浅谈业务需求变化对于5G网络规划的影响

张颖聪 周玥丹 吴 平

中通服咨询设计研究院有限公司

0 引言

随着移动通信业务的快速发展，用户需求发生了巨大改变，5G网络建设面临着差异化和精准化的要求，用户需求的挖掘成为影响规划决策的关键性因素。通过分析用户需求变化，挖掘用户需求变化对于5G网络规划产生影响的根本原因，并基于用户行为特征提炼关键影响要素，旨在为网络运营商更好地开展“供需匹配”和精准建设提供科学的分析思路。

1 业务需求的变化

回顾过去十年移动通信的快速发展，移动终端类型、移动业务类型、甚至移动终端使用者、移动通信的对象都发生了巨大变化。

1.1 用户的定义从“人”扩展到“物”

随着4G网络的商用，基于移动蜂窝网络的物联网（即移动物联网）技术也同步普及，例如NB-IoT、eMTC等，使得移动网络的目标用户从“人”扩展到“物”。移动物联网具有覆盖广、连接多的优势，可广泛应用于智慧城市的各类应用场景，特别是需要远距离通信的业务类型，例如智能抄表、共享单车管理等。5G时代极大完善了移动网络承载物联业务的能力，基本具备了全应用类型的服务能力。

产业的繁荣和技术的完善促使物联网用户快速增长。根据工信部网站公布的《2022年1-2月份通信业经济运行情况》，如图1所示，截至2022年2月末，我国移动物联网终端用户已达到14.6亿户，相比上年同期净增3.1亿户。而同样截至2月末，我国移动电话用户总数为16.5亿户，仅从终端用户数量看，两类用户基本持平。

图1 2021-2022年2月末移动物联网终端用户情况

1.2 用户的需求从“单一”走向“复杂”

移动网络的目标用户在发生改变的同时，用户的业务需求也发生了巨大变化。

（1）个人用户

在2/3G时代，个人用户需求一般通过业务类型进行区分，包括需要实时通信的语音通话、基于中低速数据交换的互联网业务，以及小容量信息交互的短信业务。其中，互联网业务类型较为单一，主要体现为“网页浏览”和“即时通讯”两大类。

到了4G时代，个人用户的业务需求演变为“移动互联网”和“语音通话”两大类，短信业务快速减少。得益于网络能力的提升和智能手机的普及，移动互联网实现了快速发展，需求应用范围扩大至生活、工作的各个领域，例如社交、购物、办公、游戏、教育等。5G商用后，网络可提供更高的速率体验，用户有了更多的应用选择，例如高清视频、VR/AR等。

（2）行业用户

行业用户的业务需求主要以“物的通信”为主。在4G时代，物联网应用采用NB-IoT、eMTC等技术，主要适用于中低速率、时延不敏感的业务类型，包括自主异常报告业务、自主周期报告业务、网络指令业务，如烟雾报警探测器、智能电表等。上行极小数据量需求（10Bytes量级），周期多以年、月为单位。

与4G相比，5G具有更高速率、更大连接、更低时延等特点，可以支持更多的应用创新。根据2021年IMT-2020（5G）大会主论坛发布的《5G应用创新发展白皮书》，我国行业应用案例已有138个钢铁企业、194个电力企业、175个矿山、89个港口实现5G应用商用落地，覆盖了22个国民经济重要行业。随着数字产业的发展，5G的行业应用需求势必将扩展至全社会的方方面面。

由此可见，无论是个人用户，还是行业用户，业务的多样性和个体的差异性都在不断丰富，5G网络面临着更加多变、复杂的服务对象。伴随用户需求的变化，网络建设方式也应该随之变化。

2 用户需求变化的影响分析

移动互联网和移动物联网的繁荣，带来了更加丰富和差异化的网络需求，但是网络运营商的收益并未出现相应的增长，这样的变化导致网络规划的思路从“普适性”走向“定制化”，具体表现为“差异性”和“精准性”两个方面的要求。

