LTE室內(nèi)分布系統(tǒng)流量研究

何明+葛慧明+曾昭才+馬晨

【摘 要】為了提升LTE室內(nèi)分布系統(tǒng)效能，主要對(duì)廣東聯(lián)通LTE室內(nèi)分布系統(tǒng)站點(diǎn)的流量進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，通過多元回歸構(gòu)建了LTE室內(nèi)分布系統(tǒng)的流量影響因素模型，對(duì)如何根據(jù)場(chǎng)景及相關(guān)因素規(guī)劃設(shè)計(jì)LTE室內(nèi)分布系統(tǒng)提出了建議。

【關(guān)鍵詞】LTE室內(nèi)分布系統(tǒng) 流量影響因素 大數(shù)據(jù) 多元回歸

1 引言

2016年是廣東聯(lián)通LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的關(guān)鍵年，因價(jià)值區(qū)域面覆蓋基本完成，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的重點(diǎn)開始聚焦于深度覆蓋。部署室內(nèi)分布系統(tǒng)是解決深度覆蓋的重要手段，從現(xiàn)網(wǎng)數(shù)據(jù)來看，LTE室內(nèi)分布系統(tǒng)吸收話務(wù)能力較弱，平均每站流量不到宏站的10%。當(dāng)前，如何規(guī)劃設(shè)計(jì)室內(nèi)站點(diǎn)進(jìn)行LTE室內(nèi)分布系統(tǒng)建設(shè)，既能有效解決深度覆蓋問題，提升用戶感知，又能較好吸收數(shù)據(jù)流量，縮短投資回報(bào)年限，成為L(zhǎng)TE室內(nèi)分布系統(tǒng)建設(shè)亟待解決的問題。

2 研究背景和方法

2.1 文獻(xiàn)綜述

LTE時(shí)代室內(nèi)深度覆蓋對(duì)于運(yùn)營商而言至關(guān)重要，近年來業(yè)內(nèi)對(duì)LTE室內(nèi)分布系統(tǒng)的演進(jìn)和如何解決室內(nèi)LTE覆蓋問題進(jìn)行了大量的研究[1-3]。華為L(zhǎng)ampsite、愛立信DOT點(diǎn)系統(tǒng)及室內(nèi)外一體化方式等新型設(shè)備和解決手段都是用于解決LTE室內(nèi)分布系統(tǒng)覆蓋問題[4-7]，部署LTE室內(nèi)分布系統(tǒng)后，針對(duì)與原有系統(tǒng)的干擾問題也有一系列深入研究和解決辦法[8]。盡管有文獻(xiàn)指出室內(nèi)分布系統(tǒng)的數(shù)量與運(yùn)營商手機(jī)用戶套餐外流量收入指標(biāo)相關(guān)性不顯著[9]，還有文獻(xiàn)通過話務(wù)占比、終端占比、干擾水平、傳輸能力等相關(guān)因素來評(píng)估3G業(yè)務(wù)增量[10]，但關(guān)于LTE室分系統(tǒng)的流量研究較少，業(yè)內(nèi)鮮有全面的LTE室內(nèi)分布系統(tǒng)流量及效益評(píng)估。

2.2 研究背景

通過近三年的LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，廣東聯(lián)通的LTE宏站規(guī)模已經(jīng)與WCDMA宏站規(guī)模基本相當(dāng)，但LTE室內(nèi)分布系統(tǒng)站點(diǎn)的規(guī)模仍不到WCDMA室內(nèi)分布系統(tǒng)站點(diǎn)規(guī)模的70%。

廣東聯(lián)通2014年—2015年LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)重點(diǎn)關(guān)注面覆蓋，LTE無線網(wǎng)基站投資占比遠(yuǎn)高于室分。2016年則開始聚焦深度覆蓋，室分投資首次超過基站。通過大數(shù)據(jù)分析給出清晰指引，有效規(guī)劃設(shè)計(jì)LTE室內(nèi)分布系統(tǒng)，對(duì)于廣東聯(lián)通LTE無線網(wǎng)品牌口碑和投資有效性提升至關(guān)重要。廣東聯(lián)通LTE基站室分投資占比示意圖如圖1所示：

