盧國瀟 王凌風(fēng)

【摘? 要】針對(duì)室內(nèi)場(chǎng)景網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提升的業(yè)務(wù)需求，在識(shí)別“弱覆蓋”建筑的基礎(chǔ)上，進(jìn)行樓宇重要性排序，探討層次分析法在LTE室內(nèi)規(guī)劃中的應(yīng)用。通過建筑的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)指標(biāo)、功能定位、市場(chǎng)重要性、投資可行性等多層面進(jìn)行評(píng)估，形成樓宇的價(jià)值排序，可以為室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)提供參考借鑒，尤其適用于資源受限的投資匹配需求，從而避免投資建設(shè)盲目性，同時(shí)一定程度可以提升室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的市場(chǎng)價(jià)值，達(dá)到差異化競(jìng)爭(zhēng)需求的目的。

【關(guān)鍵詞】層次分析法;立體仿真;建筑重要性;站點(diǎn)種子庫;投資可行性

doi：10.3969/j.issn.1006-1010.2020.10.017? ? ? ? 中圖分類號(hào)：TN929.5

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? 文章編號(hào)：1006-1010（2020）10-0092-05

引用格式：盧國瀟，王凌風(fēng). 基于AHP的LTE室內(nèi)規(guī)劃[J]. 移動(dòng)通信， 2020，44（10）： 92-96.

0? ?引言

層次分析法（AHP， Analytic Hierarchy Process）是將與決策總是有關(guān)的元素分解成目標(biāo)、準(zhǔn)則、方案等層次，在此基礎(chǔ)之上進(jìn)行定性和定量分析的決策方法[1]。層次分析法比較適合于具有分層交錯(cuò)評(píng)價(jià)指標(biāo)的目標(biāo)系統(tǒng)，而且目標(biāo)值又難于定量描述的決策問題[2]。在LTE室內(nèi)規(guī)劃過程中，建設(shè)站點(diǎn)的確定，需考慮網(wǎng)絡(luò)服務(wù)指標(biāo)、功能定位、市場(chǎng)重要性、投資可行性等多方面的決策因素，并根據(jù)各因素的相互關(guān)聯(lián)作用以及彼此重要性，來決策確定建設(shè)需求。而在這些決策因素中既有可以量化的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)類指標(biāo)，如覆蓋、容量、質(zhì)量指標(biāo)等，也有難以量化的功能定位、建筑重要性等因素，如何就多層次多目標(biāo)的決策因素，進(jìn)行LTE室內(nèi)規(guī)劃建設(shè)，一直是網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃過程中需要重點(diǎn)考慮的問題。針對(duì)室內(nèi)規(guī)劃多因素決策條件的影響特點(diǎn)，通過結(jié)合分層交錯(cuò)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行基于AHP的規(guī)劃站址的確定，適合于室內(nèi)LTE規(guī)劃多評(píng)價(jià)指標(biāo)的綜合評(píng)估。

隨著LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的逐步完善，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的重心也由廣覆蓋逐步轉(zhuǎn)向深度覆蓋，特別是800 M/900 M低頻段頻率重耕，極大地改善了全網(wǎng)LTE覆蓋質(zhì)量，目前在城區(qū)面覆蓋上基本已達(dá)無縫覆蓋。但深度覆蓋能力卻仍然不足，存在大量如地下車庫、電梯等區(qū)域的LTE覆蓋盲區(qū)。同時(shí)城市新增開發(fā)區(qū)、舊城改造、軌道交通、交通樞紐、商圈擴(kuò)能等建設(shè)也帶來了大量的覆蓋盲區(qū)和弱覆蓋區(qū)。此外物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，城市的智慧升級(jí)產(chǎn)生海量的數(shù)據(jù)和應(yīng)用亟需無線網(wǎng)絡(luò)支撐。因此持續(xù)提升LTE深度覆蓋能力，也是網(wǎng)絡(luò)精細(xì)化建設(shè)的關(guān)鍵所在。

