角度為扣分步長(zhǎng)單位量化評(píng)估5G宏基站扇區(qū)遮擋度。對(duì)于扇區(qū)遮擋超過180度的基站，判定為無法滿足扇區(qū)覆蓋要求，不予得分。

（四）天線合規(guī)性

天線合規(guī)性評(píng)估指標(biāo)以5G宏基站實(shí)際天線使用及安裝是否符合規(guī)劃要求作為考量依據(jù)，進(jìn)行量化評(píng)估。若5G宏基站天線使用及安裝情況完全符合規(guī)劃要求，則判定為滿足規(guī)劃要求；若出現(xiàn)未按規(guī)劃要求安裝相應(yīng)天線型號(hào)、使用低增益小天線、客觀原因造成小區(qū)缺失、存在競(jìng)對(duì)站址未共享建設(shè)等不合規(guī)情況，則判定為部分滿足或不滿足規(guī)劃要求，以不合規(guī)項(xiàng)數(shù)為扣分步長(zhǎng)單位量化評(píng)估5G宏基站天線合規(guī)性。對(duì)于不合規(guī)項(xiàng)數(shù)多于1項(xiàng)的，判定為該站天線建設(shè)不合規(guī)，不予得分。

（五）競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)

競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)評(píng)估指標(biāo)以5G宏基站天面掛高對(duì)標(biāo)同一覆蓋范圍內(nèi)競(jìng)對(duì)基站天面掛高的優(yōu)勢(shì)高度作為考量依據(jù)，進(jìn)行量化評(píng)估。基于競(jìng)爭(zhēng)激勵(lì)原則，新建5G宏基站的天面掛高應(yīng)高于競(jìng)對(duì)5G宏基站的天面掛高。因此，若基站天面掛高高于競(jìng)對(duì)天面掛高，則應(yīng)予以加分；若低于競(jìng)對(duì)天面掛高，則應(yīng)予以扣分；若同一覆蓋區(qū)域內(nèi)沒有競(jìng)對(duì)站點(diǎn)，則競(jìng)對(duì)優(yōu)勢(shì)評(píng)估指標(biāo)不影響此站評(píng)估結(jié)果。

三、 5G宏基站建設(shè)精準(zhǔn)度評(píng)估模型研究

本文研究的5G宏基站建設(shè)精準(zhǔn)度評(píng)估模型是一種基于規(guī)劃目標(biāo)滿足度的評(píng)估模型。其五大評(píng)估指標(biāo)（站址偏移度、天面掛高滿足度、扇區(qū)阻擋度、天線合規(guī)性、競(jìng)對(duì)優(yōu)勢(shì)），針對(duì)5G宏基站的四類規(guī)劃要求（覆蓋能力、環(huán)境適配、天線合規(guī)、競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)）開展綜合評(píng)估。由于系統(tǒng)內(nèi)各評(píng)估指標(biāo)的重要程度會(huì)根據(jù)基站規(guī)劃目標(biāo)的側(cè)重而產(chǎn)生不同，因此簡(jiǎn)單地將各評(píng)估指標(biāo)量化相加，并不能準(zhǔn)確地反應(yīng)5G宏基站的建設(shè)準(zhǔn)確度。為準(zhǔn)確評(píng)估5G宏基站的建設(shè)準(zhǔn)確度，更好反應(yīng)規(guī)劃目標(biāo)的滿足度，需要對(duì)評(píng)估系統(tǒng)中的各項(xiàng)因子進(jìn)行賦權(quán)值后加權(quán)處理。

設(shè)定5G宏基站建設(shè)精準(zhǔn)度評(píng)估分值為φ，共選取N項(xiàng)評(píng)估指標(biāo)，評(píng)估指標(biāo)的權(quán)重為ωi，評(píng)估指標(biāo)的分值為 φi，則5G宏基站建設(shè)精準(zhǔn)度評(píng)估的分值φ的計(jì)算公式見式（1）。

（1）

根據(jù)計(jì)算公式（1）計(jì)算得出5G宏基站建設(shè)精準(zhǔn)度評(píng)估分值φ。評(píng)估分值φ越高，代表建設(shè)精準(zhǔn)度越好，規(guī)劃目標(biāo)滿足度越好；評(píng)估分值φ越低，代表建設(shè)精準(zhǔn)度越差，規(guī)劃目標(biāo)滿足度越差。評(píng)估結(jié)果以數(shù)據(jù)量化呈現(xiàn)，真實(shí)反映該5G宏基站的建設(shè)準(zhǔn)確性，使5G宏基站規(guī)劃建設(shè)得以閉環(huán)管理，同時(shí)為各建設(shè)單位的建設(shè)精準(zhǔn)度提供考量、比較的依據(jù)。

