现代通信网 第四章 通信网的规划设计

Ci C j Aij d k ij

j 1
i 1
Ci C j d
k ij

j i 1

n
Ci C j d
k ij
Ai
（4.21）
Aij－－－i局到j局的话务流量
Ai－－－i局预测的发话话务量 d ij－－－i局到j局的距离 Ci , Cj－－i局、j局服务区域内预测 的用户数和人口数
三、局间业务流量的预测方法 在通信网中，局间业务流量是指两交换 局之间的通信业务的数量，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，如图4.1所示。
b
a
c
图4.1
多局制市话网的局间话务流量
通信网中各交换局之间的业务流量可以 用流量矩阵来表示。 设有n个交换局，流量矩阵如表4.1所示。
（1）线性回归法：将预测对象的时间序 列近似为一条直线，其数学模型为：
yt a bt t - - - - - -从基年起算的年数 a,b - - - - - 线性回归系数
（4.1）
yt - - - - - -预测对象在t年的预测值
因此，确定回归系数a、b，一般使用最 小二乘法。 ˆi ，由线性方程得到 设已知时间序列为 y 的相应理论值为 yi ，它们之间的距离平方和：
f ij
ˆ A ij ˆ A i
i 1 n
（4.18）
f ij 由i局呼叫j局的吸引系数 ˆ 已知全网各局发话话务 A 量之和 i
i 1 n
ˆ 已知i局流向j局的话务量 A ij
若已知各局的发话话务量预测值 Ai ，则 可得到各局间的预测流量值：
r 称为几何平均增长率。
由上式可知，平均增长速度 k 只取决于 时间序列中首末两年的数据，而未考虑中间 各年的变化，如果选取的首年不同，由此会 导致预测结果的差异。 因此为克服这种差异，引入平均差波动 系数来进行校正。
式（4.9）变为：
ˆ0 k (1 b) yt y
t
（4.12）
平均波动系数考虑了中间各年的发展情 况，比较全面地反映了时间序列的发展规律。 具体的计算见教材。
ˆ0 k t yt y
（4.9）
k 几何平均增长速度 ˆ 0 基年的实际值 y t 从基年起算的年数
k 可通过几何平均数求得，即：
k
n
ˆn y ˆ0 y
（4.10）
实际应用中，常采用下式进行：
t ˆ yt y0 (1 r )
（4.11）
4.1 概述
一、通信网规划设计的目的与任务 （1）根据社会的发展程度，考虑未来社 会进步与技术发展等对通信网的影响，研究 通信网的发展方向和发展规模，使通信网建 设能适应和促进社会发展的需要。
（2）分析现有通信网的组织结构、装备 体系和工作方式，研究能否适应未来发展的 需要，制定通信网的改造、扩建与发展计划。 （3）提出网路建设、网络结构、路由设 置及设备容量等具体规划设计方案。
（4.17） yt t年的预测值
y0 基年的实际值 t 预测年限
t
4.定性预测法 定性预测法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。 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 容易引入人为的因素。
二、通信网规划设计的主要步骤 1.长远规划
2.可行性研究 3.初步设计 4.施工图设计 5.技术来自百度文库计
三、通信网规划设计的主要内容 （1）业务发展预测：用户数与用户分布、 业务量与业务流量和流向的调查预测。 （2）确定网路结构，包括局所数目、局 所位置、服务区域、中继方式和路由设置等。 （3）设备的装置、容量与选型。
(1 k ) (1 r )

（4.15）
k 生产总值年增长率 r 电话的年增长率
弹性系数
由式（4.15）得：
ln( 1 r) ln( 1 k)
r k
（4.16）
当 k , r都较小时，上式可简化为： （4.17）
预测模型为：
yt y0 (1 k )
（3）建立数学模型，通过具体计算得出 具有一定参考价值的预测值。 （4）对得出的预测值进行综合分析、判 断和评价，并根据具体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。
二、用户预测和业务量预测的常用方法 主要方法有：时间序列分析法、多因 子相关回归法、弹性系数法、定性预测法 等。 1.时间序列法：将预测对象的历史发 展状况按时间顺序排列进行数据统计，它 假定预测对象的发展趋势不变。
4.2 通信业务预测
预测是利用科学的手段预先推测和判断 事物未来的发展趋势和规律。 通信业务预测是通信网规划设计的基础， 在进行规划设计时，要根据规划周期和规模 进行调查和预测。
一、通信业务预测的基本概念 1.通信业务预测的主要内容 用户预测：对用户的数量、类型和分布 进行预测。 各局业务量预测：对各交换局的电话业 务或其它业务量进行预测。
局间话务量预测：对本地或长途局间的 话务或其它业务的流量与流向进行预测。 2.通信业务预测的分类 按预测期限分：近期预测、中期预测、 远期预测。 按预测区域分：长途通信业务预测、本 地网通信业务预测和小区预测。
按预测的业务性质分：电话业务预测和 非话业务预测。 3.通信业务预测的主要步骤 （1）确定预测对象和收集、整理相关资料。 （2）对资料进行预测分析，找出预测对象 过去的发展规律，选出可用的预测方法。
第四章 通信网的规划设计
4.1 概述
4.2 通信业务预测 4.3 局所规划 4.4 中继路由的选择与计算 4.5 交换设备的选择 4.6 用户线路设计
通信网的规划设计是在一定的时期，使 通信网在复合国家通信技术标准的条件下得 到经济合理地改造和发展，使通信网的发展 水平与国民经济和人民生活的发展水平相适 应。
i 1
i
由式（4.3）可得：
a ˆ y
i 1 n i
n
n
b
t
i 1
n
i
n
令
y
ˆ y
i 1
i
n
,
t
t
i 1
n
i
n
则：
a y bt
（4.5）
由式（4.4）得：
ˆ ) nt y (t y b t nt
i i 2 2 i
（4.6）
（2）指数曲线回归法：将预测对象的时 间序列近似为一条指数增长曲线，其数学模 型为： （4.7） yt A B t
a
ij
对封闭的网路，有：
A
i 1
n
i

