2020年度中国通信学会科学技术奖公示表
项目名称 |
基于三维仿真的4G/5G无线网络智能规划调度系统研发与应用 |
主要完成单位 |
中国移动通信集团广东有限公司 |
中国移动通信集团设计院有限公司 |
|
华为技术有限公司 |
|
中兴通讯股份有限公司 |
|
诺基亚通信系统技术(北京)有限公司 |
|
主要完成人 (职称、完成单位、工作单位) |
1.陆庆杭(教授级高级工程师、中国移动通信集团广东有限公司、中国移动通信集团广东有限公司、制定项目目标、总体统筹推进项目进展) |
2.黄海晖(教授级高级工程师、中国移动通信集团广东有限公司、中国移动通信集团广东有限公司、制定项目目标、统筹生产需求分析与全省应用推广) |
|
3.刘吉宁(中级工程师、中国移动通信集团广东有限公司、中国移动通信集团广东有限公司、制定技术方案、组织项目研发、开展核心模型设计开发) |
|
4.蓝万顺(高级工程师、中国移动通信集团广东有限公司、中国移动通信集团广东有限公司、制定项目目标、统筹项目资源与计划、监督实施质量) |
|
5.陆南昌(中级工程师、中国移动通信集团广东有限公司、中国移动通信集团广东有限公司、制定技术方案、组织项目研发、开展核心模型设计开发) |
|
6.刘建强(高级工程师、中国移动通信集团广东有限公司、中国移动通信集团广东有限公司、制定技术方案、组织项目研发、开展核心模型设计开发) |
|
7.赵培(教授级高级工程师、中国移动通信集团设计院有限公司、中国移动通信集团设计院有限公司、开展生产需求分析、组织功能研发与测试) |
|
8.廖繁茂(高级工程师、华为技术有限公司、华为技术服务有限公司、开展生产需求分析、组织功能研发与测试) |
|
9.张海辉(高级工程师、中兴通讯股份有限公司、中兴通讯股份有限公司、开展生产需求分析、组织功能研发与测试) |
|
10.贾甜甜(其他、诺基亚通信系统技术(北京)有限公司、诺基亚通信系统技术(北京)有限公司、开展生产需求分析、组织功能研发与测试) |
|
项目简介 |
为了落实好国务院“网络提速降费、增强网络基础能力”的号召,广东移动提出了“先于用户发现问题,先于投诉解决问题,打造绿色网络”的工作目标,加快解决无线网覆盖信号质量不足和热点话务区域的高负荷小区拥塞问题,为用户提供优质通信服务。 广东移动是国内最大的省级移动通信运营商,运营全球最大的移动通信子网,服务全世界最大的客户群,总用户数超过1.3亿。同时,广东移动网络包含5个不同通信厂家的主设备、5种不同的网络制式和11种不同的频段,是全球网络结构最复杂的一张通信网络。因此,网络覆盖和容量规划优化问题是广东移动亟待解决的最大难题。 为了解决这一难题,广东移动联合中国移动设计院、华为、诺基亚率先开始对射线跟踪模型加速算法、覆盖预测、容量载波调度的问题及解决方案进行研究和技术累积,研发一套4G/5G无线网络规划调度系统。项目总投资1587.41万元。主要包含4个核心创新点: 创新点1:构建了屋顶绕射、水平射线等不同场景的射线搜索算法,引入直射、反射及绕射三种路径损耗计算方案,进行基于站点与周边建筑物的位置关系,区分宏蜂窝、微蜂窝等不同的场景进行射线建模,自研了射线谱数据控制、空间体积分区、虚拟源树深度控制算法进行三维射线计算加速,并支持多种不同地理场景的损耗灵活设置。同时,提出一种基于射线模型的应用于楼宇的分层覆盖仿真计算方案,通过分层分级分块算法进行渲染加速。 创新点2:自研了改进型可变步长粒子群优化算法,以解决标准粒子群算法在大规模数据集情况下频繁超出寻优空间的问题,实现运营商海量数据的基站规划预选址过程的快速收敛。另外,提出了通过密度聚类算法将弱覆盖栅格分布稠密程度达到一定门限的区域聚类成弱覆盖簇,并结合不同站点类型的网络结构自动推荐站址的方法。 创新点3:潮汐小区配对算法,通过自研算法模型,通过话务指标判断出待扩容高负荷小区与低负荷可减容小区,并在指标维度和时间维度进行双维度匹配,将算法输出的小区对进行动态载波调整,对低负荷小区进行License减容,高负荷小区进行软扩容,吸收热点流量,提高License使用率。该潮汐配对算法即实现对网络资源充分挖掘,又兼顾网络执行安全。同时,自研基于大数据的BP神经网络话务预测,为潮汐载波调度提供算法依据。自研基于CART决策树算法确定载波调度优先级,在license有限的情况下,实现载波智能优先级调度。 创新点4:自研云化的增强型仿真工具API接口,自动化对接4G/5G开展全生命周期的需求库、规划库、黑点库、现网库的各个关键环节,全流程自动化分析评估站点覆盖效果,无需人工干预,自动完成规划评估。无线电波预测模型API引擎封装为标准模型,采用标准的输入参数模型、计算调用模型和输出结果模型,是国内首个可Linux环境部署引擎的仿真计算引擎,也可兼容Windows部署。 |
