容量规划技术创新，引领LTE专业服务

    随着无线网络的发展以及移动固定网络的融合，移动网络中的数据业务逐渐呈现出多样化的特征，并且用户对业务体验有着越来越高的要求。为了迎合爆炸式的移动话务增长需求，LTE引入了更加扁平化的网络结构、更加先进的空口传输及资源配置技术、更加灵活的组网方式以及更加自主的网络管理和优化手段，使无线资源得到了充分的利用，增强了网络的话务承载能力。网络容量规划需要根据LTE本身的技术特征和优势，结合实际的业务规划需求，保障网络资源的有效利用。具体来看，容量规划是网络需求与网络性能之间的桥梁，需要通过合理的规划，用最小的代价满足网络的容量性能需求。因此，实现网络规模、配置与业务需求之间的匹配是网络容量规划的核心目标之一。

    容量规划的合理性会影响到网络的运营成本，容量规划的结果在宏观上决定了网络在实际运营和优化中所能达到的极限性能，也代表了网络中的资源总量和能够承载的容量上限。过低的规划会极大提升网络的优化难度及优化成本，过高的设计会造成网络投资的浪费。同时，随着LTE的逐步发展并过渡到SON阶段，符合网络性能预期的规划设计通过对网络性能的总体保障和约束，对提升SON功能、算法的有效性、鲁棒性发挥着决定性的作用。

    容量规划作为网规过程的核心环节，其影响贯穿于网络规划建设及运营的整个生命周期，在网络性能提升及运营成本控制等方面有着至关重要的影响。从技术的角度来看，重点要解决的问题是如何以较低的复杂度实现更加精细化的容量规划。

LTE容量规划面临的主要挑战

    作为无线网络规划的关键要素，容量规划在2G/3G网络的发展中形成了完整和严谨的理论体系，并且在实际的产业化进程中经历了漫长的考验和完善。随着无线网络的不断演进以及以MIMO、OFDMA、动态资源配置等关键技术为基础的LTE系统的出现，传统的以配置信道数、频谱效率为基础进行的理论计算显示出越来越多的局限性，难以满足更加高精度、高性能、高效率的LTE容量规划。

    在目前业界的LTE网络规划中，容量规划采用相对比较简单的估算方式，即根据总的容量需求及单站容量折算出需要规划的站点数量。这种线性的计算过程和方法存在根本性的技术悖论，忽略了对LTE容量构成影响的众多因素以及规划构成中不同参数之间的依赖关系。

    对LTE网络容量构成影响的因素，从无线侧来看，主要分为场景、话务、技术及参数配置等几个方面，不同因素对网络的容量性能有着不同程度的影响。

    从网络规划的过程来看，容量规划重点解决的是话务需求及网络配置两个核心变量之间的匹配关系，并且在传统的规划方法中通过频谱效率这一参数进行关联。然而通过大量研究发现，在特定的规划场景下，频谱效率不是一个常量而是一个变量，与网络配置、业务需求存在相互依存、相互决定的关系（见图1）。具体来看，传统方法通过固定的频谱效率来计算出所需要的站间距，但是根据研究结果，频谱效率随着站间距的变大而呈现出递减的趋势，而且随着业务类型及特征的不同呈现出不同的性能。因此，简单折算的容量规划方法在定性及定量的层面都不符合LTE系统本身固有的特征，无法满足精细化的网络规划需求，难以满足容量规划的实际需求。从关键技术层面来看，网络相关核心变量之间的相互依赖关系是LTE容量规划需要解决的重点难题，需要从整体方法论上进行系统性创新，并将理论创新转化成可供工程应用的系统方法及工具，推动LTE网规核心竞争力及应用效率的提升。

容量规划技术创新

    中兴通讯CPT（Capacity Planning Tool）是系统化的容量规划创新解决方案。根据具体的规划需求，CPT通过迭代式的系统行为建模、仿真及性能评估，搜索最优化的容量规划结果，为精细化网络规划提供专业性的解决方案（见图2）。具体来看，在对话务特性、关键技术、网络行为等核心因素深入研究和分析的基础上，CPT实现了3个方面的思路转变。

