4G時(shí)代一種市場(chǎng)評(píng)估選擇的方法研究

杜翠鳳　蔣仕寶

【摘 要】日益復(fù)雜的移動(dòng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境對(duì)市場(chǎng)份額預(yù)測(cè)提出了微區(qū)域、實(shí)時(shí)性的要求，掌握了微區(qū)域的市場(chǎng)份額，就能對(duì)微區(qū)域市場(chǎng)有一個(gè)比較全面的認(rèn)識(shí)?；诖?，結(jié)合擴(kuò)展卡爾曼濾波算法在預(yù)測(cè)實(shí)時(shí)性方面的優(yōu)點(diǎn)，提出了一種基于擴(kuò)展卡爾曼濾波市場(chǎng)份額的實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)算法，該算法可以通過(guò)對(duì)基站業(yè)務(wù)量的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)移動(dòng)網(wǎng)市場(chǎng)份額的實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該算法具有良好的實(shí)時(shí)性和預(yù)測(cè)精確性。

【關(guān)鍵詞】4G 微區(qū)域市場(chǎng)份額預(yù)測(cè) 卡爾曼濾波 實(shí)時(shí)性

中圖分類號(hào)：TP399 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-1010（2014）-03-

1 引言

移動(dòng)通信市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，用戶爭(zhēng)奪戰(zhàn)持續(xù)展開。由于市場(chǎng)態(tài)勢(shì)的瞬息萬(wàn)變，運(yùn)營(yíng)商需要時(shí)時(shí)關(guān)注市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)狀態(tài)和自身市場(chǎng)地位狀況，市場(chǎng)份額無(wú)疑是一個(gè)重要的指標(biāo)。對(duì)于未來(lái)4G網(wǎng)絡(luò)的部署，移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商不僅需要知道自己在該微區(qū)域市場(chǎng)份額的情況，更需要知道該微區(qū)域市場(chǎng)份額的動(dòng)態(tài)變化，以確定在該區(qū)域的市場(chǎng)地位，制定相應(yīng)的資源投入策略。

國(guó)內(nèi)有部分學(xué)者對(duì)通信市場(chǎng)的份額做了一些研究。文獻(xiàn)[1]用博弈論分析了電信業(yè)重組后三寡頭壟斷下移動(dòng)通信市場(chǎng)初期以及成熟期的市場(chǎng)份額，但是該方法只關(guān)注了初期和成熟期的市場(chǎng)份額，并沒有對(duì)市場(chǎng)份額做一個(gè)實(shí)時(shí)的追蹤方法，對(duì)三家運(yùn)營(yíng)商當(dāng)前的市場(chǎng)份額無(wú)法測(cè)算，更不能評(píng)估微區(qū)域的三家運(yùn)營(yíng)商當(dāng)前的市場(chǎng)份額，對(duì)市場(chǎng)的實(shí)施決策支撐作用有限；文獻(xiàn)[2]通過(guò)引入效用函數(shù)與市場(chǎng)份額進(jìn)行映射進(jìn)而求出交通工具的市場(chǎng)份額，但是該方法在通信行業(yè)無(wú)法應(yīng)用，主要是因?yàn)閷?duì)于三家運(yùn)營(yíng)商提供的產(chǎn)品，無(wú)論是從服務(wù)還是價(jià)格都是不可知的，所以該模型無(wú)法從效用函數(shù)的角度分析三家運(yùn)營(yíng)商微區(qū)域的市場(chǎng)份額；文獻(xiàn)[3]從總市場(chǎng)份額、服務(wù)市場(chǎng)份額和相對(duì)市場(chǎng)份額三個(gè)方面對(duì)市場(chǎng)份額的衡量方法進(jìn)行了探討。但是，上述研究都沒有從微觀角度衡量區(qū)域市場(chǎng)份額。移動(dòng)通信運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)逐漸認(rèn)識(shí)到數(shù)據(jù)流量的微區(qū)域市場(chǎng)份額的評(píng)估對(duì)資源的投入策略及4G的網(wǎng)絡(luò)部署起到重要的支撐作用，并且想方設(shè)法利用大數(shù)據(jù)對(duì)4G微區(qū)域的市場(chǎng)份額進(jìn)行實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)。由于卡爾曼濾波算法具有復(fù)雜度較低、實(shí)時(shí)性好的特性，因此本文采用該算法預(yù)測(cè)微區(qū)域市場(chǎng)份額。