2.3 研究方法

本文通過從網(wǎng)建平臺(tái)、網(wǎng)優(yōu)專業(yè)網(wǎng)管、運(yùn)維全流程系統(tǒng)和信息化大數(shù)據(jù)平臺(tái)提取的網(wǎng)絡(luò)側(cè)和用戶側(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)影響LTE室內(nèi)分布系統(tǒng)流量的因素進(jìn)行建模，對(duì)相關(guān)因素進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，多元回歸得出各相關(guān)影響因素的權(quán)重因子。基于LTE室內(nèi)分布系統(tǒng)流量模型進(jìn)行分析，給出規(guī)劃設(shè)計(jì)指引。大數(shù)據(jù)分析提取平臺(tái)情況如表1所示：

3 LTE室內(nèi)分布系統(tǒng)分場(chǎng)景分析

3.1 總體分析

本文選取了2016年6月中下旬廣州、東莞、中山、江門4地市所有LTE室內(nèi)分布系統(tǒng)站點(diǎn)的流量進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)。從6月13日至6月19日、6月20日至6月26日、6月27日至7月3日這三周的數(shù)據(jù)來看，單站日均流量的站點(diǎn)分布比例基本穩(wěn)定，日均流量低于300 M的比例和日均流量高于3000 M的比例均為30%左右，兩頭占比大中間占比小，總體呈明顯的啞鈴狀分布。前30%的高流量站點(diǎn)的流量占LTE室內(nèi)分布系統(tǒng)總流量的89%；后30%的低流量站點(diǎn)的流量占LTE室內(nèi)分布系統(tǒng)總流量?jī)H1%。LTE室內(nèi)分布系統(tǒng)站點(diǎn)日均流量分布和高/低流量站點(diǎn)流量占室分總流量之比如圖2和表2所示：

3.2 分場(chǎng)景分析

為有效分析哪一類站點(diǎn)日均流量較低，找準(zhǔn)室內(nèi)分布系統(tǒng)的低價(jià)值場(chǎng)景和高價(jià)值場(chǎng)景，將LTE室內(nèi)分布系統(tǒng)分場(chǎng)景進(jìn)行日均流量統(tǒng)計(jì)，各場(chǎng)景類型的日均流量分布如表3所示。

從表3可以看出，室內(nèi)分布系統(tǒng)的流量分布按場(chǎng)景可以分為三大類：第一類是高流量場(chǎng)景，包括校園、交通樞紐、工業(yè)園區(qū)/產(chǎn)業(yè)園區(qū)，站點(diǎn)日均流量分布主要在3000 M以上；第二類是低話務(wù)場(chǎng)景，主要包括公共場(chǎng)所、政企單位和住宅小區(qū)，站點(diǎn)日均流量主要在300 M以下；第三類場(chǎng)景是權(quán)變場(chǎng)景，主要包括商業(yè)購物區(qū)和商務(wù)寫字樓區(qū)，站點(diǎn)日均流量根據(jù)其他相關(guān)因素變化，在300 M以下和3000 M以上的比重都較高。

鑒于室內(nèi)分布系統(tǒng)規(guī)模大小差異較大，在日均流量的基礎(chǔ)上除以投資和載扇，來評(píng)估單位投資和單位載扇在不同場(chǎng)景的分布。可見學(xué)校校園、交通樞紐、工業(yè)園區(qū)/產(chǎn)業(yè)園區(qū)也都屬于單位投資/載扇的高流量分布場(chǎng)景，賓館酒店、公共場(chǎng)所和住宅小區(qū)則屬于單位投資/載扇的低流量分布場(chǎng)景。LTE室內(nèi)分布系統(tǒng)單位投資/載扇流量分布示意圖如圖3和圖4所示：

4 LTE室內(nèi)分布系統(tǒng)流量影響因素分析

4.1 模型建立與研究假設(shè)