此外，由于5G宏基站需求不斷增加，共建共享站址早已無法滿足5G宏基站的點(diǎn)位需求，因此也已開始大規(guī)模建設(shè)新的站址。因此，5G宏基站建設(shè)精準(zhǔn)度的評(píng)估體系須兼容以上兩類建設(shè)方式（共建共享、新建）。新建站址與共建共享站址在基站的建設(shè)位置、站高、平臺(tái)等方面具有較大的可選擇性差異。因此，在評(píng)估站址偏移度和天面掛高滿足度這兩個(gè)評(píng)估指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)劃分上，新建站址和共建共享站址的5G宏基站建設(shè)精準(zhǔn)度評(píng)估是不同的。換句話說，站址偏移度和天面掛高滿足度這兩個(gè)評(píng)估指標(biāo)的分值只會(huì)影響新建站址的5G宏基站建設(shè)精準(zhǔn)度評(píng)估。

綜上，5G宏基站建設(shè)精準(zhǔn)度評(píng)估體系具體情況（見表1）。

四、 5G宏基站建設(shè)精準(zhǔn)度評(píng)估指標(biāo)權(quán)重確定

評(píng)估指標(biāo)權(quán)重的確定因與5G宏基站所處的無線環(huán)境、天線設(shè)備等實(shí)際情況密切相關(guān)，故無法以簡(jiǎn)單地通過數(shù)值或經(jīng)驗(yàn)值來呈現(xiàn)。通常情況下，可依據(jù)各評(píng)估指標(biāo)就當(dāng)前環(huán)境條件下的重要性對(duì)比結(jié)果，建立權(quán)重判斷矩陣，并進(jìn)行歸一化計(jì)算得到。

首先，判斷站址偏移度、天面掛高滿足度、扇區(qū)阻擋度、天線合規(guī)性、競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)這五項(xiàng)評(píng)估指標(biāo)的重要性進(jìn)行兩兩對(duì)比。對(duì)比結(jié)果可區(qū)分為重要、略重要、同等重要?？梢詫?duì)比結(jié)果用數(shù)字1～3標(biāo)示，如果結(jié)果為重要?jiǎng)t設(shè)置為1～3，不夠重要?jiǎng)t設(shè)置為1～3的倒數(shù)。指標(biāo)對(duì)比結(jié)果見表2。

根據(jù)重要性對(duì)比結(jié)果，可以得到評(píng)估指標(biāo)的權(quán)重判斷矩陣A，見公式（2）。

（2）

將判斷矩陣A進(jìn)行歸一化處理后的矩陣A'，見公式（3）。

（3）

將 A'進(jìn)行按行求和并歸一化，即得到五個(gè)指標(biāo)各自的權(quán)重W，見公式（4）。

（4）

因此，站址偏移度、天面掛高滿足度、扇區(qū)阻擋度、天線合規(guī)性、競(jìng)對(duì)優(yōu)勢(shì)五項(xiàng)評(píng)估指標(biāo)的權(quán)重值分別為0.29、0.29、0.17、0.17、0.08。進(jìn)而求得評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)（見表3）。

五、應(yīng)用及優(yōu)點(diǎn)

（一）應(yīng)用案例

以某地市中心城區(qū)新建5G宏基站A和B為試點(diǎn)開展5G宏基站建設(shè)精準(zhǔn)度評(píng)估應(yīng)用。

基站A的建設(shè)位置距離規(guī)劃位置145米，建設(shè)天面高度為16米，天面阻擋角度為30度。規(guī)劃方案含3個(gè)5G小區(qū)，但實(shí)際僅開通2個(gè)小區(qū)。周邊100米范圍內(nèi)存在競(jìng)對(duì)站點(diǎn)，并且這些競(jìng)對(duì)站的掛高比基站A高出4米。建設(shè)并開通5G宏基站后，實(shí)測(cè)距離該站規(guī)劃位置150米處的5G覆蓋電平-90dBm。