2 卡爾曼濾波原理

2.1 基于數(shù)據(jù)流量預(yù)測(cè)的微區(qū)域市場(chǎng)份額模型

在移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中，運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)流量是可以定時(shí)自動(dòng)采集的，實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)量與微區(qū)域市場(chǎng)份額存在一定的映射關(guān)系。由于用戶存在較大的流動(dòng)性，對(duì)微區(qū)域用戶數(shù)的計(jì)算是相當(dāng)困難的，因此通過(guò)擴(kuò)展卡爾曼濾波對(duì)微區(qū)域業(yè)務(wù)量預(yù)測(cè)處理，再利用微區(qū)域數(shù)據(jù)流量與微區(qū)域市場(chǎng)份額的映射關(guān)系將微區(qū)域數(shù)據(jù)流量轉(zhuǎn)化為微區(qū)域市場(chǎng)份額，實(shí)現(xiàn)對(duì)微區(qū)域市場(chǎng)份額的預(yù)測(cè)。如圖1所示：

圖1 移動(dòng)網(wǎng)實(shí)時(shí)市場(chǎng)份額預(yù)測(cè)算法

宏區(qū)域由一個(gè)或者多個(gè)微區(qū)域組成，如圖2所示：

圖2 宏區(qū)域與微區(qū)域的關(guān)系

宏區(qū)域中各運(yùn)營(yíng)商的數(shù)據(jù)流量和市場(chǎng)份額是可以通過(guò)官方或者政府部門統(tǒng)計(jì)獲得，而微區(qū)域則無(wú)法得到各運(yùn)營(yíng)商的數(shù)據(jù)流量和市場(chǎng)份額。一般來(lái)講，由于競(jìng)爭(zhēng)的保密性要求，一個(gè)運(yùn)營(yíng)商只知道自身在每個(gè)微區(qū)域的運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)，而不知道其他運(yùn)營(yíng)商的數(shù)據(jù)。

假設(shè)宏區(qū)域H的三大運(yùn)營(yíng)商（移動(dòng)、聯(lián)通和電信）的數(shù)據(jù)流量為（M移，M聯(lián)，M電），對(duì)應(yīng)的市場(chǎng)份額為（P移，P聯(lián)，P電），若宏區(qū)域H擁有N個(gè)微區(qū)域（w1，w2，…，wN），且每個(gè)微區(qū)域可得知其移動(dòng)數(shù)據(jù)流量（m1，m2，…，mN）。由于移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商無(wú)法得到其他運(yùn)營(yíng)商在其微區(qū)域的數(shù)據(jù)流量，因此需要通過(guò)對(duì)各運(yùn)營(yíng)商在每個(gè)微區(qū)域的數(shù)據(jù)流量預(yù)測(cè)，從而預(yù)測(cè)各運(yùn)營(yíng)商在每個(gè)微區(qū)域的市場(chǎng)份額。假設(shè)第i個(gè)微區(qū)域的各運(yùn)營(yíng)商市場(chǎng)份額為（Pi移，Pi聯(lián)，Pi電），且各運(yùn)營(yíng)商的市場(chǎng)份額滿足：

Pi移+Pi聯(lián)+Pi電=1 （1）

定義狀態(tài)變量為：

x=（P1移，P1聯(lián)，P1電，P2移，P2聯(lián)，P2電，…，PN移，PN聯(lián)，PN電）

（2）

則宏區(qū)域H的各運(yùn)營(yíng)商數(shù)據(jù)流量可以表示為：

（3）

定義預(yù)測(cè)矩陣T為：

（4）

則狀態(tài)變量x和協(xié)方差矩陣P定義為：

（5）

其中，Qk是在第k次迭代的過(guò)程激勵(lì)協(xié)方差矩陣。在EKF（Extended Kalman Filter，擴(kuò)展卡爾曼濾波）的觀察步驟中，雅可比矩陣J、觀察殘余變量y和殘余協(xié)方差矩陣S定義為：

（6）

（7）

（8）

其中，mk、Rk是在第k次迭代的觀察變量和觀眾噪聲協(xié)方差矩陣。k+1|k代表前一次的估計(jì)值，k+1|k+1r代表當(dāng)前估計(jì)值。在更新步驟中，協(xié)方差矩陣由卡爾曼增益K計(jì)算得到：

（9）

（10）

（11）

其中，I為單位矩陣。

基于擴(kuò)展卡爾曼濾波的微區(qū)域市場(chǎng)份額算法流程如圖3所示：

圖3 擴(kuò)展卡爾曼濾波的微區(qū)域市場(chǎng)份額算法流程

2.2 實(shí)驗(yàn)分析

為了驗(yàn)證算法的有效性，本文通過(guò)某省的運(yùn)營(yíng)商數(shù)據(jù)流量進(jìn)行測(cè)試。在實(shí)驗(yàn)中，只采用六個(gè)微區(qū)域數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)：埠龍鄉(xiāng)、打安鎮(zhèn)、金波鄉(xiāng)、九架、民中和南開鄉(xiāng)。EKF中的R和Q通過(guò)文獻(xiàn)[3]可以計(jì)算得到六個(gè)微區(qū)域所組成的宏區(qū)域數(shù)據(jù)流量及市場(chǎng)份額，如表1所示：