廣東聯(lián)通項(xiàng)目組經(jīng)過研究討論認(rèn)為，除了市場(chǎng)營銷等因素外，網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景、站點(diǎn)規(guī)模與投資、是否有綜合覆蓋、上行速率感知、下行速率感知、網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量與干擾因素，以及用戶側(cè)的4G用戶數(shù)、總用戶數(shù)、優(yōu)質(zhì)用戶數(shù)及占比，4G終端數(shù)、明星終端數(shù)及占比等因素與LTE室內(nèi)分布系統(tǒng)的流量有關(guān)，而流量與該室內(nèi)分布系統(tǒng)站點(diǎn)的收入有關(guān)。本文通過網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景、用戶終端、速率感知、干擾影響四大類因素來分析綜合作用對(duì)于LTE流量提升的影響，對(duì)于市場(chǎng)營銷因素僅作為控制變量考慮。LTE室內(nèi)分布系統(tǒng)流量影響因素研究模型如圖5所示：

4.2 影響因素相關(guān)性分析

通過相關(guān)系數(shù)分析，提取了網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景因素占比、綜合覆蓋系數(shù)占比、4G用戶占比、總用戶占比、4G終端占比、上行速率占比、下行速率占比、上行PRB干擾噪聲占比8個(gè)變量構(gòu)建相關(guān)矩陣，KMO和Bartlett檢驗(yàn)表如表4所示：

通過表4可知KMO（Kaiser-Meyer-Olkin）檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量為0.737，根據(jù)KMO度量標(biāo)準(zhǔn)[11]，上述自變量相關(guān)性超過一般水平，用因子分析降維具備可行性，Sig為0.000表明在99%的置信區(qū)間內(nèi)相關(guān)性顯著。把上述8個(gè)自變量進(jìn)行降維分析，通過協(xié)方差矩陣來提取主成份，可以從中提取4個(gè)主成份，通過最大方差法得出的總方差表和旋轉(zhuǎn)成份矩陣如表5和表6所示：

從表5可知，4類主成份的累計(jì)已達(dá)82%，可以解釋絕大部分變量。從表6可知，主成份1包括4G用戶占比、總用戶占比、4G終端占比；成份2包括上行速率占比、下行速率占比；成份3包括網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景因素占比、綜合覆蓋系數(shù)占比；成份4包括上行PRB干擾噪聲占比。把成份1歸結(jié)為用戶終端因素，成份2歸結(jié)為速率感知因素，成份3歸結(jié)為網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景因素，成份4歸結(jié)為干擾影響因素。4類主成份得分系數(shù)矩陣如表7所示：

從表7可知，成份1用戶終端因素中4G用戶占比、總用戶占比、4G終端占比3類因素權(quán)重相當(dāng)，說明廣東珠三角地市擁有4G終端的4G用戶占了總用戶的較高比重，導(dǎo)致這三類因素權(quán)重相當(dāng)。成份2速率感知因素中下行速率占比權(quán)重略高于上行速率占比，說明下行速率感知對(duì)用戶影響略大。成份3網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景因素中綜合覆蓋影響較大，說明在同等場(chǎng)景下部署綜合覆蓋天線的站點(diǎn)比無綜合覆蓋天線的站點(diǎn)效能更好。

4.3 多元回歸分析

以LTE室內(nèi)分布系統(tǒng)流量提升占比為因變量（y），以用戶終端因素（x1）、速率感知因素（x2）、網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景因素（x3）和干擾影響因素（x4）為自變量建立多元回歸方程，如公式（1）所示：

將數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析，多元回歸模型匯總表、方差分析表和系數(shù)表如表8至表10所示：

從表8可以看出，調(diào)整R方為0.581，方程擬合較好，LTE室內(nèi)分布系統(tǒng)站點(diǎn)流量變異性的58.1%能夠被多元回歸方程所解釋。從表9可以看出，多元回歸方程檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量F等于285.27，Sig值等于0.000，在置信度水平99%的條件下顯著，即LTE室內(nèi)分布系統(tǒng)流量提升占比作為因變量與用戶終端因素（x1）、速率感知因素（x2）、網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景因素（x3）和干擾影響因素（x4）這4個(gè)自變量之間存在顯著關(guān)系。