q
j 1
n
j
对长途电话流量矩阵，表中 a11 , a22 ,ann
全为零。
1.吸引系数法 各局间的吸引系数表示各局间用户实际 联系的密切程度。吸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。 计算公式如下：
局所规划是指在一定营业区范围内，根 据规划期的业务预测对交换局进行最合理、 最经济的配置。 主要任务：研究规划期内局所数量、位 置、容量和分期扩展、新建计划；研究交换 局的划分及局所数目改变而引起的交换区界 线的变化。
一、最经济局所容量 最经济局所容量：网络服务区域内的总 用户数除以最佳局所数目。 最经济局所容量的计算方法有解析法和 计算机辅助设计法。
b ab2
2

2

l 平均
a 4
b ab

ab
ab 4
（4.22）
1 当局址偏离几何中心，位于（x1 , y）时， 可得用户线的平均长度：
l 平均
x1 y1 ab 4 a b
2
2
（4.23）
由上式可知，局址偏离几何中心将导致 用户线平均长度增加。
当在长方形交换区内设立多个交换局时， 假设局所均匀分布，且在水平方向和垂直方 向的局所数目为 nx , n y 时，局所总数为 n ， ab m 并假设局所容量为 ，则 m ，可求出 n 各分局用户线平均长度：
a.每户用户线费用 设用户线单价为E（元/对公里），每用 户线费用为：
l 平均
ab 4 ab
m
m

（4.24）
若城市为正方形，则有：
l平均 1 2

（4.25）
由式（4.22）可以推出同样的结果。
（2）中继线平均长度 设在一长方形城市内，局所均匀分布， 各局之间各个相连，任意两局所之间的中继 线束的容量均相同，共有 n nx n y ，中继线 束数量为：
2 ˆ s ( yi yi ) i 1 n
（4.2）
ˆ i a bti ) 2 s (y
i 1
n
s s 0 ，得： 令 a b
ˆ y
i 1 n
n
i
a bti 0 a bti ti 0
（4.3）
（4.4）
ˆ y
Aij
A
i 1
n
i
f ij
（4.19）
i 局的发话话务量预测值可通过下式计
算：
Ai C i Ti
（4.20）
C i－－－i局的用户总数（或局容 量） Ti－－－i局用户平均单机发话话 务量
吸引系数法一般用于容量比较小的城市
进行短期预测。
2.重力法 当已知某局的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，可采用重力法计算局间话务流量 预测值。计算公式如下：
表4.1 流量矩阵
来话局j 去话局i 1 2 …….. n a11 a12 a1n a21 a22 a2n i局去流量 A1 A2
1 2 . n
j局来流量
an1
q1
an2
q2
ann
qn
An
aij 由i局到j局的去流量 Ai qj
a
j 1 n i 1
n
ij
i局去流量 j局来流量
K的取值要根据多种因素来考虑，一
般取1、2或0.5。
3.双因子平衡法 双因子平衡法是在已知各局来流量、去 流量预测值的条件下，在现有已知的流量矩 阵的基础上，通过反复调整迭代，使得网中 各局的去流量和来流量之和两个因子相等或 近似相等。且迭代的结果要保证与预测值之 间的误差小于规定值。
4.3 局所规划
yt 第t年的预测值 t 从基年起算的年数 A, B 指数回归系数
对式（4.7）两边取对数可得： lg yt lg A t lg B
令
Yt lg yt , a lg A, b lg B
Yt a bt
（4.8）
可得线性方程：
实际中常常使用以下简便方法进行预测。
nn 1
l中继线平均
nx nx n y ny a b （4.26） nx n y 1 3
当 nx n y 时：
l中继线平均 ab 3
（3）最经济局所容量的计算 设局所规划城市为正方形，城市面积为S （平方公里），用户密度为 （户/平方公里） 总局数为 ，各局采用完全互连的中继方式， 则最经济局所容量的计算如下：
多因子非线性回归预测在通信业务预测 中通常用生产函数，其模型表达式为：
y b x x2 xn y 预测值
b1 0 1
b2
bn
（4.14）
x1 , x2 , , xn 影响因子 b0 , b1 , , bn 回归系数
3.弹性系数法 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度。它们之间关系如下：
2.多因子相关回归预测 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，然后得到预测曲线，并建立数 学模型，最后进行预测。其方法有线性和非 线性两种。
多因子线性相关回归模型为：
y a0 a1 x1 a 2 x2 an xn（4.13） y 预测值 x1 , x2 , , xn 影响因子 a0 , a1 , , an 回归系数
1.用户均匀分布时最经济局所容量的确定 （1）每用户线平均长度 假设交换局域为长方形，用户均匀分布， 且分布密度为 ，当只设立一个交换局时，则 理想的交换局地址应在长方形的几何中心。则 用户线的平均长度求法如下：
l 4
a 2 0
x y dxdy
2
b 2 0

a 4