為更好匹配投資效益，甄選高市場(chǎng)價(jià)值的樓宇進(jìn)行室內(nèi)針對(duì)性建設(shè)尤為重要。通過結(jié)合大數(shù)據(jù)分析，根據(jù)不同地域場(chǎng)景的經(jīng)濟(jì)發(fā)展、用戶分布、業(yè)務(wù)發(fā)展以及應(yīng)用差異性，建立基于AHP的站點(diǎn)重要性評(píng)估模型，實(shí)現(xiàn)面向應(yīng)用的智慧型節(jié)約型室內(nèi)規(guī)劃體系。

1? ?識(shí)別室內(nèi)待建站點(diǎn)庫

在進(jìn)行基于AHP的LTE室內(nèi)規(guī)劃之前，需首先篩選出待建的室內(nèi)站點(diǎn)庫，室內(nèi)站點(diǎn)庫主要基于網(wǎng)絡(luò)覆蓋、質(zhì)量等服務(wù)類指標(biāo)予以篩選。通過對(duì)室內(nèi)外LTE信號(hào)基于MR數(shù)據(jù)指紋庫的綜合定位[3]，可有效區(qū)分室內(nèi)外弱覆蓋。同時(shí)采用高精度立體覆蓋仿真技術(shù)來構(gòu)建立體指紋庫，還可將用戶終端上報(bào)的測(cè)量報(bào)告指紋與指紋庫進(jìn)行相關(guān)性判斷，實(shí)現(xiàn)測(cè)量報(bào)告的立體定位[4]，從而實(shí)現(xiàn)MR數(shù)據(jù)在室內(nèi)環(huán)境下的立體定位。

經(jīng)過立體定位識(shí)別出的弱覆蓋建筑，需要確認(rèn)覆蓋方式，通過室外現(xiàn)網(wǎng)和規(guī)劃基站的仿真預(yù)估室外基站覆蓋室內(nèi)效果。采用3D射線追蹤模型[5]可得到室外規(guī)劃站點(diǎn)對(duì)室內(nèi)建筑的覆蓋效果，進(jìn)行室內(nèi)LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋預(yù)測(cè)，并將不能被室外站有效覆蓋的建筑納入室內(nèi)站點(diǎn)待建庫，室外站能覆蓋的站點(diǎn)則納入室內(nèi)站點(diǎn)跟蹤庫。

根據(jù)仿真結(jié)果，將室內(nèi)站點(diǎn)待建庫的建筑進(jìn)行重要性評(píng)估，以便匹配投資完成室內(nèi)規(guī)劃和建設(shè)。

2? ?基于APH的建筑重要性評(píng)估

鑒于投資規(guī)模，室內(nèi)站點(diǎn)待建庫內(nèi)的建筑不可能全部予以實(shí)施解決。當(dāng)前移動(dòng)通信服務(wù)的競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，而用戶體驗(yàn)的提升是留住用戶的重要手段[6]，因此還需以用戶感知為核心，結(jié)合建筑重要性、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)能力、投資價(jià)值等多方面因素進(jìn)行室內(nèi)站點(diǎn)價(jià)值的綜合評(píng)估，既滿足重要樓宇建設(shè)不遺漏，又滿足用戶網(wǎng)絡(luò)服務(wù)感知，同時(shí)也滿足站點(diǎn)建設(shè)的投資價(jià)值，以此打造差異化競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

室內(nèi)站點(diǎn)價(jià)值評(píng)估從建筑重要性、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)能力、投資價(jià)值3個(gè)維度進(jìn)行分析評(píng)估，各個(gè)維度又按各自影響指標(biāo)分別進(jìn)行重要性評(píng)估，最后根據(jù)3個(gè)維度各自對(duì)應(yīng)的權(quán)重進(jìn)行整體價(jià)值排序，完成基于AHP的室內(nèi)規(guī)劃站點(diǎn)庫。

2.1? 建立層次結(jié)構(gòu)模型

首先按評(píng)價(jià)目標(biāo)的不同，影響目標(biāo)功能實(shí)現(xiàn)的差異，將評(píng)價(jià)系統(tǒng)分為幾個(gè)等級(jí)層次[6]，如圖2所示，就是以階梯層次表示的層次結(jié)構(gòu)模型圖。其中第一級(jí)指標(biāo)S1、S2、S3為整體評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重，第二級(jí)指標(biāo)W相當(dāng)于指標(biāo)S的權(quán)重。

