通信网络规划

预测是利用科学手段预先推测和判断事物未来的发展趋势和规律。通信业务预测应根据通信业务由过去到现在发展变化的客观过程和规律，并参照当前出现的各种可能性，通过定性和定量的科学计算方法，来分析和推测通信业务未来若干年内的发展方向及发展规律。通信业务预测是通信网规划设计的基础。在进行通信网规划设计时首先根据规划周期和规模进行调查和预测，以便为规划设计的科学性、实用性提供必要的依据。科学的预测一般有以下几种途径：(1)因果分析，通过研究事物的形成原因来预测事物未来发展变化的必然结果。(2)类比分析，比如把单项技术的发展同生物的增长相类比，把正在发展中的事物同历史上.的“先导事件”相类比等等，通过这种类比分析来预测事物未来的发展、(3)统计分析，通过一系列的数学方法：对事物的过去和现在的数据资料进行分析，去伪存真，由表及里，揭示出历史数据背后的必然规律性，给出事物未来的发展趋势。3.2.1...通信业务预测的基本概念1.通信业务预测的内容通信业务的预测主要包括：用户预测、各局业务量预测和局间业务流量预测三项内容。用户预测：对用户的数量、类型和分布等进行预测。各局业务量预测：对各交换局电话业务或其他业务量进行预测。电话业务量通常以爱尔兰、忙时呼叫次数和话单张数等单位来表示。局间话务量预测：，对本地或长途局间的话务或其他业务的流量与流向进行预测。2.通信业务预测的分类(1)按预测期限分按预测期限可分为近期预测、中期预测和远期预测。●近期预测：也称短期预测，一般为2~5年，用于指导日常运营和实施近期计划或工程设计等。●远期预测：年限约为10~20年，甚至更远些，用于指导发展规划，对于局所规划、选址、确定终局容量和进行管道、光缆设计等都是必不可少的。●中期预测：年限约为10年，兼有近期预测和远期预测两方面的作用。(2)按预测结果的属性分●定性预测●定量预测(3)按预测的范围分●宏观预测●微观预测(4}按预测的性质分●判断性预测●历史资料延伸性预测●因果性预测：(5)按预测区域分按预测区域可分为长途通信业务预测、本地网通信业务预测和小区预测等。小区通常是指一介街坊或几个街坊组成的区域，小区预测也称街坊预测，它既反映电话用户的数量，又反映电话用户的分布状况。(6)按预测的业务性质分102-按预测的业务性质可分为电话业务预测和非话业务预测。非话业务预测又分为公众电报、用户电报、传真及其他数据业务预测。3．通信业务预测的主要步骤第一步：为了科学地研究和预测通信业务发展的客观规律，首先必须雀定预测对象，深入调查、收集预测对象的发展数据以及对其产生影响的各种因素的资料，并认真地加以整理，为预测工作打好基础。第二步：对已掌握的资料进行预测分析，找出预测对象过去的发展规律，选出可用的预测方法。预测方法是否适当对预测结果有很大影响。第三步：建立数学模型，验证模型的合理性，通过具体计算得出有一定参考价值的预测值。这样得到的结果比非解析方法得到的结果要科学，且方法简便。第四步：对以上得出的预测值进行综合分析、判断和评价，并根据某些情况进行必要的调整和修正，以确定最后的预测结果，作为通信网规划设计的依据。4．业务预测中应注意的问题(1)在收集历史数据时，应注意各种历史数据在不同时期的统计背景和口径问题。(2)为提高预测的准确性，一般采用两种或两种以上的预测方法进行预测，如预测结果相近，则认为预测结果可行，否则，应进行分析，找出原因，选取较为合理的结果。(3)需要对预测结果进行定期跟踪、观察和修正。保证业务预测工作的长期性，不断提高业务预测结果的准确性。3.2.2常用的用户预测和业务量预测方法常用的用户预测和业务量预测方法主要有时间序列分析法、多因子相关回归预测法、弹性系数法和定性预测法等.'1．时间序列分析法，时间序列是将预测对象的历史发展状况按时间顺序序排列的统计数据。