CN110740450B - 一种网络小区扩容方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本申请的实施例提供一种网络小区扩容方法和装置，涉及通信技术领域，用于5G网络中的小区扩容。该网络小区扩容方法，包括：获取调度时隙slot内预定小区使用的波束信息，其中波束信息包括预定小区使用的波束个数以及预定小区在每个波束使用的物理资源块PRB个数；根据波束信息确定预定小区的类型；根据预定小区的类型确定预定无线资源利用率算法，根据波束信息以及预定无线资源利用率算法计算预定小区的无线资源利用率；根据预定小区的类型确定预定小区的扩容条件，当确定预定小区的无线资源利用率满足预定小区的扩容条件时，确定对预定小区扩容。用于网络小区扩容。

Description

一种网络小区扩容方法和装置
技术领域
本申请涉及通信技术领域，尤其是涉及一种网络小区扩容方法和装置。
背景技术
第四代移动通信技术(the 4th generation mobile communicationtechnology，4G)网络小区扩容主要依据小区的时域资源和频域资源的利用情况。第五代移动通信技术(the 5th generation mobile communication technology，5G)网络采用大规模天线技术(multiple-input multiple-output，Massive MIMO)，无线资源不仅包含时域资源和频域资源，还包含丰富的空域资源。5G网络在为用户分配资源的时候，首先会对有业务需求的所有用户进行“配对”，形成多个空分组。同一空分组下的用户可以实现空间隔离，即通过不同波束将用户分开。因此，在同一个空分组下的不同用户，可以使用同一时频资源，但波束不同。不同空分组下的用户，必须通过时频资源分开。
因此，5G网络的小区扩容如果采用传统的扩容方式则不能实际反映小区的真实情况，可能会造成小区扩容不及时对用户体验造成影响，或者在不必要扩容时对小区扩容造成资源浪费。
发明内容
本发明的实施例提供一种网络小区扩容方法和装置，用于5G网络中的小区扩容。
第一方面，提供一种网络小区扩容方法，包括如下步骤：获取调度时隙slot内预定小区使用的波束信息，其中波束信息包括预定小区使用的波束个数以及预定小区在每个波束使用的物理资源块(physical resource block，PRB)个数；根据波束信息确定预定小区的类型；根据预定小区的类型确定预定无线资源利用率算法，根据波束信息以及预定无线资源利用率算法计算预定小区的无线资源利用率；根据预定小区的类型确定预定小区的扩容条件，当确定预定小区的无线资源利用率满足预定小区的扩容条件时，确定对预定小区扩容。这样，由于现有技术中，网络小区扩容主要依据小区的时域资源和频域资源的利用情况；而本申请中，进一步通过调度时隙slot内小区使用的波束信息确定小区的类型，然后依据小区的类型确定预定无线资源利用率算法，根据波束信息以及预定无线资源利用率算法计算小区的无线资源利用率；最后根据预定小区的类型确定预定小区的扩容条件，当确定预定小区的无线资源利用率满足所述预定小区的扩容条件时，确定对预定小区扩容。即在确定小区扩容的过程中使用了波束信息这一空域资源利用情况区分不同类型小区，并的不同类型小区分别进行无线资源利用率计算，从而制定5G网络扩容准则，避免了5G网络的小区扩容如果采用传统的扩容方式则不能实际反映小区的真实情况，可能会造成小区扩容不及时对用户体验造成影响，或者在不必要扩容时对小区扩容造成资源浪费的问题。
第二方面，提供一种网络小区扩容装置，包括：获取模块，用于获取调度时隙slot内预定小区使用的波束信息，其中波束信息包括预定小区使用的波束个数以及预定小区在每个波束使用的物理资源块PRB个数；处理模块，用于根据获取模块获取的波束信息确定预定小区的类型；根据预定小区的类型确定预定无线资源利用率算法，根据波束信息以及预定无线资源利用率算法计算预定小区的无线资源利用率；根据预定小区的类型确定预定小区的扩容条件，当确定预定小区的无线资源利用率满足预定小区的扩容条件时，确定对预定小区扩容。