對(duì)于建筑重要性維度權(quán)重S1的確定，可根據(jù)市場(chǎng)潛力和經(jīng)濟(jì)效益，建立大數(shù)據(jù)模型，結(jié)合寬帶營銷沙盤從建筑內(nèi)的寬帶用戶占比、入住率、手機(jī)用戶占比、用戶手機(jī)ARPU水平[7]、主覆蓋區(qū)流量等維度評(píng)估建筑的市場(chǎng)潛力和經(jīng)濟(jì)效益，進(jìn)行確定該建筑的重要性程度，如圖3所示。然后與其他2個(gè)維度的權(quán)重進(jìn)行歸一化處理，確定彼此之間的相對(duì)權(quán)重。

（1）手機(jī)用戶占比W1：建筑內(nèi)手機(jī)用戶/建筑房間數(shù)。通過比較單位空間內(nèi)手機(jī)用戶數(shù)量，來反映建筑的重要程度，單位空間內(nèi)手機(jī)用戶越多則覆蓋需求越迫切（為防止小建筑干擾，計(jì)算時(shí)可設(shè)置建筑最小起點(diǎn)房間數(shù)）。

（2）用戶手機(jī)ARPU水平W2：建筑內(nèi)手機(jī)用戶ARPU值的高低。通過比較用戶中高價(jià)值用戶的比例，來反映建筑內(nèi)用戶的質(zhì)量（不同套餐加成系數(shù)不一樣，套餐費(fèi)用越高系數(shù)越大;為防止個(gè)別用戶總體數(shù)量極少，但高價(jià)值用戶占比高的建筑干擾，計(jì)算時(shí)應(yīng)設(shè)置用戶最少起點(diǎn)基數(shù)）。

（3）寬帶用戶占比W3：建筑內(nèi)寬帶用戶/建筑房間數(shù)。通過統(tǒng)計(jì)比較單位空間內(nèi)寬帶用戶數(shù)量，來反映建筑的市場(chǎng)潛力和重要程度，單位空間內(nèi)寬帶用戶越多則覆蓋需求越迫切（為防止小建筑干擾，計(jì)算時(shí)可設(shè)置建筑最小起點(diǎn)房間數(shù)）。

（4）入住率W4：建筑入住率，入住率越高則覆蓋需求越迫切。

（5）主覆蓋區(qū)流量W5：覆蓋該建筑的基站扇區(qū)的忙時(shí)流量，供投資決策參考，流量越高，則覆蓋價(jià)值越大。

2.2? 構(gòu)造判斷矩陣

在確定各層次各因素之間的權(quán)重時(shí)，需將定性描述的因素予以一定的定量化賦值，以便可以進(jìn)行量化的計(jì)算和對(duì)比，一般可以采取一致矩陣法，來構(gòu)建判斷矩陣。判斷矩陣是表示本層所有元素針對(duì)上一層某一個(gè)因素的相對(duì)重要性的比較。

構(gòu)建第一維度建筑重要性權(quán)重矩陣如下：

對(duì)于W1～W5，采取專家判斷法和調(diào)查法結(jié)合，評(píng)估權(quán)重參數(shù)比值如表1所示：

2.3? 層次單排序

層次單排序主要是為了確定該層各因素對(duì)上層某因素影響程度的過程，能否通過層次單排序，需要進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。根據(jù)矩陣?yán)碚?，一致性檢驗(yàn)通常通過計(jì)算最大特征值與特征向量來予以判斷。一般來講，在AHP法中計(jì)算判斷矩陣的最大特征值與特征向量，并不需要較高的精度，用求和法或求根法可以計(jì)算特征值的近似值。

根據(jù)建筑重要性的權(quán)重矩陣通過求根法計(jì)算特征值：

（1）首先需求出層次因素權(quán)重比值表每一行元素乘積的n次方根。

如：第一行元素乘積為：

（2）對(duì)每有行向量進(jìn)行歸一化處理，有：

依次求得W1、W2、W3、W4，所求得的特征向量即為：[0.285714， 0.428751， 0.142857， 0.071429]T。

（3）計(jì)算矩陣的特征根：

2.4? 判斷矩陣的一致性檢驗(yàn)

