一种栅格化5G室外基站效益预评估方法与流程

一种栅格化5g室外基站效益预评估方法
技术领域
1.本发明涉及一种基站效益预评估方法，特别是一种栅格化5g室外基站效益预评估方法。


背景技术：

2.5g作为最新一代的移动通信技术，是当前新基建的领衔领域，是实现经济社会数字化、网络化、智能化转型的关键动能，截至2021年底，我国累计建成并开通5g基站142.5万个。但5g站点密度高、建设规模大、投资成本高、收益增长低，在进行网络建设时需要在满足业务发展和网络能力的同时，兼顾投资效益，因此如何准确评估5g基站效益成为了5g网络可持续建设的重要前提。
3.长期以来，如何分析和计算无线基站的经济效益是一个难以确切回答的问题。现有技术一般将某个区域内多个无线基站作为一个整体进行评估，其方法具有以下局限性：
4.1、整体性的评估结果难以细分，无法灵活满足不同精细度分析的需求；
5.2、评估过程涉及的影响因素较少，易受个别因素偏差影响导致整体结果偏离实际；3、评估过程不考虑单个基站影响因素，难以为单个基站方案优化提供有益的参考。


技术实现要素：

6.发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种栅格化5g室外基站效益预评估方法。
7.为了解决上述技术问题，本发明公开了一种栅格化5g室外基站效益预评估方法，包括如下步骤：
8.步骤1，栅格化处理分析区域，建立初始的栅格特征信息列表；
9.步骤2，根据市场运营数据，计算单个栅格的5g流量需求，补充所述栅格特征信息列表；
10.步骤3，根据基站规划数据，计算单个栅格的5g覆盖电平值，补充所述栅格特征信息列表；
11.步骤4，基于经过步骤2和步骤3补充后的所述栅格特征信息列表，计算单个基站的效益，完成栅格化5g室外基站效益预评估。
12.本发明步骤1包括：
13.步骤1-1，根据待分析基站的地理位置确定分析区域；所述分析区域指明确具有具体地理边界的区域，通过所述地理边界在地理地图上以确定的多边形表征具体的地理位置；所述分析区域包含所有的待分析基站；
14.步骤1-2，将所述分析区域进行栅格化处理；将分析区域划分为大小相同并紧密相邻的正方形栅格阵列，所述栅格阵列中的每个栅格地理范围由边长和中心位置经纬度定义，并包含一个唯一编号用于该栅格的表示和检索，即栅格的编号；
15.步骤1-3，获取待分析基站的测量报告即mr数据，并与步骤1-2中处理得到的栅格
进行匹配；通过基站运营系统获得固定时间段的mr数据，并根据每条mr数据的地理位置确定所归属的栅格，与该栅格建立对应关系；根据所述时间段内所有mr数据与所有栅格的对应关系，以栅格为单位统计mr数据，分别计算每个栅格内的mr数据的样本数以及mr数据的所属基站编号；
16.步骤1-4，根据步骤1-1至步骤1-3中得到的数据，建立栅格特征信息列表，具体表示方式如下：
17.设分析区域共划分为n个栅格，编号为n的栅格的特征信息列表为：
18.{n，gridn，longn，latn，mrn，gn}；
19.其中，n表示栅格总数量，n表示栅格的编号，longn表示编号为n的栅格的中心位置经度，latn表示编号为n的栅格的中心位置纬度，mrn表示编号为n的栅格的mr数据样本数，gn表示编号为n的栅格的所属基站编号。
20.本发明步骤2包括：
21.步骤2-1，获取分析区域的市场运营数据；
22.步骤2-2，计算分析区域的流量需求；
23.步骤2-3，计算分析区域的5g流量需求；
24.步骤2-4，计算每个栅格的5g流量需求；
25.步骤2-5，将每个栅格的5g流量需求，添加至栅格特征信息列表。
26.步骤2-1中所述的分析区域的市场运营数据包括：
27.分析区域内的套餐种类以及各类套餐对应的费用、最大可用流量以及对应的用户数；
28.分析区域内的5g终端占比以及5g开关打开率。
29.步骤2-2中所述计算分析区域的流量需求的方法，包括：
30.将分析区域内的不同套餐的最大可用流量和对应用户数分别相乘后汇总求和，计算公式如下：
[0031][0032]
其中，d
sum
