2024年2月11日发(作者:回鹏海)
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mmmm2021年第05期(总第221期)5G网络规划方法探讨和实践詹宝容孙登奎2,庾锡昌2,刘超正2(1.广东创新科技职业学院信息工程学院,广东东莞523960;2.中国移动通信集团广东有限公司东莞分公司,广东东莞523129)摘要:在保护已有网络投资前提下有效推进5G网络建设,必须采取合理的网络规划方案。文章详细讲述了 5G网络规
划流程及其各阶段主要工作内容,指出了 5G网络规划领域中的关键点。文中以某市为案例,阐述了 5G网络规划中价
值区域识别、场景化选站、智能加站、拓扑结构评估和站点优先级评估等步骤及其工作要点。关键词:5G;网络规划;价值区域识别;智能加站中图分类号:TN929.5 文献标识码:A 文章编号:2096-9759( 2021 )05-0211-03Discussion and practice of planning method for 5G networkZhan
Baorong1,
Sun
Dengkui2,
Yu
Xichang2,
Liu
Chaozheng2
(1
.Department
of
Information
Engineering,Guangdong
Innovative
Technical
College,Dongguan 523960,
China
Mobile
Group
Guangdong
CO”
LTD
Dongguan
Branch,Dongguan 523129,
China)Abstract:
In
order
to
protect
existing
network
investment
and
effectively
promote 5G
network
construction,
a
reasonable
network
planning
scheme
must
be
adopted.
In
this
article,
planning
process
for 5G
network
and
its
main
content
in
each
step
are
described
in
detail,
and
the
key
points
in
the
relative
field
are
pointed
out
too.
Taking
one
typical
city
as
a
case,
the
paper
expounds
the
network
planning
activity
in
different
steps,
e.g.
distinction
of
value
zone,
scene-based
selection
for
base
station,
intelligent
addition
for
base
station,
evaluation
for
topology
and
assessment
for
priority
of
the
words: 5G;
network
planning;
distinction
of
value
zone;
intelligent
addition
for
base
station得出小区覆盖面积,从而推算出满足覆盖需求的基站数量,同
时根据用户业务量和预期的用户数量、分布,获得该业务模型
下支持该用户数量的业务负荷所需的基站数量和大致站型、
配置,两者比较,取其中较大的基站数量和相应的站间距为下
一步的详细规划提供基础数据。详细规划阶段的工作是将预规划获得的基站数量、大致
站型和配置、初步站间距作为原始输入,配合三维数字地图,
带入仿真工具,结合初期网络勘察获得的候选站址,对所需覆
盖的区域,进行认真的网络覆盖和容量效果预测和分析,并通
过站址位置、站间距、天线挂高、方位角、下倾角等关键的无线
指标,为未来的工程建设奠定基础。随着用户的增加,网络需要不断地进行优化调整;当话务
量增长到一定阶段时,网络需要扩容。于是又回到了前期阶
段进行数据采集。优化阶段本质是新一轮的网络规划。预规划和详细规划是网络规划的主要阶段,它们各含三
大环节B],如图1所示。预规划包括4G现网评估、5G站点规
划、5G仿真评估。其中,4G现网评估环节的工作包括栅格级
的覆盖评估,栅格级或小区级的负荷、流量和价值评估,以及
投诉、路测评估等;5G站点规划工作包括识别5G部署区域,
基于测量报告的精准站点规划,基于投诉、路测的精准规划,
以及给出规划方案的拓扑评估;5G仿真评估工作包括规划方
案的优化,Massive
MIMO广播权值优化,3D覆盖预测,基于
蒙特卡洛容量仿真。详细规划包括站点工勘、5G仿真设计、〇引言随着技术和标准的成熟,全球多个国家正在如火如荼进行
5G网络建设。基于话语权和网络安全的考虑,我国也积极谋
求发展主动权,加快5G产业发展布局,力争在信息技术领域从
跟跑、并跑到并跑、领跑,从而最终占领战略制高点的位置。目前由于运营商与芯片供应商、设备生产商及手机厂商
等共同构建了较为完整的基于LTE网络的生态系统。前期技
术研发和网络建设成本投入庞大,产业价值链输出至今尚未
最大化。如何保护己有网络投资、避免投资浪费,是5G网络
建设中运营商首先考虑的重要议题。完整的移动通信网络建设包括前期的调研、网络规划、工
程实施和网络优化等阶段'网络规划是整个建设过程中的关
键阶段,决定了系统的投资规模;规划结果确立了网络的基本
架构,基本决定了网络的效果。优良的通信网络规划可以使
运营商在相同的建设投资规模下获得最大的经济效益。1 5G网络规划流程5G网络规划工作大致可划分为4步:前期准备阶段、预规
划阶段、详细规划阶段和优化阶段。前期准备阶段的主要工作是采集基础数据,为网络规划
提供依据。需采集的数据包括覆盖区域类型、业务类型、容量
要求、服务等级、人口分布、收入分布等等。预规划阶段的工作是根据覆盖区域的大小,由链路预算收稿曰期=2021-03-16基金项目:广东省普通高校认定类科研项目特色创新类(NO. 2019GKTSCX171);广东创新科技职业学院校级科研项目特色创新类(NO.
2020TSYB003)。作者简介:詹宝容(1982-),女,广东潮州人,硕士研宄生,现为广东创新科技职业学院讲师,高级工程师,主要研宄方向:通信与信息系统;孙
登奎(1978-),男,江苏沛县人,硕士研宄生,现为中国移动广东东莞分公司室主任,工程师,主要研宄方向:移动通信网络质量管理;庾锡昌
(1982-)(通讯作者),男,广东东莞人,硕士研宄生,现为中国移动广东东莞分公司主管、高级工程师,主要研宄方向:移动通信网络质量管理;
刘超正(1988-),男,广东茂名人,学士本科生,现为中国移动广东东莞分公司工程师,主要研宄方向:无线网络规划。211
Changjiang Information & Communications5G参数规划。其中,站点工勘环节的工作包括站点勘査确定
落地方案,提供天面整合设计方案,以及提供备选点建议等:
5G仿真设计工作包括精细化覆盖预测仿真,RF参数规划,以詹宝容等:5G网络规划方法探讨和实践及Massive
MIMO广播权值优化调整等;5G参数规划工作则包括邻区规划,PCI/PRACH规划和TAC规划等。图1 5G网络规划流程图2
5<3网络规划关键点
5G网络规划是根据客户的容量需求、覆盖需求以及其它
特殊需求,结合覆盖区域的地形地貌特征,设计合理可行的无
线网络布局,以最小的投资满足客户需求的过程。其中的关
键点包括%价值区域识别需要以4G网络数据为依托,其中工参数据、网管KPI数据、信令数据、MR覆盖/话务数据等维度数据最为
关键141。例如,工参数据可以分析网络拓扑结构合理性、网管
话务数据可以识别髙价值站点、MR覆盖/价值/流量数据则可
以做栅格级覆盖分析和栅格级价值评估。该方案价值区域识
别的实现首先通过网管/MR数据采集,然后将各维度数据分
(1) 建设区域的识别。梳理不同覆盖区域和场景并识别
类处理,形成用户数栅格图、流量栅格图、站点话务量热力图
出髙价值场景是网络规划的基础依据,其关键在于使用哪些
和重点场景图等,再进行热点聚类处理,最后确定5G部署区
维度的数据进行区域识别;域,如图2所示。(2) 站点规划设计。满足一定覆盖指标要求,需要规划5G
3.2 5G场最化选站站点数量以及各站点的地理部署,其关键在于了解Massive
由于采用了
Massive
MIMO技术,新的天线特性给5G基
MIMO新空口特性对站点规划的影响:站带来垂直面的覆盖以及相关性能的变化,因此站点选择相对
(3) 实验仿真验证。通过仿真软件进行传播模型建模,包
于4G网络而言更为复杂w。该方案根据建筑物属性、4G工参
括广播波束扫描的设置规划和立体波束赋形的3D模拟;信息、信息点(POI)信息、4GMR/PM数据等信息建立场景特征
(4) 天面问题的解决。2/3/4/5G系统将在很长一段时间内
库,并结合高精度电子地图,区分出需要宏站覆盖、微站覆盖和
共存,各种系统必然存在相互干扰,网络规划时必须尽力规避:室分覆盖等场景。最后根据不同场景,结合5G设备机型的覆
(5) 室分方案的选择。除了规避室内外干扰问题,规划时
盖、容量等工程参数差异,给出场景化站点选择建议如下:还需考虑已有设备的利旧,以及与4G网络的协同。(1)城区、髙热场景主要采用64TR设备;郊区、农村等场
3 5G网络规划案例景主要采用32TR设备。由于客户需求多样性和网络复杂性等多种因素,5G网络 (2)对于髙热和补盲场景,需要结合微站等产品增强覆盖规划方案也呈现多样化。本文以某市为例阐述5G网络规划 和容量。方案的要点。该方案包括价值区域识别、5G场景化选站、5G
(3)对室内髙热场景,建议采用4G现有室分设备利旧和
智能加站、拓扑结构评估和站点优先级评估等步骤。3.1价值区域识别新建5G室分相结合的策略。3.3 5G智能加站212
Changjiang Information & Communications5G智能加站规划环节是在宏站利旧基础上,遵循“先室内,
后室外”的规划原则,具体算法如图3。①对5G
MR室内覆盖
情况进行预测;②对于5G覆盖栅格内有40室分的建筑物,采
用5G室分利旧策略以节省投资;③对于无4G室分的5G弱覆
盖建筑物,判断其4G话务量情况:④对于40高话务建筑,进一
步%I是否满足室分部署条(牛,判断依据包括建筑物占地面积、
建筑高度、形态特征和片区话务量等。例如,对于大型商用建筑
多趋于方形,适用室分;大型高层住宅建筑狭长型,则不适用室
分,推荐微站;⑤对于剩余5G室内弱覆盖建筑,如满足微站部
署条件则优选微站部署方案。⑥对室外弱覆盖栅格进行聚类
后,设定室外站型部署面积门限,如弱覆盖面积未达到门限值,
则选择部署微站;如达到或超过门限值,则选择部署宏站。图3 5G智能加站流程213詹宝容等:5G网络规划方法探讨和实践3.4拓扑结构评估选站完成后,需要针对宏微站点进行网络拓扑结构审核。
审核点包括过近站点评估和过高/过低站点评估。前者一般规
则包括宏站与宏站之间间距应大于200米、宏站与微站之间
间距应大于100米、微站与微站之间间距应大于50米、过近
站点间是否场景特殊要求(如髙楼遮挡等);后者一般规则包
括宏站天线挂髙应介于15米至50米之间、微站天线挂高应
低于2米、过髙/过低情况是否为天线改造引起等拓扑结构
评恬,有助于提前发现规划中网络的不合理之处,及时给出调
整建议。3.5站点优先级评估站点优先级评估环节就是要为所有规划的站点进行价值
排序。价值排序的基础是各个不同维度的价值评分,如覆盖
评分、成本评分、用户评分、流量评分等等。系统在以上评分
基础上做加权平均,得出每个站型的独立评估价值,最后以图
表方式呈现给相关人员作为决策依据。4结语合理的网络规划可以节省投资成本和建网后网络的运营
成本,提髙网络的服务等级,提髙用户的满意度。文中中国移
动在某市通过价值区域识别、5G场景化选站、5G智能加站、拓
扑结构评估和站点优先级评估等步骤,进行了合理的网络规
划工作,以较小的投资,成功地快速抢占高价值市场,一年内
5G用户便突破100万,为企业5G战略布局打下坚实基础。随
着5CJ网络规模增长、5G终端的进一步推广以及新业务涌现,
网络规划的方向也应随之调整。参考文献:[1] 梁雪梅,白冰,方晓农,李新,等.5G网络全专业规划设计宝
典[M].北京:人民邮电出版社,2020.[2] 克里斯托弗■拉尔森.5G网络规划设计与优化[M].乜京
月,陈杰,周晓津,译.北京:机械工业出版社,2020.[3] 张中华,赵静,田哲源.5G无线网络规划部署关键点研宄
[J].电信工程技术与标准化》2020,(9):38-41.[4] 张洪伟,马学军,蔡宗平,牟海望,等.基于4G网络洞察的5G
网络规划[J].5G网络创新研讨会(2020),2018,(5):143-143.[5] 邹广玲.5G场景化网规方案探索[J]•中兴通讯技术,2020,
⑵:74-78.[6] 黄劲安,曾哲君,蔡子华,梁广智.迈向5G从关键技术到网
络部署[M].北京:人民邮电出版社,2018.