时间序列分析法假定预测对象未来的发展趋势与过去发展趋势相一致并且不考虑外界因素的影响，找出这些统计数据与时间的函数关系，并选用相应的数学模型进行预测。常用的方法有线性回归法、指数曲线回归法、几何平均增长率法。(1)线性回归法如果将预测对象的时间序列拟合成趋势线，可以用线性方程表示，则称为线性回归。其数学模型为：ty=a+bt式中，ty为预测对象在t年的预测值；t为基年起算的年数；a，b为线性回归系数。建立线性回归预测模型即确定回归系数a，b常使用最小二乘法，即通过使已知的时间序列数据到待求的拟合趋势线距离的平方和为最小，这时得到的即为最佳值。设已知时间序列为ix，由线性方程得到的相应理论值为iy，ix到iy距离的平方和为niiiyxs12)(将ty=a+bt代入上式，得：niiibtaxs12)(要使S有最小值，可令)/()/(bsas容易得到0)(1niiibtax0)(1iniiitbtaxs从而可得到回归系数)/()/(11ntbnxaniiniininiiiniiniiniiinttntxxtb1122111]/)(/[]/))(()([得到线性回归系数a、b之后，代入基年起算的年数t，就可以得出t年的预测值。(2)指数曲线回归法如果将预测对象的时间序列数据近似为一条指数增长曲线，可用指数方程表示，则称为指数曲线回归。指数曲线回归的数学模型为：y=A*tB式中，ty为第t年的预测值；t为从基年起算的年数；A，B为指数回归系数。指数曲线数学模型可以变为线性模型。对该式两边取对数，得：BtAytlg*lglg令btaYt，a=lgA，b=lgB，，可得tY=a+bt与线性回归法的分析方法相似，容易计算得到a，b，从而得出A，B。(3)多因子相关回归预测在多用户预测分析研究中，有时会发现电话需要量(因变量)并不完全是随时间(自变量)而变化，还有其他因素(若干个自变量)对它产生影响，例如国内经济生产总值、人均经济收入、平均家庭收入等。多因子相关回归预测法首先根据历史资料，对各种变量进行研究，找出通信业务与各种因素之间的相关性和相关程度，然后采用适当的方法得到拟合曲线，并建立回归预测的数学模型，最后进行预测。多因子相关回归的预测模型有线性和非线性两种，多因子相关回归模型为：nnbaxaxaay,...,22110式中，y为预测值，,1x2x···，nx为影响因子210,,aaa，···，na为回归系数。多因子非线性回归预测的数学模型很多，在通信业务预测中通常用生产函数，其模型表达式为：y=nbnbbboxxxxb.......321321式中，210,,bbb···，nb为回归系数。将该式两端取对数，可简化为多因子线性相关模型。使用多因子相关模型进行预测是否合理，需对回归结果进行检验。通过检验略去某些相关性不强的因素，以简化相关模型。在实际应用一般多使用2～3个因子，因为引子太多，引人的误差将增大；，.会影响预测的精度。2.弹性系数法据电话发展与国民经济发展的关系，引入弹性系数指标。弹性系数表示电话通信需求的增长速度与经济发展的相适应程度。于是国民生产总值增长率与电话增长率有如下关系：)1()1(rk式中，k为国民经济生产总值年增长率；.r为电话的年增长率；为弹性系数。上式可变形为：)1ln(/)1ln(kr当k和r都较小时，可简化为：kr/根据一般规律，电话发展期，1；电话趋向饱和期，1。在我国电话于大发展的时期，弹性系数一般取1.3~2.0为佳。t年的预测值为：ttkyy)*1(0式中，0y为基础年预测对象的实际值；t为预测年限。弹性系数法适于在本地网中作短期或中期预测。3．定性预测法定性预测主要是通过调查研究来分析和预测通信业务未来的发展。调查对象主要是有关方面的群众和专家，对群众的调查可以采用发调查表的方式；对专家的调查可采取开预测调研会等方式。作为定量预测的前期工作，定性预测法简单易行，可以充分听取各方面的意见但这种方法容易引入人为的因素。4．