從表10可知，用戶終端因素（x1）、網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景因素（x3）、干擾影響因素（x4）和常量的Sig值為0.000，在置信度水平99%的條件下自變量變化對(duì)于LTE室內(nèi)分布系統(tǒng)流量提升的影響顯著。速率感知因素（x2）Sig值為0.443，自變量變化對(duì)于LTE室內(nèi)分布系統(tǒng)流量提升的影響不顯著。因此，通過多元回歸得出的模型如公式（2）所示：

（2）

從公式（2）可知，在其他條件不變的情況下，用戶終端因素每增加1單位，LTE室內(nèi)分布系統(tǒng)流量提升增加126.901單位；網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景因素每增加1單位，LTE室內(nèi)分布系統(tǒng)流量提升增加39.354單位；干擾影響因素每增加1單位，LTE室內(nèi)分布系統(tǒng)流量提升減少29.531單位。

5 結(jié)論

5.1 研究結(jié)論與建議

從分析結(jié)果來看，可以得出以下結(jié)論：LTE室內(nèi)分布系統(tǒng)流量和收入與部署區(qū)域的用戶及終端情況、網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景和綜合覆蓋、干擾影響有關(guān)，其中部署區(qū)域用戶及終端情況影響權(quán)重最大；LTE室內(nèi)分布系統(tǒng)流量與上下行速率感知無關(guān)。根據(jù)該結(jié)論對(duì)于LTE室內(nèi)分布系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì)的建議如下：

（1）LTE室內(nèi)分布系統(tǒng)規(guī)劃需要重點(diǎn)關(guān)注待部署區(qū)域的人流量、用戶數(shù)和終端占比，優(yōu)先解決高業(yè)務(wù)流量的校園、地鐵機(jī)場(chǎng)等交通樞紐、擁有集團(tuán)客戶的工業(yè)/產(chǎn)業(yè)園區(qū)的系統(tǒng)部署，重點(diǎn)解決容量問題，貫徹聚焦戰(zhàn)略。

（2）對(duì)于低流量場(chǎng)景的公共場(chǎng)所、政企單位和住宅小區(qū)，通過市場(chǎng)反饋及周邊基站的數(shù)據(jù)分析，優(yōu)先解決中國聯(lián)通用戶數(shù)及LTE終端較多、人流量大或入住率高的樓宇進(jìn)行LTE室內(nèi)分布系統(tǒng)部署。對(duì)于人流量大且用戶忠誠度低的城中村，在部署LTE室內(nèi)分布系統(tǒng)并形成局部網(wǎng)絡(luò)差異化競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)后，應(yīng)盡快與市場(chǎng)一線聯(lián)動(dòng)進(jìn)行重點(diǎn)攻關(guān)，提升本網(wǎng)用戶占比，保證投資回報(bào)。對(duì)于不得不覆蓋的低流量場(chǎng)景，因室內(nèi)大多具備免費(fèi)Wi-Fi，對(duì)單點(diǎn)而言投資回報(bào)無法實(shí)現(xiàn)，建議通過競(jìng)合、薄覆蓋、新型設(shè)備或室內(nèi)外一體化的方式進(jìn)行低成本部署。

（3）從分析結(jié)果可看出，干擾影響與LTE室內(nèi)分布系統(tǒng)流量呈負(fù)相關(guān)。可見上行干擾不但影響用戶感知，還直接影響部署分布系統(tǒng)后吸收的流量和產(chǎn)業(yè)的收入。網(wǎng)絡(luò)建設(shè)應(yīng)當(dāng)與網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化加強(qiáng)溝通，快速解決已部署的LTE室內(nèi)分布系統(tǒng)的干擾問題。

