通信物聯(lián)網(wǎng)在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃及優(yōu)化中的應(yīng)用前景研究

張 碩

（中國移動通信集團(tuán)設(shè)計院有限公司河北分公司 石家莊050021）

1 引言

近年來，我國對移動通信體制進(jìn)行了重大改革。各大電信運營商早已意識到優(yōu)質(zhì)的無線網(wǎng)絡(luò)是市場最大的競爭力。隨著中國三大運營商對于無線網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的重視，移動用戶數(shù)每年遞增，市場競爭形勢嚴(yán)峻，這幾年新建和擴(kuò)容基站的工作量巨大，新的4G 網(wǎng)絡(luò)建設(shè)如火如荼，工期重疊情況嚴(yán)重，幾期工程、幾個網(wǎng)絡(luò)建設(shè)并存。網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和優(yōu)化工程不斷更新、不斷改進(jìn)，但現(xiàn)網(wǎng)數(shù)據(jù)的不完善給規(guī)劃和優(yōu)化帶來很大困難，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)如果有偏差，規(guī)劃結(jié)果將毫無意義。大量的基站參數(shù)設(shè)置存在差異化，極易產(chǎn)生網(wǎng)間干擾，造成通信網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量不高、服務(wù)水平低、網(wǎng)絡(luò)運行效率低的情況。進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和優(yōu)化一定是基于現(xiàn)網(wǎng)情況分析，用有限的資金進(jìn)行最為合理的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。如何高效地進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、實時了解網(wǎng)絡(luò)地區(qū)差異、有針對性地進(jìn)行建設(shè)是移動公司總體規(guī)劃的一個嚴(yán)峻問題。下面引入物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)幫助實時掌握現(xiàn)網(wǎng)情況，更有針對性地確定地區(qū)建設(shè)規(guī)模及對移動通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行更佳優(yōu)化。

2 通信物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

顧名思義,物聯(lián)網(wǎng)是讓物體和網(wǎng)絡(luò)實時連接在一起，通過對各種物體的識別、定位及分析等手段，得到有用的信息應(yīng)用在某種領(lǐng)域。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場景很多，生產(chǎn)生活中處處可見，通常物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用技術(shù)是涉及多領(lǐng)域、多學(xué)科的一種智能化應(yīng)用技術(shù)。

通信物聯(lián)網(wǎng)是應(yīng)用在通信領(lǐng)域的一種科學(xué)。從識別傳感器傳送有用信息到根據(jù)多種數(shù)學(xué)算法進(jìn)行信息處理，可以幫助人們進(jìn)行各種復(fù)雜的應(yīng)用分析。通信物聯(lián)網(wǎng)是以通信原理、計算機(jī)技術(shù)、電子信息等專業(yè)為基礎(chǔ)，將通信技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)結(jié)合起來，通過傳感器采集數(shù)據(jù)和信息處理，然后應(yīng)用到實際工程中。

3 物聯(lián)網(wǎng)在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃優(yōu)化中的應(yīng)用

移動通信網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)系是相互支撐，目前通信網(wǎng)是承載物聯(lián)網(wǎng)的重要基礎(chǔ)設(shè)施，如何通過物聯(lián)網(wǎng)更好地發(fā)展移動通信網(wǎng)絡(luò)，即對移動通信網(wǎng)規(guī)劃優(yōu)化方面發(fā)揮作用是現(xiàn)階段研究的熱點。

近年來，隨著4G 通信網(wǎng)絡(luò)的快速建設(shè)，各運營商移動通信網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展迅猛，容量需求快速增長，在頻率資源有限的條件下，網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作日益得到重視。

在移動通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)時，規(guī)劃先行，網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中具有重要作用，是網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的基礎(chǔ)。通常網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的時間很長，需要確定規(guī)劃區(qū)域和維度，通過實地勘察，對地形地貌、建筑物分布和經(jīng)濟(jì)發(fā)展方面進(jìn)行綜合考慮，結(jié)合當(dāng)?shù)赜脩舻纳盍?xí)慣和生活水平等多方面數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。在現(xiàn)網(wǎng)基站物理分布和現(xiàn)網(wǎng)基站業(yè)務(wù)分布的基礎(chǔ)上，通過仿真軟件，預(yù)測并滿足覆蓋規(guī)劃和容量規(guī)劃的需求，確定建設(shè)規(guī)模和站址配置。網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃就是用最低的投資成本，建設(shè)出滿足規(guī)劃期內(nèi)覆蓋和容量發(fā)展的最優(yōu)網(wǎng)絡(luò)。