第三方面，提供一种网络小区扩容装置，包括处理器；其中，当网络小区扩容装置运行时，处理器运行指令，使得网络小区扩容装置执行第一方面的网络小区扩容方法。
第四方面，提供一种计算机存储介质，包括指令，当指令在计算机上运行时，使得计算机执行指令以实施上述第一方面提供的网络小区扩容方法。
第五方面，提供一种计算机程序产品，计算机程序产品包括指令代码，指令代码用于执行指令以实施上述第一方面提供的网络小区扩容方法。
其中第二方面至第五方面提供的方案包含了与第一方面相同或相应的技术特征，其所实现的技术效果与第一方面类似，这里不再赘述。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1为本申请的实施例提供的一种网络小区的扩容方法的流程示意图；
图2为本申请的实施例提供的一种网络小区的扩容装置的结构示意图；
图3为本申请的另一实施例提供的一种网络小区的扩容装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。术语“第一”和“第二”等的使用不表示任何顺序，可将上述术语解释为所描述对象的名称。在本申请实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
现有技术中，针对4G网络或者更低世代的移动通信网络的小区扩容主要依据小区的时域资源和频域资源的利用情况。5G网络采用大规模天线技术Massive MIMO，无线资源不仅包含时域资源和频域资源，还包含丰富的空域资源。5G网络在为用户分配资源的时候，首先会对有业务需求的所有用户进行“配对”，形成多个空分组。同一空分组下的用户可以实现空间隔离，即通过不同波束将用户分开。因此，在同一个空分组下的不同用户，可以使用同一时频资源，但波束不同。不同空分组下的用户，必须通过时频资源分开。因此，5G网络的小区扩容如果采用传统的扩容方式则不能实际反映小区的真实情况，可能会造成小区扩容不及时对用户体验造成影响，或者在不必要扩容时对小区扩容造成资源浪费。
基于上述的问题，本申请的实施例提供一种网络小区的扩容方法，其原理如下：根据小区在空域资源利用呈现的特征将小区分类，并针对不同类型小区，考虑空域资源即波束信息，提出5G无线资源利用率的概念。根据5G无线资源利用率制定5G小区扩容准则。
参照图1所示，本申请的实施例提供一种网络小区的扩容方法，包括如下步骤：
101、获取调度时隙slot内预定小区使用的波束信息。
其中，波束信息包括预定小区使用的波束个数以及预定小区在每个波束使用的PRB个数。可以理解的是基于预定小区使用的波束个数以及预定小区在每个波束使用的PRB个数，具体可以计算的如下指标例如：Beami，第i个slot小区使用的波束个数；PRBi，j，第i个slot小区第j个波束使用的PRB个数；MaxPRB，最大可用PRB个数；Maxbeam，最大可用波束个数；Availablebeam统计周期内被使用过的波束个数；AverageUE，统计周期内小区的RRC平均连接数。
102、根据波束信息确定预定小区的类型。
具体的，在预定的统计周期内根据所述波束信息，若确定Availablebeam≥α×Maxbeam，则确定预定小区为用户分布式小区；若确定α×Maxbeam＞Availablebeam＞β×Maxbeam，则确定预定小区为用户一般式小区；否则，确定预定小区为用户集中式小区；其中，Availablebeam为统计周期内被使用过的波束个数，Maxbeam为最大可用波束个数，α和β为常数，α∈[0，1]，β∈[0，1]。
103、根据预定小区的类型确定预定无线资源利用率算法，根据波束信息以及预定无线资源利用率算法计算预定小区的无线资源利用率。
步骤103中，主要根据102步骤确定的预定小区的类型计算无线资源利用率。
具体的，S1)当预定小区的类型为用户分布式小区时，根据用户分布式小区，确定预定无线资源利用率算法为：
Figure GDA0003686093630000041
