本文基于某运营商 5G+4G 业务协同预测方法、网络协同规划流程和方法进行研究分析,针对规划设计指标、链路预算和规划仿真等进行了进一步阐述,提出与 4G 网络协同的 5G 网络规划策略,包括价值建网、频率、覆盖和容量等协同,为 5G 商用网络规模建设提供参考。

 

为应对未来快速增长的移动数据流量、超量的物联设备连接和不断出现的各种新业务新应用场景,5G 技术应运而生。随着 5G 技术和产品的逐步发展和成熟,海内外 5G 牌照先后陆续发放,5G 网络大规模建设一触即发。如何精准进行业务预测,高起点规划 5G 网络,实现 5G+4G 有效协同,形成一套成熟有效的 5G+4G 协同规划流程、规划方法和规划策略,为 5G 大规模建设奠定坚实基础,是当前面临的迫切问题。

 

1、5G+4G 流量协同预测方法

1.1 传统预测方法

通常,针对流量的预测方法有以下几种。

 

(1)基于时间序列进行预测,该预测方法通过历史数据的收集,常采用趋势外推等预测模型。

 

(2)基于用户消费特征进行预测,该预测方法基于单用户消费模型建立。

 

(3)基于投入产出进行预测,该预测方法基于生产经营目标。

 

(4)基于用户使用分层进行预测,该方法在流量预测中应用较多。

 

以上几种预测方法都主要基于较为传统的预测模型及方法进行预测,在常规市场策略下预测准确性尚能接受,但在不限量套餐等市场策略情况下,预测准确性就存在较大的偏差。换句话说,传统预测方法不考虑不限量套餐推进节奏,不能很好与无线网络建设需求相匹配。

 

1.2  基于 5G 建设策略的分层用户预测方法

该预测模型的核心是“推进模型加分层模型”,即基于 5G 建设策略的推进(网络侧),对市场侧是基于 5G 建设策略的用户迁转,加分区域(市区、县城、农村)分层的预测模型,其中网络策略与市场发展的联合推演,就是通过不同的推进或迁转比例还实现的。

 

首先,判断 5G 用户两大来源,一是新增 5G 用户,一是来自 4G 用户的迁转;5G 初期主流的 5G 用户来自 4G 用户的迁转。

 

其次,5G 用户包括市区 5G 用户、县城 5G 用户、乡镇农村 5G 用户;本文以市区为例,市区 5G 用户由迁转来的 5G 用户、新增 5G 用户两部分构成。

 

第三,分层模型预测是基于每一个 ARPU 值区间寻找用户段。

 

第四,用 5G 目标网建成度来表示 5G 网络的推进节奏。5G 网络建设进度等于已建成 5G 基站规模除以 5G 目标网建设总体规模。

 

最后,汇总各层级和各场景的迁转用户,汇总形成预测结论。

 

1.3  分场景差异化的用户流量预测模型

对业务量,如流量的预测,业界最通行的办法是单用户消费模型法,流量等于用户乘以单个用户消费模型 DOU(Dataflow of Usage)。现有技术对不限量流量的预测和分层用户的预测有过较多的研究,对于本次讨论的重点,一是考虑 5G 套餐对高负荷(改善特定用户的感知)、对高价值(带来新的收入来源)的升级,因此要区分这两类用户的 DOU 增长因子;二是考虑视频业务对用户 DOU 的占比,在 5G 时代必须单独考虑这部分需求和习惯变化对流量的影响。流量增长受到用户习惯变化和用户结构变化的影响,基于 5G 套餐用户市场业务发展目标,面向不同用户习惯,本文提出一种分场景用户差异化的用户流量预测模型。


2、5G+4G 网络协同规划方法


2.1 总体规划思路及流程

根据 5G 牌照发放频段许可,某运营商 4G/5G 将共同使用 2.6G 频段。5G 建网初期主要聚焦 eMBB 场景,与 4G 网络业务应用场景类型相吻合,那么 5G 网络必须与 4G 进行协同规划,有效确保 4G/5G 业务感知。

 