表示分析区域的流量需求，dm表示第m个套餐的最大可用流量，cm表示第m个套餐对应用户数，m表示不同类型套餐的数量。
[0033]
步骤2-3中所述计算分析区域的5g流量需求的方法，包括：
[0034]d5g
＝d
sum
×
p1×
p2[0035]
其中，d
sum
表示分析区域的流量需求，d
5g
表示分析区域的5g流量需求，p1表示所述分析区域内的5g终端占比，p2表示所述分析区域内的5g开关打开率。
[0036]
步骤2-4中计算每个栅格的5g流量需求，包括：
[0037]
计算每个栅格的mr数据的样本数占分析区域内所有栅格的mr数据的样本数比例，再将该比例乘以分析区域的5g流量需求，即可得到每个栅格的5g流量需求，具体计算公式如下：
[0038]
[0039]
其中，dn表示所述编号为n的栅格的5g流量需求，d
5g
表示分析区域的5g流量需求，mrn表示编号为n的栅格的的mr数据样本数，n表示栅格总数量。
[0040]
步骤2-5中将每个栅格的5g流量需求添加至栅格特征信息列表，添加后的栅格特征信息列表如下：
[0041]
设分析区域共划分为n个栅格，编号为n的栅格的特征信息列表为：
[0042]
{n，longn，latn，mrn，gn，dn}；
[0043]
其中，dn表示编号为n的栅格的5g流量需求。
[0044]
步骤3包括：
[0045]
步骤3-1，获取5g基站规划数据，包括：
[0046]
(1)基站规划参数，包括：基站频率、基站经度、基站纬度、基站等效发射功率、基站天线有效高度、建设投资以及基站成本；
[0047]
(2)区域场景参数，包括：平均街道宽度、平均建筑物高度、移动台天线有效高度以及平均损耗；
[0048]
步骤3-2，根据每个栅格的经纬度和栅格所属基站经纬度计算栅格至基站的距离d，方法包括：
[0049]
编号为n的栅格与其对应的编号为gn的基站的距离为：
[0050][0051]
其中，dn表示编号为n的栅格与所属基站的距离，long
gn
表示基站编号为gn的基站中心位置经度，lat
gn
表示基站编号为gn的基站中心位置纬度；
[0052]
步骤3-3，根据步骤3-2的计算结果，计算每个栅格的5g覆盖电平值，计算方法如下：
[0053][0054]
其中，rsn表示编号为n的栅格的5g覆盖电平值，p
gn
表示基站编号为gn的基站发射功率，h
gn
表示基站编号为gn的基站高度，f
gn
表示基站编号为gn的基站频率，h表示平均建筑物高度的常量，k表示与覆盖场景有关的损耗常量；
[0055]
步骤3-4，将计算得到的每个栅格的5g覆盖电平值添加至栅格特征信息列表，添加后结果如下：
[0056]
设分析区域共划分为n个栅格，编号为n的栅格的特征信息列表为：
[0057]
{n，longn，latn，mrn，gn，dn，rsn}。
[0058]
本发明步骤4包括：
[0059]
步骤4-1，根据所述栅格特征信息列表，计算单个基站的5g流量，计算方法包括：
[0060]
步骤4-1-1，确定5g网络的驻留门限电平值；
[0061]
步骤4-1-2，判断每个栅格特征信息列表中的5g覆盖电平值rsn是否满足驻留门限要求；若rsn≥驻留门限电平值，则该栅格的5g流量需求dn计列为所述基站的5g流量；若rsn＜驻留门限电平值，则不计入所述基站的5g流量；
[0062]
步骤4-1-3，将所述基站的栅格中满足rsn≥驻留门限电平值条件的栅格5g流量需求dn求和，获得所述基站的5g流量；
[0063]
步骤4-2，根据每单位流量收入，计算单个基站的效益，计算方法如下：
[0064]
单个基站的效益＝单个基站5g流量
×
每单位流量收入；
[0065]
步骤4-3，基于5g基站规划信息，计算单个基站成本；
[0066]
步骤4-4，进行单个基站的效益评估，计算方式如下：
[0067]
单个基站的效益＝单个基站5g流量
×
每单位流量收入-单个基站成本
[0068]
步骤4-5，将步骤1到步骤4的计算过程进行合并，得到所述效益评估的方法f(x)，包括：
[0069]
效益
[0070]