S2)当预定小区的类型为用户一般小区时，根据用户一般小区，确定所述预定无线资源利用率算法为：
Figure GDA0003686093630000042
S3)当预定小区的类型为用户集中式小区时，根据用户集中式小区，确定预定无线资源利用率算法为：
Figure GDA0003686093630000051
其中，Ultiliaztion为预定无线资源利用率，PRBi，j第i个slot小区第j个波束使用的PRB个数，Beami为第i个slot小区使用的波束个数，MaxPRB为最大可用PRB。
104、根据预定小区的类型确定预定小区的扩容条件，当确定预定小区的无线资源利用率满足预定小区的扩容条件时，确定对预定小区扩容。
例如：当预定小区为所述用户分布式小区时，若统计周期内Utiliaztion≥Δ且AverageUE≥V分布，则确定对预定小区扩容。
当预定小区为所述用户一般式小区时，若统计周期内Utiliaztion≥Δ且AverageUE≥V-般，则确定对预定小区扩容。
当预定小区为用户集中式小区时，若统计周期内Utiliaztion≥Δ且AverageUE≥V集中，则确定对预定小区扩容。
其中，V分布≥V一般≥V集中，AverageUE为统计周期内预定小区的RRC平均连接数，Δ为常数，Δ∈[0，1]。其中Δ的具体取值根据运营商的策略和实际情况来设定。由于Δ作为判断是否扩容的阈值条件，可以理解的是，当Δ取值较大时，则只有预定小区的无线资源利用率水平较高时，才进行确定对预定小区扩容，此时可能有扩容延迟的风险；当Δ取值较小时，则预定小区的无线资源利用率满足扩容条件即扩容的话，则要求运营商有充足的用于小区扩容的资源，对运营商预算要求较高；因此Δ的取值需要权衡以上因素，具体根据运营商的策略和实际情况来设定。
这样，由于现有技术中，网络小区扩容主要依据小区的时域资源和频域资源的利用情况；而本申请中，进一步通过调度时隙slot内小区使用的波束信息确定小区的类型，然后依据小区的类型确定预定无线资源利用率算法，根据波束信息以及预定无线资源利用率算法计算小区的无线资源利用率；最后根据预定小区的类型确定预定小区的扩容条件，当确定预定小区的无线资源利用率满足所述预定小区的扩容条件时，确定对预定小区扩容。即在确定小区扩容的过程中使用了波束信息这一空域资源利用情况区分不同类型小区，并的不同类型小区分别进行无线资源利用率计算，从而制定5G网络扩容准则，避免了5G网络的小区扩容如果采用传统的扩容方式则不能实际反映小区的真实情况，可能会造成小区扩容不及时对用户体验造成影响，或者在不必要扩容时对小区扩容造成资源浪费的问题。
以下针对本申请的实施例提供的网络小区的扩容方法，提供一个具体的示例说明如下：
5G网络中小区下行最大流数16流，即下行最大业务波束个数16。5G网络中小区带宽100M，即MaxPRB＝273。
假设α＝3/4，β＝1/4
提取3个小区忙时网络指标如表1所示：
网络 Available<sub>beam</sub> 小区类型判定
小区1 13 分布式小区
小区2 9 一般式小区
小区3 3 集中式小区
表1
假设小区在每slot资源调度情况相同(考虑1小时共7200000个slot，每slot对应的具体数值不在示出；现网中5G基站是按照slot为粒度进行调度的，每slot资源调度情况都有可能不同)。
针对小区1，波束1-13的PRB利用率分别为10％、15％、20％、23％、46％、75％、80％、80％、59％、48％、81％、90％、16％，则小区1的资源利用率为：
Utilization_小区1＝273*(10％+15％+20％+23％+46％+75％+80％+80％+59％+48％+81％+90％+16％)/(16*273)＝40％。
针对小区2，波束1-9的PRB利用率分别为20％、23％、46％、75％、80％、80％、59％、48％、81％，则小区2的资源利用率为：
Utilization_小区2＝273*(20％+23％+46％+75％+80％+80％+59％+48％+81％)/(9*273)＝56.9％。