网络规划目标是在有限的建网条件和成本下,按照业务服务要求目标,建设一个在容量和覆盖方面都尽可能优良的无线网络,同时具有满足网络长期演进和后续灵活扩容的能力。


2.2 链路预算方法及设置

2.2.1 链路预算方法

Friis 方程是链路预算的计算基础,也称功率传输方程,具体公式形式为:PR=PT+GT+GR+LP。该公式,未考虑噪声和干扰等因素影响。在实际链路预算时,还需要综合考虑系统参数、设备参数、无线环境、其他各种余量等因素影响。再通过分别通过上下行链路预算分别计算基站上下行覆盖半径。

2.2.2 链路预算参数设置

链路预算中参数较多,主要包括使用频段、使用带宽、发射功率、干扰余量、负荷水平、MCS 方式、分配的 PRB 数和网络边缘速率等。以某运营商 2.6G 频段 100M 带宽为例,满足边缘速率 UL 1Mbit/s 和 DL 93Mbit/s 的要求情况下,5G NR 上下行链路预算参数设置参考见表 1。


2.3 规划仿真

根据初步的站址方案和校正后的传播模型,采用专业的仿真软件进行基本参数配置,在三维地图进行规划仿真模拟,并将仿真结果与规划设计目标进行比对,分析站址规划与网络设置是否满足设计目标要求。通过不断调整站址规划和参数设置,直至达到规划设计指标要求。公共信道的规划仿真结果须达到要求,见表 2。


3、5G+4G 协同规划策略


 

3.1 价值建网协同

5G 建网初期,应以品牌宣传,口碑建设,以重点行业应用等场景覆盖为抓手,聚焦 4G 高价值用户聚集和 4G 网络高流量区域,一网两用,反哺 4G,解决 4G 网络高负荷,体验差等问题。

 

(1)口碑建设场景:交通枢纽、大型场馆、三甲医院、重点高校和核心商圈等口碑场景,同时结合 4G 高价值用户聚集和 4G 网络高流量区域进行热点识别,按照口碑影响度进行优先级排序,实现精准建网。

 

(2)行业应用示范场景:重点在具备业务应用示范条件和业务应用基础,同时具有良好的示范效应的产业园和工业园等区域。

 

(3)品牌宣传场景:重点在党政机关、交通枢纽、CBD 等区域。

 

3.2 频率规划协同

为满足市场竞争和业务体验的需求,5G 网络通常按照 100 MHz 连续带宽进行规划部署。由于 5G 频段与 4G D 频段(2575~2635MHz)部分进行重叠,需充分考虑 D 频段的移频方案和现有设备的替换。

 

为同时确保 4G/5G 的网络性能,宜采用 LTE 移频方案,将 D 频段 3 个频点从 2575~2635MHz 移到 2615~2675MHz,供 TD-LTE 网络使用。


另外,考虑到 4G 终端频点实际支持能力,需按照优先级和容量需求进行逐步开启,原则上优先级可参照以下方式进行:优先采用频点(2615-2635MHz),其次采用频点(2635-2655MHz),最后采用频点(2655-2675MHz)。

 

3.3 网络覆盖协同

3.3.1 通过 4G 网络精准预估 5G 覆盖

充分利用频率相同的特点,基于 4G D 频段覆盖情况进行 5G 覆盖预估。具体可采用 4G D 频段遍历性路测和 MR 大数据分析等手段,进行 5G 网络覆盖模型精确校准,从而实现 5G 网络精确规划和精准建设。

 

3.3.2 基于场景差异化进行 5G+4G 协同覆盖

城区可利用 5G 的技术优势,通过网络连续覆盖,大幅提升网络性能。农村可利用 4G 网络 FDD 900M 低频广覆盖优势,实现低成本网络覆盖。新增场景直接进行 5G+4G 网络协同覆盖。

 

3.4 网络容量协同

一方面,可基于 4G 高负荷场景预测未来 5G 容量需求。另一方面,在 5G 覆盖区域内,可利用 5G 反向升级 4G 3D-MIMO 大幅提升网络容量。在非 5G 覆盖区域可通过 F 频段扩容、A 频段重耕、FDD 1800M 建设等方式实现 4G 网络扩容。在乡镇农村区域,可利旧拆除的 D 频段资源实现网络扩容。

4、结束语

2.6G 频段的 5G 规划初期需重点关注与 4G 网络的价值、频率、覆盖和容量等方面协同。在 5G 网络高起点、高标准建设的同时,协同解决 4G 覆盖和容量面临的实际问题,实现一网两用、投资效益最大化。