   

    ● 理论计算向实时仿真的转变

    摒弃标准化、统一的基于频谱效率的计算，通过精细化的建模、仿真及评估，充分体现实际环境、话务、算法等特征及参数对容量规划的影响，真实反映网络在具体条件下的实际能力，能够灵活、高效地定制更加精细化的规划方案，提升容量规划与实际需求的匹配度。

    ● 传统仿真向迭代式创新仿真的转变

    为了提升规划精度，需要通过动态系统仿真来实现话务、网络及用户行为的模拟。传统的动态仿真技术由于高度的建模复杂度，难以将仿真能力工程化，应用成本较高。通过仿真过程的解耦以及创新性的建模方式，将极大降低仿真架构、流程及算法的复杂度，提升了仿真效率，并能够实现迭代式规划结果搜索。

    ● 单一规划向多场景、多业务规划转变

    LTE主要承载多媒体数据业务，需要反映出网络对不同业务的承载能力以及不同场景下（独立建网、2G/3G演进等）对容量规划能力的需求。CPT通过对不同场景下话务模型的精细化建模和处理，准确反映不同业务特性对网络资源及容量消耗的影响，为面向移动互联网的LTE多业务容量规划提供了更加灵活、有效的规划手段，进一步实现网络投资与实际容量需求的匹配。
 
CPT实现专业服务

    根据不同应用场景，CPT提供3种典型的规划模式选择：网络容量规划、用户规模规划以及网络性能仿真评估。

模式A：网络容量规划

    根据业务模型及用户需求对网络规模进行迭代规划，即根据运营商现有话务情况以及对未来话务的预测，给出所需的网络规模及配置。通过给定的模型，CPT对站间距等参数进行迭代仿真，并对每次迭代的网络性能进行统计评估，并根据评估结果自动选择与输入续期最佳匹配的结果。与传统计算方法相比，CPT规划方案实现了与话务需求更加精准的匹配，规划精确度提升20%以上。模式A一般应用于LTE的新建或者在2G/3G的网络上进行叠加的场景。

模式B：用户规模规划

    根据给定的网络规模及业务模型确定网络能够承载的用户规模。通过给定网络及业务参数，CPT对用户规模进行迭代仿真，并对每次迭代的网络性能进行统计评估，根据评估结果自动选择与输入续期最佳匹配的话务规模，最终确定LTE网络的业务承载能力。模式B一般应用于LTE与2G/3G网络按照特定比例叠加建网的场景，根据CPT对网络能力的预估确定LTE对现有网络进行分流的策略及话务量。

    从技术上来看，最常规的需求是根据给定的站点规模、站间距以及业务模型，计算和评估单小区/单站能够承载的业务用户数。在某个给定的256kbps视频流的业务模型以及特定的网络参数配置下，通过CPT对用户数的迭代仿真和满意率评估，可以得出能够承载的用户数为15（与精细化系统仿真的结果18基本相当，复杂度只有系统仿真的1/10以下）。由于对频谱效率的影响进行了精细化的建模，因此CPT在规划精度上有了极大的提升（见图3）

    模式C：网络性能仿真评估

    根据确定的网络规模/站间距对网络的频谱效率/容量性能进行仿真评估，该模式下只要根据确定的参数输入对网络性能进行一次性仿真评估，不需要进行迭代式的仿真。模式C一般应用于LTE与2G/3G网络按特定比例进行叠加建网，并且给出LTE业务承载预期的场景，通过模式C的仿真评估LTE的站点规模能否满足既定的容量需求。

    通过多模式的选择，CPT为不同LTE网络建设场景、不同负载目标下的容量规划提供了系统化的解决方案，并能够满足不同层次的应用需求。基于LTE容量规划领域的技术创新及服务开发，CPT提供了一站式、灵活的容量规划能力，大大降低了LTE网络规划的难度，提升了运营商的运营效率，同时在规划精度上也较传统工具有大幅度的提升。在第一期研究开发的基础上，CPT将进一步增强和演进，逐步为LTE提供系统性的容量规划和优化解决方案。