基站B建設(shè)位置距離規(guī)劃位置80米，建設(shè)天面高度為25米，天面無阻擋。天線安裝符合規(guī)劃方案。周邊100米存在競(jìng)對(duì)站點(diǎn)，并且這些競(jìng)對(duì)站的掛高比基站B低于6米。建設(shè)并開通相同型號(hào)的5G宏基站后，實(shí)測(cè)距離該站規(guī)劃位置150米處的5G覆蓋電平-85dBm，覆蓋明顯優(yōu)于基站A。

假定5G宏基站建設(shè)精準(zhǔn)度評(píng)估滿分分值為100分，根據(jù)“5G宏基站建設(shè)精準(zhǔn)度評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)”，可推得：

5G宏基站A的建設(shè)精準(zhǔn)度分值=站址偏離度φ1 （權(quán)重ω1）+天面掛高滿足度φ2 （權(quán)重ω2）+扇區(qū)遮擋度φ3 （權(quán)重ω3）+天線合規(guī)性φ4 （權(quán)重ω4）+站址偏離度φ5 （權(quán)重ω5）=100-CEILING[（145-100）/10]×1-CEILING[（25-16）/3]×3-CEILING[30/30]×3-1×9+CEILING[4/3]×2=76

同理推得基站B的建設(shè)精準(zhǔn)度得分為96分。

對(duì)比基站A和基站B的評(píng)估結(jié)果，顯然基站B更滿足規(guī)劃方案，也更有益于網(wǎng)絡(luò)覆蓋，與基站開通后5G網(wǎng)絡(luò)實(shí)測(cè)結(jié)果相符。

（二）優(yōu)點(diǎn)

其一，本評(píng)估體系是一種基于規(guī)劃目標(biāo)滿足度的5G宏基站建設(shè)精準(zhǔn)度評(píng)估體系，為5G宏基站建設(shè)精準(zhǔn)度評(píng)估提供新手段的同時(shí)，也為5G規(guī)劃方案后評(píng)估提供一種新的途徑。

其二，本評(píng)估體系具有全面評(píng)估的優(yōu)點(diǎn)。五個(gè)評(píng)估指標(biāo)很好地彌補(bǔ)以往基站評(píng)估僅針對(duì)建設(shè)合規(guī)或站址偏移等單一評(píng)估項(xiàng)的不足之處，使5G宏基站建設(shè)精準(zhǔn)度評(píng)估體系更加全面。

其三，本評(píng)估體系具有評(píng)估目標(biāo)清晰、評(píng)估結(jié)果量化的優(yōu)點(diǎn)，避免了以往基站評(píng)估目標(biāo)達(dá)成進(jìn)度無法以數(shù)據(jù)量化呈現(xiàn)的情況，真實(shí)、全面地反映5G宏基站的建設(shè)準(zhǔn)確性，有利于5G宏基站規(guī)劃建設(shè)閉環(huán)管理。

六、結(jié)束語

綜上所述，通過站址偏移度、天面掛高滿足度、扇區(qū)阻擋度、天線合規(guī)性和競(jìng)對(duì)優(yōu)勢(shì)這五個(gè)方面對(duì)基于規(guī)劃目標(biāo)滿足度的5G宏基站建設(shè)精準(zhǔn)度進(jìn)行綜合評(píng)估，全面、量化地反映了5G宏基站的建設(shè)準(zhǔn)確性。這為5G宏基站建設(shè)精準(zhǔn)度評(píng)估提供了一種新的方法，并為5G宏基站規(guī)劃方案后評(píng)估提供一種新的途徑，進(jìn)一步促進(jìn)了5G宏基站規(guī)劃建設(shè)的閉環(huán)管理。

作者單位：梁思秋 孫海亮 中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)上海有限公司

參? 考? 文? 獻(xiàn)

[1] 武紅鳳.淺析5G基站配套規(guī)劃建設(shè)策略[J].中國(guó)新通信， 2022，24（13）：4-6.

[2] 馮延釗，張沛，王康，等.面向客戶感知的5G無線網(wǎng)絡(luò)評(píng)估體系研究[J].山東通信技術(shù)，2019，39（04）：17-19.

梁思秋（1991.01-），女，漢族，上海，碩士研究生，工程師，研究方向：移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃；

孫海亮（1978.11-），男，漢族，上海，本科，工程師，研究方向：移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃。