支撐2I2C高速發展的精準業務預測及擴容辦法研究

李永帆，張榮建，夏飛年（中訊郵電咨詢設計院有限公司廣東分公司，廣東廣州 510627）

1 概述

1.1 2I2C業務發展背景

面對市場競爭的不斷加劇以及雙卡終端全網通智能機的快速普及，中國聯通作為區域市場的弱勢運營商，為了扭轉局面，順應時勢以混合所有制改革試點為契機，加快業務模式創新優化改革，在移動資費上充當打破既有規則的改革者角色，與國內各大互聯網廠商進行戰略合作，推出了一系列2I2C 號卡產品，通過專屬流量免費模式降低高流量用戶資費，快速搶占市場。

2I2C 產品不僅體現了中國聯通一貫的創新風格，也是以實際行動貫徹落實國家提速降費的重大舉措，更是促進移動互聯網生態繁榮發展的力作。2I2C 產品自推出伊始，便迅速獲得廣大用戶的青睞，不僅顯著降低了4G上網成本，更是徹底消除了流量不敢用等痛點。

1.2 2I2C高速發展現狀

以深圳聯通為例，移動網用戶整體平穩增長，2I2C發展勢頭強勁，2018 年3 月底全網用戶達到611 萬，同比增長25%；其中2I2C 用戶達到221 萬，同比增長315%，占比達到36%，成為新增用戶主力群體。

1.3 2I2C帶來容量壓力

2I2C 業務一方面為深圳聯通帶來4G 用戶數的高速增長，為維持資本市場的穩定做出了巨大貢獻，另一方面其低價高流量的特性導致網絡容量快速釋放，給現有網絡資源以及用戶感知保障帶來了巨大的壓力和挑戰。

a）受2I2C 高速發展影響，深圳4G 網絡負荷快速提升，2018 年3 月底無線資源利用率達到131%，同比提升67個百分點。

b）深圳4G 流量加速釋放，2I2C 流量大幅增長，2018 年3 月底全網4G 日均流量達到1 417 TB，同比增長218%；其中2I2C 日均流量達到960 TB，同比增長386%，占比達到68%。

與此同時，中國聯通可用4G 頻段已瀕臨枯竭，疊加頻譜等常規手段已經無法滿足流量暴漲引發的巨大擴容需求，必須從公司發展統一高度出發和長遠考慮，將精準業務預測和網絡建設優化充分對接，形成細分場景的差異化多步驟容量保障策略。

2 業務預測研究

2.1 業務預測思路

基于用戶感知保障，考慮下行PRB 利用率、RRC連接數、小區忙時流量因素，制定LTE 網絡擴容標準，本文便以這3 項指標作為業務預測的基礎參數，并按照以下方法進行整理，形成扇區級數據源。

a）扇區忙時平均下行流量：以周為單位，對該扇區下所有小區（載波）的忙時平均流量求和，作為扇區級忙時平均下行流量。

b）扇區忙時平均PRB 利用率：以周為單位，默認該扇區下所有小區（載波）已做過負載均衡，從而以源小區（第1載波）的PRB利用率作為扇區級忙時平均下行PRB利用率。

c）扇區忙時平均RRC 連接數：以周為單位，對該扇區下所有小區（載波）的忙時平均RRC 連接數求和，作為扇區級忙時平均RRC連接數。

其后采用趨勢外推和公式擬合的辦法，利用forecast 函數對全網扇區級忙時下行流量、PRB 利用率和RRC 連接數分別進行線性迭代預測，歷史數據取時長度需不小于預測時間長度的一半；同時對業務預測周期內需多次擴容的扇區進行PRB 利用率修正，使得PRB 利用率不會一直增長（扇區擴頻后PRB 利用率會有所回落）；最后根據現網不同場景的2I2C 用戶分布特點以及市場部門的業務發展預期，設定不同的場景調整系數，對業務熱點、沸點區域適當放大預測，業務遲緩區域選擇性縮小預測，從而形成差異化的容量保障策略（見圖1）。