其中：f1表示每单位流量收入，f2表示单个基站成本，d
x
表示编号为x的栅格的5g流量需求，x表示满足集合条件的栅格编号，n表示栅格的编号，rsn表示编号为n栅格的5g覆盖电平值，offset表示5g网络的驻留门限电平值。
[0071]
有益效果：
[0072]
本发明以一种高效精准的方式实现5g室外基站效益的评估，评估结果由多个基站的独立评估结果汇总得出，不易受个别因素偏差影，结果更加科学客观，并且可以根据需求自由调整汇总方式，灵活满足不同场景，不同区域的分析需求。通过评估结果的逆向分析，可以确定影响效益的关键因素，可以为整体方案或者单个基站的方案优化提供明确指向性的参考。本方法可在5g项目规划或可行性研究阶段有效地用于5g室外基站方案的合理性评估方法，并为方案的优化提供有益的参考。
附图说明
[0073]
下面结合附图和具体实施方式对本发明做更进一步的具体说明，本发明的上述和/或其他方面的优点将会变得更加清楚。
[0074]
图1为本发明的总体流程示意图。
[0075]
图2是分析区域栅格化处理示意图。
[0076]
图3是栅格与基站对应示意图。
[0077]
图4是单个栅格的5g覆盖电平值计算示意图。
[0078]
图5是单个基站5g流量计算示意图。
具体实施方式
[0079]
本发明提供了一种栅格化5g室外基站效益预评估方法，包括：
[0080]
如图1所示，本方法按照以下过程进行实施：
[0081]
步骤1，栅格化处理分析区域，建立初始栅格特征信息列表。
[0082]
步骤1-1，根据待分析基站的地理位置确定分析区域；所述分析区域指明确具有具
体地理边界的区域，通过所述地理边界在地理地图上以确定的多边形表征具体的地理位置，并且待分析区域应包括所有的待分析基站。为了兼顾后续数据的获取和分析，建议采用国家行政区域划分或者本企业的市场营销区域划分，建议选用市级，县级或区级区划范围。
[0083]
步骤1-2，将分析区域进行栅格化处理。如图2所示，将分析区域划分为大小相同，紧密相邻的正方形栅格阵列，每个栅格地理范围由边长，中心位置的经纬度定义，并包含一个唯一编号用于该栅格的表示和检索。栅格边长可根据评估需求自定义，栅格边长越小，分析区域内栅格数量越多，计算精度会有所提高，但同时计算量也会增加，因此，在确定栅格边长时应权衡计算精度和计算量两个因数综合考虑，建议采用标准地理长度50米或100米。
[0084]
步骤1-4，获取待分析基站的mr数据，并与划分栅格进行匹配。mr(measurementreport，测量报告)是用户终端在使用移动网络过程向基站发送的无线链路的相关信息，一般包括rsrp(reference signal receiving power，参考信号接收功率)，位置信息，终端所连接的基站小区等。通过基站运营系统获得一定时间段的mr数据，因该基站尚未部署5g系统，可选用基站的4g系统所产生的mr数据。根据每条mr数据的位置信息所归属的栅格地理范围，与唯一栅格建立对应关系。根据所有mr数据与所有栅格的对应关系，以栅格为单位统计mr数据，分别计算每个栅格内的mr数据的样本数以及mr数据的所属基站编号(如图3所示)；
[0085]
步骤1-5，根据以上过程结果建立每个栅格特征信息列表，具体表示方式如下：
[0086]
设分析区域共可以划分为n个栅格，编号为n栅格的特征信息列表为：
[0087]
{n，gridn，longn，latn，mrn，gn}；
[0088]
其中，n表示栅格总数量，n表示栅格的编号，longn表示编号为n栅格的中心位置经度，latn表示编号为n栅格的中心位置纬度，mrn表示编号为n栅格的mr数据样本数，gn表示编号为n栅格的所属基站编号。
[0089]
步骤2，根据市场运营数据，计算单个栅格5g流量，补充栅格特征信息列表。
[0090]
步骤2-1，获取分析区域的市场运营数据。根据移动用户的付费特征，需要获取的运营数据包括：
[0091]
(1)套餐种类以及各类套餐对应的费用，最大可用流量以及对应用户数。
[0092]
(2)5g终端占比以及5g开关打开率
[0093]