针对小区3，波束1-3的PRB利用率为46％、75％、80％，则小区2的资源利用率为：
Utilization_小区3＝80％。
假设Δ＝50%，V分布＝200，V一般＝100，V集中＝80若小区1、2、3的AverageUE分别为156、87、93，那么小区扩容判定如下表2所示：
Figure GDA0003686093630000061
Figure GDA0003686093630000071
表2
参照图2所示，本申请的实施例还提供网络小区扩容装置，用于实施上述图1实施例对应的网络小区扩容方法，具体的该网络小区扩容装置可以为5G基站或者5G基站中的芯片，包括：
获取模块21，用于获取调度时隙slot内预定小区使用的波束信息，其中波束信息包括预定小区使用的波束个数以及预定小区在每个波束使用的物理资源块PRB个数。
处理模块22，用于根据获取模块22获取的波束信息确定预定小区的类型；根据预定小区的类型确定预定无线资源利用率算法，根据波束信息以及预定无线资源利用率算法计算预定小区的无线资源利用率；根据预定小区的类型确定预定小区的扩容条件，当确定预定小区的无线资源利用率满足预定小区的扩容条件时，确定对预定小区扩容。
可选的，处理模块22具体用于在预定的统计周期内根据波束信息，若确定Availablebeam≥α×Maxbeam，则确定预定小区为用户分布式小区；若确定α×Maxbeam＞Availablebeam＞β×Maxbeam，则确定预定小区为用户一般式小区；否则，确定预定小区为用户集中式小区；其中，Availablebeam为统计周期内被使用过的波束个数，Maxbeam为最大可用波束个数，α和β为常数，α∈[0，1]，β∈[0，1]。
可选的，处理模块22具体用于当预定小区的类型为用户分布式小区时，根据用户分布式小区，确定预定无线资源利用率算法为：
Figure GDA0003686093630000072
或者，当预定小区的类型为用户一般小区时，根据用户一般小区，确定预定无线资源利用率算法为：
Figure GDA0003686093630000073
或者，
当预定小区的类型为用户集中式小区时，根据用户集中式小区，确定预定无线资源利用率算法为：
Figure GDA0003686093630000081
其中，Ultiliaztion为预定无线资源利用率，PRBi，j第i个slot小区第j个波束使用的PRB个数，Beami为第i个slot小区使用的波束个数，MaxPRB为最大可用PRB。
可选的，预定小区的扩容条件包括：
当预定小区为用户分布式小区时，若统计周期内Utiliaztion≥Δ且AverageUE≥V分布，则确定对预定小区扩容；
当预定小区为用户一般式小区时，若统计周期内Utiliaztion≥Δ且AverageUE≥V一般，则确定对预定小区扩容；
当预定小区为所述用户集中式小区时，若统计周期Utiliaztion≥Δ且AverageUE≥V集中，则确定对预定小区扩容；
其中，V分布≥V一般≥V集中，AverageUE为统计周期内预定小区的RRC平均连接数，Δ为常数，Δ∈[0，1]。
该网络小区扩容装置所能解决的技术问题，以及实现的技术效果可以参照上述网络小区扩容方法的描述，此处不再赘述。
在另一种方案中，上述网络小区扩容装置的获取模块21、处理模块22可以采用一个或者多个处理器实现；此时参照图3所示，提供一种网络小区扩容装置，应用于网络小区扩容，该网络小区扩容装置包括：处理器31，当网络小区扩容装置运行时，处理器31运行指令，使得网络小区扩容装置执行上述的网络小区扩容方法。
处理器31可以是一个通用中央处理器(central processing unit，CPU)，控制器MCU，特定应用集成电路(application-specific integrated circuit，ASIC)，或一个或多个用于控制本申请方案程序执行的集成电路。