代表性论文 专著目录 |
论文1:<5G无线网络智能规划技术的探索与实践、移动通信、2020年第5期、陆南昌、陆南昌> |
论文2:<计算机视觉关键技术及其在通信工程中的应用、电信工程技术与标准化、2020年第6期、陆南昌、姜书敏> |
|
论文3:<面向5G的室内天线自动布点功能研究、电信工程技术与标准化、2019年第8期、张明镜、张明镜> |
|
论文4:<基于BP神经网络的4G话务预测方法研究、电信工程技术与标准化、2019年第5期、刘建强、刘建强> |
|
论文5:<载波智能容量调度系统的研发及应用、电信工程技术与标准化、2020年第6期、黄海晖、刘建强> |
|
知识产权名称 |
专利1:<一种建筑图纸墙体识别方法和装置>(ZL 2013 1 0717475.8、雷双龙,韦再雪,吴兴耀,师树萌,胡凯,岳雪婷,洪海涛、中国移动通信集团设计院有限公司) |
专利2:<融合组网配置方法及装置>(ZL 2014 1 0098867.5、赵建平,徐萌、华为技术有限公司) |
|
专利3:<网络优化方法及装置>(ZL 2014 1 0088189.4、张洁涛,庄宏、华为技术有限公司) |
|
专利4:<一种定时器时长调整方法及基站>(ZL 2014 1 0494766.X、闫海东、华为技术有限公司) |
|
专利5:<一种数据计算方法及装置>(ZL 2015 1 0514709.4、薛向维,程定贵,郭银洲、华为技术有限公司) |
|
专利6:<一种用于多天线的信号发送方法及装置>(ZL 2015 1 0548295.0、黄晖,黄建波,钱丰勇、华为技术有限公司) |
|
专利7:<一种确定位置的方法及基站>(ZL 2013 8 0003114.5、刘中全,原华山、华为技术有限公司) |
|
专利8:<METHOD
AND APPARATUS FOR ADJUSTING AIR INTERFACE CAPACITY DENSITY>(US 10051482 B2、WeiXiao,DingZhi Li、华为技术有限公司) |
|
专利9:<APPARATUS
AND METHOD FOR ADJUSTING RANDOM ACCESS POWER CONTROL PARAMETER>(US 10075983 B2、Baojun Chen,Li Xu,Xin
Feng、华为技术有限公司) |
|
专利10:<SYSTEM,APPARATUS,AND
CORRESPONDING METHOD FOR MANAGING RESOURCEIN SHARED NETWORK>(US 10117259 B2、Shuo Wang、华为技术有限公司) |
|
专利11:<FUNCTION
TRANSFER METHOD,DEVICE AND SYSTEM>(EP 3 148 163 B1、XIE Yong,CHEN Xueliang、华为技术有限公司) |
|
专利12:<一种室分前端设备和室内分布系统>(ZL 2013 2 0451679.7、高鹏,吴兴耀,师树萌,洪海涛,时培敏,胡凯,朱明,周兴围、中国移动通信集团设计院有限公司) |
|
软件著作权13:<基于三维仿真与神经网络的4/5G无线网络智能规划调度系统>(2020SR0641976、中国移动通信集团广东有限公司) |
|
推广应用情况 |
本项目研发的系统在中国移动广东有限公司、中国移动江西有限公司、华为技术有限公司、中兴通讯股份有限公司、诺基亚通信系统技术(北京)有限公司、爱立信(中国)通信有限公司和广东宜通世纪科技股份有限公司等单位得到广泛应用,取得了显著的社会效益和经济效益。 本系统上线后,通过自动仿真技术快速识别用户感知差的信号弱覆盖或无覆盖区域,提前主动开展站点规划;通过现网载波自动调度解决高负荷小区的容量瓶颈,带来了4G/5G网络用户及流量大幅增长,保障了用户的上网感和通信权益。 在新冠疫情期间,利用三维仿真和载波自动调度技术,高效精准支撑广东省交通厅、广东省市卫健委局及定点医院、广州铁路公安局等部门在各抗击疫情一线的通信信号稳定,通过技术手段快速分析、规划、优化和调度网络资源,最大限度的减少人员接触,保障人民群众生命及生产安全。另外,通过支撑打造高质量高稳定性的网络质量,保障人民群众在居家办公、学习、娱乐之时的网络健康稳定,为通信行业的发展及影响做出了重要贡献。本系统使用标准的通信协议和接口技术,可无缝对接不同厂家的网络设备,可快速在全国各个运营商网络中进行复制。 |