對(duì)比一致性檢驗(yàn)指標(biāo)如表2所示：

單排序權(quán)重最大特征根向量，和準(zhǔn)則權(quán)值向量的乘積，表示綜合業(yè)務(wù)權(quán)重，反映了室內(nèi)待建樓宇的重要性[8]。相關(guān)參數(shù)計(jì)算結(jié)果如表3所示：

2.5? 形成室分站點(diǎn)種子庫

同樣對(duì)第二維度樓宇網(wǎng)絡(luò)服務(wù)指標(biāo)也進(jìn)行相應(yīng)排序，樓宇網(wǎng)絡(luò)服務(wù)指標(biāo)均有量化值，可按指標(biāo)數(shù)值區(qū)間賦予相應(yīng)權(quán)重，并按權(quán)重進(jìn)行層次單排序。排序方法采取將所有樓宇的參數(shù)歸一化到0～1之間，如：第i幢樓宇的權(quán)重值為式（3）所示：

其中，Bi為第i幢樓宇的權(quán)重值;BijWj第i幢樓宇建筑重要性（W1～W3）指標(biāo)權(quán)重值。

最后結(jié)合樓宇重要性及網(wǎng)絡(luò)服務(wù)指標(biāo)進(jìn)行綜合排序，形成建筑重要性排序的室分站點(diǎn)種子庫清單，如表4所示：

2.6? 層次總排序

由于建筑結(jié)構(gòu)和隔斷不同，建設(shè)成本差距較大，需對(duì)建筑重要性層次單排序表內(nèi)的樓宇進(jìn)行經(jīng)濟(jì)可行性分析。首先樓宇的建設(shè)必須具備經(jīng)濟(jì)可行性，在滿足不低于內(nèi)部收益率基礎(chǔ)上計(jì)算經(jīng)濟(jì)可行性，財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值必須大于0，不滿足的樓宇則排除在外。在滿足財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值基礎(chǔ)上，再進(jìn)行投資回收期、投資收益比等的量化分析計(jì)算并予以權(quán)重排序。然后再結(jié)合樓宇重要性、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)指標(biāo)2個(gè)維度的歸一化權(quán)重重新進(jìn)行層次總排序，形成室內(nèi)站點(diǎn)的最終價(jià)值排序，進(jìn)入待建設(shè)的室分待建庫，如圖4所示：

對(duì)符合投資條件的樓宇進(jìn)行分批建設(shè)，分批方法如下：將經(jīng)過排序的室分種子庫內(nèi)樓宇進(jìn)行組合，組合的原則以不超過室分建設(shè)切塊投資為限，優(yōu)先選取綜合排序高的樓宇進(jìn)行組合，并對(duì)每個(gè)組合的投資回收期、凈現(xiàn)值進(jìn)行量化計(jì)算，以此確定樓宇組合的經(jīng)濟(jì)效益，根據(jù)樓宇組合的經(jīng)濟(jì)效益選擇投資回收期短，凈現(xiàn)值高的優(yōu)先安排建設(shè)。

3? ?結(jié)束語

層次分析法綜合考慮配樓宇室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)指標(biāo)、樓宇功能性、手機(jī)用戶占比、用戶APRU水平、投資經(jīng)濟(jì)可行性等多個(gè)指標(biāo)，一定程度上可以避免以往室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)目標(biāo)的單一化，從僅側(cè)重于網(wǎng)絡(luò)服務(wù)指標(biāo)類的單一建設(shè)目標(biāo)，轉(zhuǎn)向樓宇重要性、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量、投資經(jīng)濟(jì)價(jià)值的綜合價(jià)值取向，可以實(shí)現(xiàn)室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的真正價(jià)值所在。通過層次分析法將室內(nèi)建設(shè)站點(diǎn)進(jìn)行綜合排序，另一方面也可以有利于網(wǎng)絡(luò)建設(shè)資金的控制以及建設(shè)投入與收益的平衡，在室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃過程中具有一定的應(yīng)用價(jià)值。

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