步骤2-2，计算分析区域的流量需求。将分析区域的不同套餐内的最大可用流量和对应用户数分别相乘后汇总求和，计算公式如下：
[0094][0095]
其中，d
sum
表示分析区域的流量需求，dm表示第m个套餐的最大可用流量，cm表示第m个套餐对应用户数，m表示不同类型套餐的数量。
[0096]
步骤2-3，计算分析区域的5g流量需求(d
5g
)，计算公式如下：
[0097]d5g
＝d
sum
×
p1×
p2[0098]
其中，d
sum
为分析区域流量需求，d
5g
为分析区域的5g流量需求，p1为所述分析区域内的5g终端占比，p2为所述分析区域内的5g开关打开率。
[0099]
步骤2-4，计算每个栅格的5g流量需求。计算每个栅格的mr数据的样本数占分析区
域内所有栅格的mr数据的样本数比例，再将该比例乘以分析区域的5g流量需求，即可得到每个栅格的5g流量需求，具体计算公式如下：
[0100][0101]
其中，dn表示所述编号为n栅格的5g流量需求，d
5g
表示分析区域的5g流量需求，mrn表示编号为n栅格的的mr数据样本数，n表示栅格总数量。
[0102]
步骤2-5，将每个栅格的5g流量需求添加至栅格特征信息列表，添加后结果为：
[0103]
设分析区域共可以划分为n个栅格，编号为n栅格的特征信息列表为：
[0104]
{n，longn，latn，mrn，gn，dn}；
[0105]
其中，n表示栅格总数量，n表示栅格的编号，longn表示编号为n栅格的中心位置经度，latn表示编号为n栅格的中心位置纬度，mrn表示编号为n栅格的mr数据样本数，gn表示编号为n栅格的所属基站编号，dn表示编号为n栅格的5g流量需求。
[0106]
步骤3，根据基站规划数据，计算单个栅格的5g覆盖电平值，补充栅格特征信息列表。
[0107]
步骤3-1，获取5g基站规划信息，根据后续计算要求，需要获取的参数包括：
[0108]
(1)基站规划参数：基站频率，基站经度，基站纬度，基站等效发射功率(考虑相关增益)，基站天线有效高度，建设投资，基站成本；
[0109]
(2)区域场景参数：平均街道宽度，平均建筑物高度，移动台天线有效高度，平均损耗(已考虑阴影衰落，穿透损耗等因素)。
[0110]
步骤3-2，根据每个栅格的经纬度和栅格所属基站经纬度计算栅格至基站的距离d，方法包括：
[0111]
编号为n的栅格与其对应的gn基站的距离为
[0112][0113]
其中，dn表示编号为n栅格与所属基站的距离，gn表示编号为n栅格的所属基站编号，longn表示编号为n栅格的中心位置经度，latn表示编号为n栅格的中心位置纬度，long
gn
表示基站编号为gn的基站中心位置经度，lat
gn
表示基站编号为gn的基站中心位置纬度；
[0114]
基站的中心位置经度和中心位置纬度可通过5g基站规划信息获取。
[0115]
步骤3-3，根据步骤3-2的计算结果，计算每个栅格的5g覆盖电平值，如图4所示，计算方法如下：
[0116][0117]
其中，rsn表示编号为n栅格的5g覆盖电平值，dn表示编号为n栅格的与所属基站的
距离，gn表示编号为n栅格的所属基站编号，p
gn
表示基站编号为gn的基站发射功率，h
gn
表示基站编号为gn的基站高度，f
gn
表示基站编号为gn的基站频率，h表示平均建筑物高度的常量，k表示与覆盖场景有关的损耗常量；
[0118]
平均建筑物高度的常量和与覆盖场景有关的损耗常量均为与覆盖场景有关的常量，可通过5g基站规划信息确定。
[0119]
步骤3-4，将计算得到的每个栅格的5g覆盖电平值添加至栅格特征信息列表，添加后结果如下：
[0120]
设分析区域共可以划分为n个栅格，编号为n栅格的特征信息列表为：
[0121]
{n，longn，latn，mrn，gn，dn，rsn}；
[0122]
其中，n表示栅格总数量，n表示栅格的编号，longn表示编号为n栅格的中心位置经度，latn表示编号为n栅格的中心位置纬度，mrn表示编号为n栅格的mr数据样本数，gn表示编号为n栅格的所属基站编号，dn表示编号为n栅格的5g流量需求，rsn表示编号为n栅格的5g覆盖电平值。