2024年2月11日发(作者:回鹏海)
^
mmmm2021年第05期(总第221期)5G网络规划方法探讨和实践詹宝容孙登奎2,庾锡昌2,刘超正2(1.广东创新科技职业学院信息工程学院,广东东莞523960;2.中国移动通信集团广东有限公司东莞分公司,广东东莞523129)摘要:在保护已有网络投资前提下有效推进5G网络建设,必须采取合理的网络规划方案。文章详细讲述了 5G网络规
划流程及其各阶段主要工作内容,指出了 5G网络规划领域中的关键点。文中以某市为案例,阐述了 5G网络规划中价
值区域识别、场景化选站、智能加站、拓扑结构评估和站点优先级评估等步骤及其工作要点。关键词:5G;网络规划;价值区域识别;智能加站中图分类号:TN929.5 文献标识码:A 文章编号:2096-9759( 2021 )05-0211-03Discussion and practice of planning method for 5G networkZhan
Baorong1,
Sun
Dengkui2,
Yu
Xichang2,
Liu
Chaozheng2
(1
.Department
of
Information
Engineering,Guangdong
Innovative
Technical
College,Dongguan 523960,
China
Mobile
Group
Guangdong
CO”
LTD
Dongguan
Branch,Dongguan 523129,
China)Abstract:
In
order
to
protect
existing
network
investment
and
effectively
promote 5G
network
construction,
a
reasonable
network
planning
scheme
must
be
adopted.
In
this
article,
planning
process
for 5G
network
and
its
main
content
in
each
step
are
described
in
detail,
and
the
key
points
in
the
relative
field
are
pointed
out
too.
Taking
one
typical
city
as
a
case,
the
paper
expounds
the
network
planning
activity
in
different
steps,
e.g.
distinction
of
value
zone,
scene-based
selection
for
base
station,
intelligent
addition
for
base
station,
evaluation
for
topology
and
assessment
for
priority
of
the
words: 5G;
network
planning;
distinction
of
value
zone;
intelligent
addition
for
base
station得出小区覆盖面积,从而推算出满足覆盖需求的基站数量,同
时根据用户业务量和预期的用户数量、分布,获得该业务模型
下支持该用户数量的业务负荷所需的基站数量和大致站型、
配置,两者比较,取其中较大的基站数量和相应的站间距为下
一步的详细规划提供基础数据。详细规划阶段的工作是将预规划获得的基站数量、大致
站型和配置、初步站间距作为原始输入,配合三维数字地图,
带入仿真工具,结合初期网络勘察获得的候选站址,对所需覆
盖的区域,进行认真的网络覆盖和容量效果预测和分析,并通
过站址位置、站间距、天线挂高、方位角、下倾角等关键的无线
指标,为未来的工程建设奠定基础。随着用户的增加,网络需要不断地进行优化调整;当话务
量增长到一定阶段时,网络需要扩容。于是又回到了前期阶
段进行数据采集。优化阶段本质是新一轮的网络规划。预规划和详细规划是网络规划的主要阶段,它们各含三
大环节B],如图1所示。预规划包括4G现网评估、5G站点规
划、5G仿真评估。其中,4G现网评估环节的工作包括栅格级
的覆盖评估,栅格级或小区级的负荷、流量和价值评估,以及
投诉、路测评估等;5G站点规划工作包括识别5G部署区域,
基于测量报告的精准站点规划,基于投诉、路测的精准规划,
以及给出规划方案的拓扑评估;5G仿真评估工作包括规划方
案的优化,Massive
MIMO广播权值优化,3D覆盖预测,基于
蒙特卡洛容量仿真。详细规划包括站点工勘、5G仿真设计、〇引言随着技术和标准的成熟,全球多个国家正在如火如荼进行
5G网络建设。基于话语权和网络安全的考虑,我国也积极谋
求发展主动权,加快5G产业发展布局,力争在信息技术领域从
跟跑、并跑到并跑、领跑,从而最终占领战略制高点的位置。目前由于运营商与芯片供应商、设备生产商及手机厂商
等共同构建了较为完整的基于LTE网络的生态系统。前期技
术研发和网络建设成本投入庞大,产业价值链输出至今尚未
最大化。如何保护己有网络投资、避免投资浪费,是5G网络
建设中运营商首先考虑的重要议题。完整的移动通信网络建设包括前期的调研、网络规划、工
程实施和网络优化等阶段'网络规划是整个建设过程中的关
键阶段,决定了系统的投资规模;规划结果确立了网络的基本
架构,基本决定了网络的效果。优良的通信网络规划可以使
运营商在相同的建设投资规模下获得最大的经济效益。1 5G网络规划流程5G网络规划工作大致可划分为4步:前期准备阶段、预规
划阶段、详细规划阶段和优化阶段。前期准备阶段的主要工作是采集基础数据,为网络规划
提供依据。需采集的数据包括覆盖区域类型、业务类型、容量
要求、服务等级、人口分布、收入分布等等。预规划阶段的工作是根据覆盖区域的大小,由链路预算收稿曰期=2021-03-16基金项目:广东省普通高校认定类科研项目特色创新类(NO. 2019GKTSCX171);广东创新科技职业学院校级科研项目特色创新类(NO.