表1 某省的宏區(qū)域市場(chǎng)份額

指標(biāo) 2012年

1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月

數(shù)據(jù)流量/GB 23.6 22.0 25.8 23.2 23.2 24.6 24.5 25.0 25.7 27.2 28.5 29.5

市場(chǎng)份額/% 13.4 12.6 13.9 12.1 12.9 12.8 13.5 13.6 12.4 13.0 12.9 13.3endprint

圖4給出了六個(gè)微區(qū)域的預(yù)測(cè)情況。其中，紅色為本算法通過(guò)擴(kuò)展卡爾曼算法進(jìn)行預(yù)測(cè)的移動(dòng)在各個(gè)微區(qū)域的市場(chǎng)份額；藍(lán)色為移動(dòng)在各個(gè)微區(qū)域的真實(shí)市場(chǎng)份額。從圖4可以看到，本算法可以準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商在各個(gè)微區(qū)域的市場(chǎng)份額。

（a） （b）

（c） （d）

（e） （f）

圖4 六個(gè)微區(qū)域市場(chǎng)份額預(yù)測(cè)結(jié)果

擴(kuò)展卡爾曼濾波預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率與迭代次數(shù)存在一定的關(guān)系，如圖5所示。可以看到，當(dāng)?shù)螖?shù)達(dá)到70次左右時(shí)，準(zhǔn)確率趨向穩(wěn)定。

圖5 EKF迭代次數(shù)與準(zhǔn)確率的關(guān)系

3 總結(jié)

本文提出了基于擴(kuò)展卡爾曼濾波的市場(chǎng)份額預(yù)測(cè)算法，通過(guò)預(yù)測(cè)各個(gè)微區(qū)域的數(shù)據(jù)流量映射關(guān)系，從而計(jì)算各個(gè)運(yùn)營(yíng)商在各個(gè)微區(qū)域的市場(chǎng)份額，并采用某省六個(gè)微區(qū)域?qū)Ρ舅惴ㄟM(jìn)行驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)證明其可以準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)某運(yùn)營(yíng)商各個(gè)微區(qū)域的市場(chǎng)份額。因此，在4G網(wǎng)絡(luò)部署中，運(yùn)營(yíng)商能夠清楚獲知自己在該區(qū)域的地位，進(jìn)而可以對(duì)自己優(yōu)勢(shì)區(qū)域采取優(yōu)先部署的措施，從而達(dá)到資源優(yōu)化配置的目的；對(duì)微區(qū)域市場(chǎng)做出相比于傳統(tǒng)更加精準(zhǔn)的分析，對(duì)于4G網(wǎng)絡(luò)部署的孤島式部署的特點(diǎn)，能夠?qū)崟r(shí)分析部署4G網(wǎng)絡(luò)之后市場(chǎng)份額是增加還是減少，并找出市場(chǎng)份額增加或者減少的原因，對(duì)未部署的地區(qū)提供了實(shí)證參考。

參考文獻(xiàn)：

[1] 程子陽(yáng)，Sunanda Sangwan，關(guān)沖，等. 中國(guó)移動(dòng)通信市場(chǎng)份額分析[J]. 經(jīng)濟(jì)與管理， 2008（9）： 49-52.

[2] 沈睿，劉凱. 運(yùn)輸產(chǎn)品市場(chǎng)份額預(yù)測(cè)模型的研究[J]. 鐵道運(yùn)輸與經(jīng)濟(jì)， 2001（2）： 29-32.

[3] Alfred R exenfeldt. How to Use Market-Share Measurement[J]. Harvard Business Review， 1969： 9-68.

[4] David M Szymanski， Sundar G Bharadwaj， P Rajan Varadarajan. An Analysis of the Market Share-Profitability Relationship[J]. Journal of Marketing， 1993，57（3）： 11-18.