[0123]
步骤4，基于栅格特征信息列表，计算单个基站的效益。
[0124]
步骤4-1，根据栅格特征信息列表，计算单个基站5g流量，如图5所示，计算方法如下：
[0125]
(1)确定5g网络的驻留门限电平值，该数值由网络运营商根据实际情况设定，一般为-105dbm～-115dbm；
[0126]
(2)判断每个栅格特征信息列表中的5g覆盖电平值rsn是否满足驻留门限要求；若rsn≥驻留门限电平值，则该栅格的5g流量需求dn计列为所述基站的5g流量；若rsn＜驻留门限电平值，则不计入所述基站的5g流量；
[0127]
(3)将基站可关联的栅格中满足“rsn≥驻留门限电平值”条件的栅格对应的5g流量需求dn求和，获得基站的5g流量。
[0128]
步骤4-2，根据每单位流量收入，计算单个基站收入，计算方式如下：
[0129]
单个基站的效益＝基站5g流量
×
每单位流量收入
[0130]
步骤4-3，基于5g室外站规划信息，计算单个基站成本，计算方式如下：
[0131]
(1)根据步骤3-1获取的每个基站建设投资，按企业经营折旧年限要求，计算为每年折旧成本。
[0132]
(2)根据步骤3-1获取的每个基站运营成本，包括电费，租金和维护费用等。
[0133]
(3)通过折旧成本，电费，租金和维护费用求和，即可得到单个基站成本
[0134]
步骤4-4，进行单个基站的效益评估，计算方式如下：
[0135]
单个基站的效益＝基站5g流量
×
每单位流量收入-单个基站成本
[0136]
步骤4-5，将步骤1到步骤4的计算过程进行合并，得到所述效益评估的方法f(x)，包括：
[0137]
效益
[0138]
其中：f1表示每单位流量收入，f2表示单个基站成本，d
x
表示编号为x栅格的5g流量需求，x表示满足集合条件的栅格编号，n表示栅格的编号，rsn表示编号为n栅格的5g覆盖电平值，offset表示5g网络的驻留门限电平值
[0139]
基于以上公式，在实际计算过程中，可以开展多维度的基站效益预评估，以下提供
两种主要的分析方法。
[0140]
(1)5g流量需求是基于现有业务经营状况进行了评估，若需要考虑中长期的评估结果，需在5g流量需求引入基于增长趋势构建的以时间为变量的预测模型，例如总流量增长模型、5g终端占比p1以及5g开关打开率p2的增长模型等；
[0141]
(2)通过调整基站规划参数集中某项或者某几项参数即可获得基站规划调整对于效益影响，可用于对比不同规划方案的效益性，计算对于效益影响敏感性高的规划参数等方面。
[0142]
具体实现中，本技术提供计算机存储介质以及对应的数据处理单元，其中，该计算机存储介质能够存储计算机程序，所述计算机程序通过数据处理单元执行时可运行本发明提供的一种栅格化5g室外基站效益预评估方法的发明内容以及各实施例中的部分或全部步骤。所述的存储介质可为磁碟，光盘，只读存储记忆体(read-only memory，rom)或随机存储记忆体(random access memory，ram)等。
[0143]
本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明实施例中的技术方案可借助计算机程序以及其对应的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明实施例中的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以计算机程序即软件产品的形式体现出来，该计算机程序软件产品可以存储在存储介质中，包括若干指令用以使得一台包含数据处理单元的设备(可以是个人计算机，服务器，单片机。muu或者网络设备等)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
[0144]
本发明提供了一种栅格化5g室外基站效益预评估方法的思路及方法，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。