2020TSYB003)。作者简介:詹宝容(1982-),女,广东潮州人,硕士研宄生,现为广东创新科技职业学院讲师,高级工程师,主要研宄方向:通信与信息系统;孙
登奎(1978-),男,江苏沛县人,硕士研宄生,现为中国移动广东东莞分公司室主任,工程师,主要研宄方向:移动通信网络质量管理;庾锡昌
(1982-)(通讯作者),男,广东东莞人,硕士研宄生,现为中国移动广东东莞分公司主管、高级工程师,主要研宄方向:移动通信网络质量管理;
刘超正(1988-),男,广东茂名人,学士本科生,现为中国移动广东东莞分公司工程师,主要研宄方向:无线网络规划。211
Changjiang Information & Communications5G参数规划。其中,站点工勘环节的工作包括站点勘査确定
落地方案,提供天面整合设计方案,以及提供备选点建议等:
5G仿真设计工作包括精细化覆盖预测仿真,RF参数规划,以詹宝容等:5G网络规划方法探讨和实践及Massive
MIMO广播权值优化调整等;5G参数规划工作则包括邻区规划,PCI/PRACH规划和TAC规划等。图1 5G网络规划流程图2
5<3网络规划关键点
5G网络规划是根据客户的容量需求、覆盖需求以及其它
特殊需求,结合覆盖区域的地形地貌特征,设计合理可行的无
线网络布局,以最小的投资满足客户需求的过程。其中的关
键点包括%价值区域识别需要以4G网络数据为依托,其中工参数据、网管KPI数据、信令数据、MR覆盖/话务数据等维度数据最为
关键141。例如,工参数据可以分析网络拓扑结构合理性、网管
话务数据可以识别髙价值站点、MR覆盖/价值/流量数据则可
以做栅格级覆盖分析和栅格级价值评估。该方案价值区域识
别的实现首先通过网管/MR数据采集,然后将各维度数据分
(1) 建设区域的识别。梳理不同覆盖区域和场景并识别
类处理,形成用户数栅格图、流量栅格图、站点话务量热力图
出髙价值场景是网络规划的基础依据,其关键在于使用哪些
和重点场景图等,再进行热点聚类处理,最后确定5G部署区
维度的数据进行区域识别;域,如图2所示。(2) 站点规划设计。满足一定覆盖指标要求,需要规划5G
3.2 5G场最化选站站点数量以及各站点的地理部署,其关键在于了解Massive
由于采用了
Massive
MIMO技术,新的天线特性给5G基
MIMO新空口特性对站点规划的影响:站带来垂直面的覆盖以及相关性能的变化,因此站点选择相对
(3) 实验仿真验证。通过仿真软件进行传播模型建模,包
于4G网络而言更为复杂w。该方案根据建筑物属性、4G工参
括广播波束扫描的设置规划和立体波束赋形的3D模拟;信息、信息点(POI)信息、4GMR/PM数据等信息建立场景特征
(4) 天面问题的解决。2/3/4/5G系统将在很长一段时间内
库,并结合高精度电子地图,区分出需要宏站覆盖、微站覆盖和
共存,各种系统必然存在相互干扰,网络规划时必须尽力规避:室分覆盖等场景。最后根据不同场景,结合5G设备机型的覆
(5) 室分方案的选择。除了规避室内外干扰问题,规划时
盖、容量等工程参数差异,给出场景化站点选择建议如下:还需考虑已有设备的利旧,以及与4G网络的协同。(1)城区、髙热场景主要采用64TR设备;郊区、农村等场
3 5G网络规划案例景主要采用32TR设备。由于客户需求多样性和网络复杂性等多种因素,5G网络 (2)对于髙热和补盲场景,需要结合微站等产品增强覆盖规划方案也呈现多样化。本文以某市为例阐述5G网络规划 和容量。方案的要点。该方案包括价值区域识别、5G场景化选站、5G