普及率法所谓普及率目标法就是根据当地经济发展状况、通信发展现状，再参考全国、全省同期的电话发展水平，并考虑到当地的情况在全国所处的位置，确定出来的增长模式或在预期年上应达到的目标水平。对不同地区的目标水平预测可以运用不同的方法。3.2.3常用的流量预测方法1流量预测概述局间业务流量是通信网中两交换局间通信业务的数量；可分为来流量和去流量。在电话网中，业务流量是指局间的话务流量。若不考虑长途话务量，则局间话务流量具有封闭性，即网内各局流出话务量总和等于流入话务量总和。若考虑长途话务，则该系统不再是封闭的，即各局流出的话务量总和不等于流入话务量的总和。通信网中各交换局之间的业务流量可以用流量矩阵表示，如表3.3所示。表3.3流量矩阵表中，ija为由i局到j局的去流量，也是j局由i局的来流量；njijiay1为i局去业务量；niijjaq1为j局来业务量；ninjjiqy11即全网中来、去业务量总量相等。上表中，对角线元素iia在长途电话流量矩阵中为零，但在其他专业中(如市话、电报和邮政中的各项业务等)就不一定为零，而为本地(局)的业务量(话务量)。2.流量预测方法流量预测一般是根据各局的去(来)业务量的预测数，以基础流量矩阵为基础进行合理分配，或利用通信网中其他有关数据进行分配而得到预测的流量矩阵。确定流量矩阵的方法很多，常用的有吸引系数法、重力法、双因子平衡法等。(1)吸引系数法通信网内各局间的吸引系数表示各局间用户实际联系的密切程度。引系数法是在已知各局的去流量(或发话话务量)的基础上，通过计算吸引系数来求得预测流量矩阵。吸引系数的计算要求有较完整的历史话务量数据，计算公式如下：niiijijAAf1/式中，ijf为i局呼叫j局的吸引系数；niiA1为已知全网各局发话话务量之和；IJA为已知i局流向j局的话务量。根据历史话务量数据计算出吸引系数后，如果可以得到各局的发话话务量预测值iA，则可得到各局间的预测流量值，即：niijiijfAA1*i局的发话话务量预测值可接下式计算：iiiTCA*式中，iC为i局的用户总数(或局容量)；iT为i局平均单机发话话务量。吸引系数法适于容量比较小的城市进行短期预测。(2)重力法当已知某局总发话话务量的预测值，但缺乏相关各局话务量的历史数据和现状数据时，为了将其总发话话务量的预测值分配到各局去；、可采用重力法得到局间话务流量预测值。根据统计分析得出，两局间的话务流量与两交换局的用户数或入口数的乘积成正比，而与距离的k次方成反比，其计算公式为：inijkijjiijkijjikijjiijAdCCdCCdCCA})///()/{(111式中，ijA为i局到j局的话务流量；iA为i局预测的发话话务量：ijd为i局到j局的距离；jiCC,分别为i局，j局服务区域内预测的用户数或人口数，或为i局和j局的交换局容量。K值的选取应根据具体情况如两局服务区域之间的经济、政治联系等综合因素来选取，一般取k为1、2或1/2。重力法适于话务量变化较大的本地话务或长途话务预测。(41)类比法对于时间跨度很大，或者没有历史数据可言的全新业务而言，采用前述的方法进行预测难度很大。这时采用类比法来进行预测，可以取得较好的效果。类比法认为；同类型的业务在大体类似的条件下，其发展过程总体上是相似的。因此，相对落后的地区就可以从先进地区的发展经历中取得参考数据。在此基础上，根据地区特性对其进行修正，便可以得到相对准确的预测值。(5)在长话流量预测中的改进双因素法前面讨论的双因子平衡流量预测方法、，既可用于市话局间话务流量的预测，也可用于长途电话的业务流量预测，在这种预测中，可以全国长话流量流向的三天调查资料为基础，预测规划期的流量流向。实际工程中应用双因子平衡法进行长话流量流向预测，发现存在收敛问题、零增长问题、平衡问题等三个问题。收敛问题是双因子平衡法中最大的问题，在实际中，长话流量流向矩阵中零元素一般可达50%，甚至更高。此外，长话预测矩阵