[5] Vinay A Bavdekar， Anjali P Deshpande， Sachin C Patwardhan. Identification of process and measurement noise covariance for state and parameter estimation using extended Kalman filter[J]. Journal of Process Control， 2011，21（4）： 585-601.★endprint

圖4給出了六個(gè)微區(qū)域的預(yù)測(cè)情況。其中，紅色為本算法通過(guò)擴(kuò)展卡爾曼算法進(jìn)行預(yù)測(cè)的移動(dòng)在各個(gè)微區(qū)域的市場(chǎng)份額；藍(lán)色為移動(dòng)在各個(gè)微區(qū)域的真實(shí)市場(chǎng)份額。從圖4可以看到，本算法可以準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商在各個(gè)微區(qū)域的市場(chǎng)份額。

（a） （b）

（c） （d）

（e） （f）

圖4 六個(gè)微區(qū)域市場(chǎng)份額預(yù)測(cè)結(jié)果

擴(kuò)展卡爾曼濾波預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率與迭代次數(shù)存在一定的關(guān)系，如圖5所示?？梢钥吹?，當(dāng)?shù)螖?shù)達(dá)到70次左右時(shí)，準(zhǔn)確率趨向穩(wěn)定。

圖5 EKF迭代次數(shù)與準(zhǔn)確率的關(guān)系

3 總結(jié)

本文提出了基于擴(kuò)展卡爾曼濾波的市場(chǎng)份額預(yù)測(cè)算法，通過(guò)預(yù)測(cè)各個(gè)微區(qū)域的數(shù)據(jù)流量映射關(guān)系，從而計(jì)算各個(gè)運(yùn)營(yíng)商在各個(gè)微區(qū)域的市場(chǎng)份額，并采用某省六個(gè)微區(qū)域?qū)Ρ舅惴ㄟM(jìn)行驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)證明其可以準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)某運(yùn)營(yíng)商各個(gè)微區(qū)域的市場(chǎng)份額。因此，在4G網(wǎng)絡(luò)部署中，運(yùn)營(yíng)商能夠清楚獲知自己在該區(qū)域的地位，進(jìn)而可以對(duì)自己優(yōu)勢(shì)區(qū)域采取優(yōu)先部署的措施，從而達(dá)到資源優(yōu)化配置的目的；對(duì)微區(qū)域市場(chǎng)做出相比于傳統(tǒng)更加精準(zhǔn)的分析，對(duì)于4G網(wǎng)絡(luò)部署的孤島式部署的特點(diǎn)，能夠?qū)崟r(shí)分析部署4G網(wǎng)絡(luò)之后市場(chǎng)份額是增加還是減少，并找出市場(chǎng)份額增加或者減少的原因，對(duì)未部署的地區(qū)提供了實(shí)證參考。

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圖4給出了六個(gè)微區(qū)域的預(yù)測(cè)情況。其中，紅色為本算法通過(guò)擴(kuò)展卡爾曼算法進(jìn)行預(yù)測(cè)的移動(dòng)在各個(gè)微區(qū)域的市場(chǎng)份額；藍(lán)色為移動(dòng)在各個(gè)微區(qū)域的真實(shí)市場(chǎng)份額。從圖4可以看到，本算法可以準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商在各個(gè)微區(qū)域的市場(chǎng)份額。

（a） （b）

（c） （d）

（e） （f）

圖4 六個(gè)微區(qū)域市場(chǎng)份額預(yù)測(cè)結(jié)果

擴(kuò)展卡爾曼濾波預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率與迭代次數(shù)存在一定的關(guān)系，如圖5所示?？梢钥吹?，當(dāng)?shù)螖?shù)達(dá)到70次左右時(shí)，準(zhǔn)確率趨向穩(wěn)定。

圖5 EKF迭代次數(shù)與準(zhǔn)確率的關(guān)系

3 總結(jié)

本文提出了基于擴(kuò)展卡爾曼濾波的市場(chǎng)份額預(yù)測(cè)算法，通過(guò)預(yù)測(cè)各個(gè)微區(qū)域的數(shù)據(jù)流量映射關(guān)系，從而計(jì)算各個(gè)運(yùn)營(yíng)商在各個(gè)微區(qū)域的市場(chǎng)份額，并采用某省六個(gè)微區(qū)域?qū)Ρ舅惴ㄟM(jìn)行驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)證明其可以準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)某運(yùn)營(yíng)商各個(gè)微區(qū)域的市場(chǎng)份額。因此，在4G網(wǎng)絡(luò)部署中，運(yùn)營(yíng)商能夠清楚獲知自己在該區(qū)域的地位，進(jìn)而可以對(duì)自己優(yōu)勢(shì)區(qū)域采取優(yōu)先部署的措施，從而達(dá)到資源優(yōu)化配置的目的；對(duì)微區(qū)域市場(chǎng)做出相比于傳統(tǒng)更加精準(zhǔn)的分析，對(duì)于4G網(wǎng)絡(luò)部署的孤島式部署的特點(diǎn)，能夠?qū)崟r(shí)分析部署4G網(wǎng)絡(luò)之后市場(chǎng)份額是增加還是減少，并找出市場(chǎng)份額增加或者減少的原因，對(duì)未部署的地區(qū)提供了實(shí)證參考。

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