(3)对室内髙热场景,建议采用4G现有室分设备利旧和
智能加站、拓扑结构评估和站点优先级评估等步骤。3.1价值区域识别新建5G室分相结合的策略。3.3 5G智能加站212
Changjiang Information & Communications5G智能加站规划环节是在宏站利旧基础上,遵循“先室内,
后室外”的规划原则,具体算法如图3。①对5G
MR室内覆盖
情况进行预测;②对于5G覆盖栅格内有40室分的建筑物,采
用5G室分利旧策略以节省投资;③对于无4G室分的5G弱覆
盖建筑物,判断其4G话务量情况:④对于40高话务建筑,进一
步%I是否满足室分部署条(牛,判断依据包括建筑物占地面积、
建筑高度、形态特征和片区话务量等。例如,对于大型商用建筑
多趋于方形,适用室分;大型高层住宅建筑狭长型,则不适用室
分,推荐微站;⑤对于剩余5G室内弱覆盖建筑,如满足微站部
署条件则优选微站部署方案。⑥对室外弱覆盖栅格进行聚类
后,设定室外站型部署面积门限,如弱覆盖面积未达到门限值,
则选择部署微站;如达到或超过门限值,则选择部署宏站。图3 5G智能加站流程213詹宝容等:5G网络规划方法探讨和实践3.4拓扑结构评估选站完成后,需要针对宏微站点进行网络拓扑结构审核。
审核点包括过近站点评估和过高/过低站点评估。前者一般规
则包括宏站与宏站之间间距应大于200米、宏站与微站之间
间距应大于100米、微站与微站之间间距应大于50米、过近
站点间是否场景特殊要求(如髙楼遮挡等);后者一般规则包
括宏站天线挂髙应介于15米至50米之间、微站天线挂高应
低于2米、过髙/过低情况是否为天线改造引起等拓扑结构
评恬,有助于提前发现规划中网络的不合理之处,及时给出调
整建议。3.5站点优先级评估站点优先级评估环节就是要为所有规划的站点进行价值
排序。价值排序的基础是各个不同维度的价值评分,如覆盖
评分、成本评分、用户评分、流量评分等等。系统在以上评分
基础上做加权平均,得出每个站型的独立评估价值,最后以图
表方式呈现给相关人员作为决策依据。4结语合理的网络规划可以节省投资成本和建网后网络的运营
成本,提髙网络的服务等级,提髙用户的满意度。文中中国移
动在某市通过价值区域识别、5G场景化选站、5G智能加站、拓
扑结构评估和站点优先级评估等步骤,进行了合理的网络规
划工作,以较小的投资,成功地快速抢占高价值市场,一年内
5G用户便突破100万,为企业5G战略布局打下坚实基础。随
着5CJ网络规模增长、5G终端的进一步推广以及新业务涌现,
网络规划的方向也应随之调整。参考文献:[1] 梁雪梅,白冰,方晓农,李新,等.5G网络全专业规划设计宝
典[M].北京:人民邮电出版社,2020.[2] 克里斯托弗■拉尔森.5G网络规划设计与优化[M].乜京
月,陈杰,周晓津,译.北京:机械工业出版社,2020.[3] 张中华,赵静,田哲源.5G无线网络规划部署关键点研宄
[J].电信工程技术与标准化》2020,(9):38-41.[4] 张洪伟,马学军,蔡宗平,牟海望,等.基于4G网络洞察的5G
网络规划[J].5G网络创新研讨会(2020),2018,(5):143-143.[5] 邹广玲.5G场景化网规方案探索[J]•中兴通讯技术,2020,
⑵:74-78.[6] 黄劲安,曾哲君,蔡子华,梁广智.迈向5G从关键技术到网
络部署[M].北京:人民邮电出版社,2018.