2.2 預測結果輸出

根據預測結果，對于達到擴容標準的扇區，測算其20 MHz載波數的需求數量。

a）宏站測算公式為：20 MHz 載波數=預測的扇區忙時平均下行流量/8.4 GB

b）室分測算公式為：20 MHz 載波數=預測的扇區忙時平均下行流量/5.3 GB

基于測算得出的20 MHz載波數量，結合各種擴容手段能效情況制定20 MHz載波數的折算系數。

a）L2100 硬擴20 MHz：等效于1 個20 MHz載波能力。

b）L1800 軟擴10 MHz：等效于0.5 個20 MHz 載波能力。

c）增補TDD 20 MHz：受限于TDD 時分雙工技術特性和終端普及程度，等效于0.7個20 MHz載波能力。

d）扇區分裂和小基站等其他手段：所能發揮的能效視具體的干擾控制和覆蓋目標而定，等效于0.5～0.8個20 MHz載波能力。

備注：8.4/5.3 GHz 為深圳聯通擴容標準中宏站/室分單載扇的忙時流量門限，本文重點論述業務預測和擴容手段，因此對擴容標準不再具體展開分析。

3 擴容解決辦法

3.1 擴容手段對比

目前主要的擴容解決辦法主要有3 類，即頻譜疊加、頻譜復用和4G+技術。

a）頻譜疊加：在現有站址情況下，通過引入新的載波進行擴容，主要體現為1.8 GHz軟擴、2.1 GHz硬擴和TDD擴容等，由于不改變蜂窩結構，實施難度最小。

b）頻譜復用：在傳統蜂窩組網結構下利用扇區分裂、新增宏站和微站等手段吸收熱點容量，同時通過宏微協同與干擾抑制技術控制干擾，提升應用效果。

c）4G+技術：在LTE 網絡中引入新技術提升系統容量，主要體現為Massive MIMO 技術和高階調制技術（下行256QAM/上行64QAM），具體提升效果受產業鏈完備情況和終端普及度的影響。

在現階段的實際應用當中，應優先考慮擴頻擴容，其次建議使用扇區分裂、小微站和Massive MIMO等技術，各種擴容手段的對比情況如表1所示。

3.2 容量解決步驟

表1 擴容手段對比分析

容量解決步驟視提升效果和部署難易程度而定，一般可通過以下3個步驟來逐漸提高系統容量。

第1 步，擴頻解決。依次新增開通2.1 GHz（20 MHz 硬擴）、1.8 GHz（10 MHz 軟擴）、2.6 GHz（TDD 20 MHz）載波資源，并根據實際情況進行載波聚合。

第2 步，空間分裂。在地域區分明顯或用戶分布均勻的扇區進行空間分裂，在用戶和業務集中度較高以及需兼顧補強深度覆蓋的扇區進行小微站建設。

第3 步，推進新技術應用。視產業鏈成熟情況和終端普及度逐漸開啟Massive MIMO和高階調制功能。

4 容量提升分析

4.1 擴容案例展示

以扇區忙時流量的業務預測為例，深圳某室外廠園扇區（1.8 GHz 20 MHz）在2018 年4 月底的忙時下行流量為8.1 GB，利用FORECAST 函數，以該扇區22 周歷史忙時流量為已知數X，通過線性回歸可測算出目標期未知數Y（見圖2）。

通過函數預測可知該扇區2018 年底的忙時下行流量將達到15.2 GB，同時，由于廠園內2I2C 潛在用戶較多，并根據市場發展策略，應對函數預測結果進行適當放大，結合歷史經驗設置調整系數為20%，則修正后該扇區年底的忙時流量為15.2×120%=18.2 GB。

根據前述室外載波測算公式，該扇區目標期所需20 MHz載波數=18.2 GB/8.4 GB=2.2個，需新增20 MHz載波數為2.2-1=1.2個，繼而按照擴容手段對比和解決步驟的分析結果，選擇方案為“L2100 硬擴20 MHz+L1800 軟擴10 MHz”即可滿足至2018 年底的容量需求。

圖2 某扇區忙時流量業務預測

4.2 容量提升分析

將精準業務預測與多種擴容手段相結合，分階段分場景的進行有序擴容和迭代建設，針對容量需求最高的流量爆點區域，全流程擴容完成后，（相比原1.8 GHz 20 MHz 小區）可提升系統容量達到10 倍以上（見圖3）。

圖3 容量提升效果

5 結束語

通過對當前2I2C 業務高速發展現狀和現有網絡結構資源之間的關聯分析可知，隨著流量進一步釋放，將對中國聯通有限的頻譜資源和網絡承載能力帶來巨大挑戰。本文從實際情況出發，著眼于扇區級的精準業務預測，立足于有序迭代的擴容建設手段，以滿足未來業務需求為目標，具備較高的推廣價值。

扇區級的精準業務預測：傳統預測是以固定的全網目標增長率與小區現有業務量相乘，繼而得出各小區流量預測值，此方法既缺乏對歷史數據的關聯回溯分析，其單一的增長趨勢也掩蓋了各小區間的能效差異，無法真實反映2I2C 市場驅動的特點；而本文的扇區級預測方法，通過對歷史數據進行趨勢外推和公式擬合，并采用PRB 利用率回落的辦法和場景調整系數對預測結果進行修正，細分用戶發展和業務模型，從而更加精準地做好容量規劃前置和資源儲備工作。

有序迭代擴容建設手段：常規的擴頻手段已經無法滿足當前爆發式的流量增長，部分高負荷場景僅依賴軟擴和硬擴已無法保障用戶感知，且隨著流量釋放加快，相同扇區二次、三次擴容的間隔周期逐漸縮短，缺乏統籌規劃的頻繁上站施工也面臨越發復雜的物業困難；本文將全年扇區級業務預測與多種擴容手段相結合，分階段分場景進行有序擴容迭代建設，做到提前部署和快速響應，且針對流量爆點區域能夠實現10倍容量提升，最大限度滿足業務發展需要。