網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化同樣重要。由于前期規(guī)劃和實際用戶發(fā)展存在一定偏差，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)建成，通過對現(xiàn)網(wǎng)數(shù)據(jù)的分析，需要對現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)開展優(yōu)化工作。這個過程需要分析大量數(shù)據(jù)，包括基站小區(qū)最大話務(wù)量、小區(qū)最大數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量、忙時小區(qū)分布、無線掉話率等，結(jié)合路測報告和基站分布情況，逐個區(qū)域、逐個基站進(jìn)行分析，調(diào)整載頻資源，尋求最優(yōu)的解決方法進(jìn)行優(yōu)化。網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化是在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上使網(wǎng)絡(luò)發(fā)揮最大作用，更好地服務(wù)用戶，使運營商的投資得到最大的經(jīng)濟(jì)收益。和網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃相比，網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作是一項長期的、有連續(xù)性的重要工作。

由此可見，網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)都需要現(xiàn)有基站的許多物理參數(shù)做支撐，站址的分布情況離不開采集基站的經(jīng)緯度，傳播模型的設(shè)置離不開天線的掛高和方向角等參數(shù)。由勘察人員到現(xiàn)場采集這些參數(shù)，一是費時費力，二是由于測量工具的偏差和人為工作的差異性可能會造成數(shù)據(jù)的偏差。若能使用各種傳感器采集到這些數(shù)據(jù)，通過物聯(lián)網(wǎng)和云計算的應(yīng)用，對采集數(shù)據(jù)進(jìn)行后臺分析輸出，這將是網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作的一個突破性成果。移動運營商的投資分配會更加合理，同時也將會得到更大的經(jīng)濟(jì)收益。不僅網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃仿真可以更加準(zhǔn)確，網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中準(zhǔn)確的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)也將達(dá)到網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化后的最佳效果。

通信物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)特征主要有傳感器、可靠的傳輸和后期數(shù)據(jù)處理云計算。根據(jù)對移動網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和優(yōu)化所需要的數(shù)據(jù)可知，這些數(shù)據(jù)如經(jīng)緯度、天線方向角和掛高等信息的采集對物聯(lián)網(wǎng)傳感器的智能化程度要求不高，主要是需具有可靠的穩(wěn)定性和低功耗等優(yōu)質(zhì)性能。數(shù)據(jù)傳輸可完全依托移動通信網(wǎng)絡(luò)。通過先進(jìn)的后期數(shù)據(jù)處理算法和平臺，移動網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和優(yōu)化人員可以很容易地掌握物理基站的基本參數(shù)。

從物聯(lián)網(wǎng)傳感器安裝的工程方面考慮，目前，一個地級市的物理基站大概有3 000個，在天面安裝傳感器的工作量非常巨大，傳感器的供電和后期維護(hù)也需要工作量。傳感器的質(zhì)量和價格是運營商需要重點把握的問題，采集基站基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的優(yōu)質(zhì)傳感器需要大規(guī)模研發(fā)和生產(chǎn)以保證質(zhì)量并控制成本。

4 結(jié)束語

通信領(lǐng)域物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展處于起步階段，各種應(yīng)用正在研發(fā)測試，制約發(fā)展的方面有技術(shù)發(fā)展、產(chǎn)業(yè)發(fā)展等重要因素，規(guī)模也是制約通信物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的一大要素。物聯(lián)網(wǎng)的核心是數(shù)據(jù)采集、傳輸、融合分析。僅有一臺終端毫無意義，大數(shù)據(jù)做不到去冗融合。大規(guī)模篩選分析不僅能實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用的意義，還可降低成本，規(guī)模化的應(yīng)用和生產(chǎn)是用戶和產(chǎn)業(yè)鏈互相制約的關(guān)鍵因素。目前，物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展缺少龍頭企業(yè)帶動，技術(shù)優(yōu)勢和開發(fā)程度都不足，這一切都導(dǎo)致覆蓋成本相對較高，很容易形成一個死循環(huán)。其次，通信網(wǎng)絡(luò)傳感器的供電也是一個亟待解決的問題，終端蓄電池應(yīng)具有良好的續(xù)航能力，采取本地供電的終端應(yīng)具有較小的功耗，在工程上的實施也需要簡單易操作。

目前大規(guī)模建設(shè)的TD-LTE 技術(shù)更加注重網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化，所以在今后的工作中，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將被更多地引入，對各種數(shù)據(jù)采集工作也將更加準(zhǔn)確、更加高效。通信領(lǐng)域物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展還需要更多的成熟技術(shù)，還需要更多廠商的支持和發(fā)展。