当然，处理器31上还可以集成有实施网络小区扩容方法的计算机程序或指令的存储装置，或者也可以将存储装置单独设置，例如如图3中示出的，单独设置存储器32。存储器32可以是只读存储器(read-only memory，ROM)或可存储静态信息和指令的其他类型的静态存储设备，随机存取存储器(random access memory，RAM)或者可存储信息和指令的其他类型的动态存储设备，也可以是电可擦可编程只读存储器(electrically erasableprogrammable read-only memory，EEPROM)、只读光盘(compact disc read-only memory，CD-ROM)或其他光盘存储、光碟存储(包括压缩光碟、激光碟、光碟、数字通用光碟、蓝光光碟等)、磁盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质，但不限于此。当然，该网络小区扩容装置还可以设置有接口电路33，用于与其他设备通信。示例性的，处理器31、存储器32、接口电路33可以通过总线34耦合。
本发明实施例还提供一种计算机存储介质，存储有指令，当指令在计算机上执行时能够实现上述实施例提供的网络小区扩容方法。
本发明实施例还提供一种计算机程序产品，计算机程序产品包括指令代码，指令代码用于执行指令以实施上述实施例提供的网络小区扩容方法。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例的方法。
上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。

Claims (10)

1.一种网络小区扩容方法，其特征在于，包括：
获取调度时隙slot内预定小区使用的波束信息，其中所述波束信息包括所述预定小区使用的波束个数以及所述预定小区在每个波束使用的物理资源块PRB个数；
根据所述波束信息确定所述预定小区的类型；
根据所述预定小区的类型确定预定无线资源利用率算法，根据所述波束信息以及所述预定无线资源利用率算法计算所述预定小区的无线资源利用率；
根据所述预定小区的类型确定所述预定小区的扩容条件，当确定所述预定小区的无线资源利用率满足所述预定小区的扩容条件时，确定对所述预定小区扩容。
2.根据权利要求1所述的网络小区扩容方法，其特征在于，所述根据所述波束信息确定所述预定小区的类型，包括：
在预定的统计周期内根据所述波束信息，若确定Availablebeam≥α×Maxbeam，则确定所述预定小区为用户分布式小区；若确定α×Maxbeam＞Availablebeam＞β×Maxbeam，则确定所述预定小区为用户一般式小区；否则，确定所述预定小区为用户集中式小区；其中，Availablebeam为所述统计周期内被使用过的波束个数，Maxbeam为最大可用波束个数，α和β为常数，其中α∈[0，1]，β∈[0，1]。
3.根据权利要求2所述的网络小区扩容方法，其特征在于，
当所述预定小区的类型为用户分布式小区时，所述根据所述预定小区的类型确定预定无线资源利用率算法，包括：根据所述用户分布式小区，确定所述预定无线资源利用率算法为：
Figure FDA0003732777980000011
或者，
当所述预定小区的类型为用户一般小区时，所述根据所述预定小区的类型确定预定无线资源利用率算法，包括：根据所述用户一般小区，确定所述预定无线资源利用率算法为：
Figure FDA0003732777980000021
或者，
当所述预定小区的类型为用户集中式小区时，所述根据所述预定小区的类型确定预定无线资源利用率算法，包括：根据所述用户集中式小区，确定所述预定无线资源利用率算法为：
Figure FDA0003732777980000022
其中，Ultiliaztion为所述预定无线资源利用率，PRBi，j第i个slot小区第j个波束使用的PRB个数，Beami为第i个slot小区使用的波束个数，MaxPRB为最大可用PRB。
4.根据权利要求2或3所述的网络小区扩容方法，其特征在于，所述预定小区的扩容条件包括：