（4）從消費(fèi)者行為學(xué)的角度看，消費(fèi)者對(duì)于速率感知存在差別閾限[12]，差別閾限越大，能夠引起差別感覺的刺激物間的最小差異量越大，差別感受性就越小。根據(jù)分析結(jié)果可知，速率感知與LTE室內(nèi)分布系統(tǒng)流量不相關(guān)。建議優(yōu)化部門不把LTE室內(nèi)分布系統(tǒng)入網(wǎng)測(cè)試的絕對(duì)速率門限作為開通入網(wǎng)的必要條件，在LTE室內(nèi)分布系統(tǒng)可以滿足用戶需求且不影響網(wǎng)絡(luò)感知的情況下即可開通入網(wǎng)，早投產(chǎn)早收益。

5.2 研究意義及后續(xù)方向

本文定性分析而且定量構(gòu)建了網(wǎng)絡(luò)側(cè)和用戶側(cè)各因素對(duì)于LTE室內(nèi)分布系統(tǒng)流量影響模型，并基于模型對(duì)廣東聯(lián)通LTE室內(nèi)分布系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)給出了建議，通過參考該模型聚焦實(shí)施，可較好提升數(shù)億元LTE室內(nèi)分布系統(tǒng)建設(shè)投資的有效性。

本文數(shù)據(jù)來源為廣東珠三角4地市LTE室內(nèi)分布系統(tǒng)數(shù)據(jù)，同業(yè)人員參考模型時(shí)需根據(jù)各自實(shí)際情況調(diào)整參數(shù)；因技術(shù)限制未取到LTE室內(nèi)分布系統(tǒng)MR數(shù)據(jù)，模型未能給出網(wǎng)絡(luò)覆蓋與流量的關(guān)系，輸出模型存在一定局限性。后續(xù)將完善大數(shù)據(jù)平臺(tái)的數(shù)據(jù)源，進(jìn)一步提升LTE室內(nèi)分布系統(tǒng)流量評(píng)估模型的精確度。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張濤，韓玉楠，李福昌. LTE室內(nèi)分布系統(tǒng)演進(jìn)方案研究[J]. 郵電設(shè)計(jì)技術(shù)， 2013（3）： 22-26.

[2] 徐德徠. 基于4G網(wǎng)絡(luò)的室內(nèi)分布系統(tǒng)部署實(shí)例及分析[J]. 中國新通信， 2016（3）： 5-6.

[3] 王晶. LTE室內(nèi)分布系統(tǒng)分場(chǎng)景建設(shè)方案研究[J]. 中國新通信， 2016（4）： 110.

[4] 凌玥，張建清，張江流. 華為L(zhǎng)amp Site解決方案在無線室內(nèi)分布系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 無線互聯(lián)科技， 2016（9）： 19-20.

[5] 石磊. 高性能室內(nèi)分布系統(tǒng)——“點(diǎn)”系統(tǒng)（RDS）應(yīng)用研究[J]. 郵電設(shè)計(jì)技術(shù)， 2015（9）： 31-34.

[6] 林航. 4G室內(nèi)覆蓋建設(shè)遇到的問題及對(duì)策[J]. 通訊世界， 2016（10）： 55-56.

[7] 崔波，李木榮，彭湘衡，等. 居民小區(qū)場(chǎng)景4G網(wǎng)絡(luò)室內(nèi)外協(xié)同覆蓋方式研究[J]. 電信工程技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化， 2016（4）： 70-74.

[8] 潘桂新，葛慧明，施玉晨，等. 室內(nèi)分布系統(tǒng)LTE合路的干擾分析和排查[J]. 移動(dòng)通信， 2016，40（4）： 43-48.

[9] 楊盛凱. 基于多元回歸的手機(jī)用戶套餐外流量收入實(shí)證分析[J]. 中國新通信， 2014（5）： 108-112.

[10] 何明，馬晨，鄧安民. UM TS900網(wǎng)絡(luò)部署效益分析[J]. 移動(dòng)通信， 2016，40（5）： 45-49.

[11] 戴維 R·安德森， 丹尼斯 J·斯威尼， 托馬斯 A·威廉斯. 商務(wù)與經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)[M]. 雷平，譯. 北京： 機(jī)械工業(yè)出版社， 2013.

[12] Leon G·Schiffman， Joseph Wisenblit. 消費(fèi)者行為學(xué)[M]. 北京： 中國人民大學(xué)出版社， 2014.