（1）多样性的业务需求要求网络采用差异化建设方式

在2/3G网络以及4G网络部署初期，用户行为较为单一，差异性需求少，无论是语音业务还是数据业务，用户更加注重无所不在的移动互联能力，因此，网络部署的决策更加侧重于单一的覆盖类指标。例如在网络规划阶段，基于覆盖率目标，通过链路预算、覆盖仿真等方式进行网络规模和基站配置的规划。

但随着用户需求的多样性和个体差异性的变化，单一的覆盖指标难以满足用户业务需求。对于公众用户而言，在要求网络覆盖能够满足终端接入的同时，更加关注业务的体验，从单纯覆盖需求发展为复合型的体验要求，例如语音通话时的清晰度、社交聊天时的发送延时、在线视频的卡顿次数、短视频的切换时延等；对于行业用户而言，业务的要求更加多样化，例如数据的安全、应用的时延、通道的可靠性等。因此，5G网络的规划和建设需要采用更加差异化的方式，基于不同的业务需求，针对性开展网络部署。

（2）业务需求增长与投资收益降低要求网络采用更加精准化建设方式

业务需求的多样化和数据流量的不断提升，需要运营商不断加大对网络的投资，但收入却没有实现相应增加，尤其是5G网络规模大、投资高，投资与收益呈现了扩大化的剪刀差趋势。

在网络运营商难以通过增量获得更多增收的时候，5G网络规划的关注点更多聚焦到成本和投资，在网络建成的同时，需要更加关注投资与成本的效益性。因此，网络建设思路在走向差异化的同时，也需要实现更加精准化的改变。针对不同的需求，精准匹配适当的网络资源和建设方式，避免过多冗余投入导致的效益下降，实现“投资成本-网络能力-业务发展”的精准匹配。

3 影响网络建设的关键要素分析

为了实现5G网络的差异化和精准化，在网络决策阶段需要更加准确地分析和评估用户需求，通过深度挖掘用户行为特征，定制化地开展网络建设，即用户的行为特征不同，网络的建设方式也应随之改变。

根据用户和业务的不同，用户行为特征是难以穷尽的。为了更好地实现网络建设的定制化，我们需要进一步挖掘对于网络建设影响力较大的关键特征要素。

3.1 个人用户的关键特征要素

如表1所示，列举了6类个人用户的关键特征要素。通过这6类数据的统计分析，可以科学地定位用户需求的“热点区域”。用户流量热力图如图2所示，通过统计该区域不同地理位置的用户流量，以热力图的方式进行呈现，图中颜色亮度越高区域，用户流量需求越大，可作为规划时网络资源重点部署的依据。

表1 个人用户的关键特征要素

图2 用户流量热力图

3.2 行业用户的关键特征要素

行业用户涉及到市政、交通、工业、医疗等各行各业的方方面面，用户需求更加多样化。结合当前主流的应用需求，总体上可将各类业务的需求收敛为表2所示的7类要素。

表2 行业用户的关键特征要素

关键特征要素 要素定义可靠性数据包传输的过程中，成功传送到给定系统的数据包数量，除以发送数据包总数的百分比值隔离度 用户业务需求对资源的隔离要求，可分为物理隔离、逻辑隔离安全在网络中传输、交换和存储的信息，具有机密性、完整性，不被未经授权的篡改、泄露和破坏可用度 网络在任意随机时刻、或被需要、或开始执行任务时，处于可工作或可使用状态的程度定位准确度描述终端测量位置与真实位置的偏差，偏差可以是基于绝对位置，也可以是相对位置，可分为米级、亚米级

围绕行业用户的关键特征要素分析开展网络建设时，可将具体行业用户的需求按照上述7类要素进行量化，按照量化后的需求匹配适合的网络组网模式和资源配置模型，从而实现精准规划的目标。

4 结束语

业务需求变化使得5G网络规划和建设走向“定制化”，本研究列举了关键性用户特征要素，为当代网络建设者和运营者开展与用户需求相匹配的精准建设提供参考。然而，本研究提供的用户特征要素分析也有时代的局限性，这是一项需要不断迭代的长期课题。可以预见，随着个人可穿戴终端的进一步发展，个人用户和行业用户的界限可能越来越模糊，个人的通信需求也将被划分为各类物的连接需求，届时对于用户行为特征的分析和归纳将被重新定义。