当所述预定小区为所述用户分布式小区时，若所述统计周期内Utiliaztion≥Δ且AverageUE≥V分布，则确定对所述预定小区扩容；
当所述预定小区为所述用户一般式小区时，若所述统计周期内Utiliaztion≥Δ且AverageUE≥V一般，则确定对所述预定小区扩容；
当所述预定小区为所述用户集中式小区时，若所述统计周期内Utiliaztion≥Δ且AverageUE≥V集中，则确定对所述预定小区扩容；
其中，V分布≥V一般≥V集中，AverageUE为所述统计周期内所述预定小区的RRC平均连接数，Δ为常数，Δ∈[0，1]。
5.一种网络小区扩容装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取调度时隙slot内预定小区使用的波束信息，其中所述波束信息包括所述预定小区使用的波束个数以及所述预定小区在每个波束使用的物理资源块PRB个数；
处理模块，用于根据所述获取模块获取的所述波束信息确定所述预定小区的类型；根据所述预定小区的类型确定预定无线资源利用率算法，根据所述波束信息以及所述预定无线资源利用率算法计算所述预定小区的无线资源利用率；根据所述预定小区的类型确定所述预定小区的扩容条件，当确定所述预定小区的无线资源利用率满足所述预定小区的扩容条件时，确定对所述预定小区扩容。
6.根据权利要求5所述的网络小区扩容装置，其特征在于，所述处理模块具体用于在预定的统计周期内根据所述波束信息，若确定Availablebeam≥α×Maxbeam，则确定所述预定小区为用户分布式小区；若确定α×Maxbeam＞Availablebeam＞β×Maxbeam，则确定所述预定小区为用户一般式小区；否则，确定所述预定小区为用户集中式小区；其中，Availablebeam为所述统计周期内被使用过的波束个数，Maxbeam为最大可用波束个数，α和β为常数，其中α∈[0，1]，β∈[0，1]。
7.根据权利要求6所述的网络小区扩容装置，其特征在于，所述处理模块具体用于当所述预定小区的类型为用户分布式小区时，根据所述用户分布式小区，确定所述预定无线资源利用率算法为：
Figure FDA0003732777980000031
或者，
当所述预定小区的类型为用户一般小区时，根据所述用户一般小区，确定所述预定无线资源利用率算法为：
Figure FDA0003732777980000032
或者，
当所述预定小区的类型为用户集中式小区时，根据所述用户集中式小区，确定所述预定无线资源利用率算法为：
Figure FDA0003732777980000033
其中，Ultiliaztion为所述预定无线资源利用率，PRBi，j第i个slot小区第j个波束使用的PRB个数，Beami为第i个slot小区使用的波束个数，MaxPRB为最大可用PRB。
8.根据权利要求6或7所述的网络小区扩容装置，其特征在于，所述预定小区的扩容条件包括：
当所述预定小区为所述用户分布式小区时，若所述统计周期内Utiliaztion≥Δ且AverageUE≥V分布，则确定对所述预定小区扩容；
当所述预定小区为所述用户一般式小区时，若所述统计周期内Utiliaztion≥Δ且AverageUE≥V一般，则确定对所述预定小区扩容；
当所述预定小区为所述用户集中式小区时，若所述统计周期Utiliaztion≥Δ且AverageUE≥V集中，则确定对所述预定小区扩容；
其中，V分布≥V一般≥V集中，AverageUE为所述统计周期内所述预定小区的RRC平均连接数，Δ为常数，Δ∈[0，1]。
9.一种网络小区扩容装置，其特征在于，包括处理器；其中，当所述网络小区扩容装置运行时，所述处理器运行指令，使得所述网络小区扩容装置执行如权利要求1-4任一项所述网络小区扩容方法。
10.一种计算机存储介质，包括指令，其特征在于，当所述指令在计算机上运行时，使得所述计算机执行如权利要求1-4任一项所述网络小区扩容方法。
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