WCDMA网络仿真工作指导书.docx
《WCDMA网络仿真工作指导书.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《WCDMA网络仿真工作指导书.docx（40页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
WCDMA网络仿真工作指导书
Q/ZX
深圳市中兴通讯股份有限公司企业标准
（管理标准）
Q/ZX75.1701.1–2002
2002-12-发布2003-01-06实施
深圳市中兴通讯股份有限公司发
1网络规划基本流程
1.1网络规划流程概括
网络规划的基本流程如下图所示：
由图可知，规划仿真是网络规划流程的重要组成部分，它为实际组网提供仿真上的依据。
通过仿真，我们可以预先了解建成后网络的大致情况，如导频覆盖、最好小区、系统负载、切换区域等，对实际组网有重要的指导和借鉴作用。
1.2仿真的基本步骤
目前，我们采用Aircom公司的仿真软件进行规划仿真。
用Aircom仿真软件进行仿真的大致步骤是：
1．新建或打开一个项目工程，设置工程数据
2．进行基站布局
3．设置各类仿真参数
4．在待仿真区域播撒话务
5．开始仿真
下面我们一一进行阐述。
2工程数据建立
2.1创建或打开一个项目
打开aircom软件，以普通用户登录后，会出现下面的窗口，用户可以在这里新建一个项目或开始已有的项目。
对于新建的项目，需要设置坐标系统和工作目录；而对于已有的项目，则可以点击Info按钮修改坐标系统和工作目录等。
下面是个典型的界面：
2.2坐标系统设置（coordSystem）
在设置Coordsystem时需要注意下面问题。
∙关于电子地图坐标系的设定选择。
通常在所使用的地图数据文件夹中会有个命名为Projection的文件（常在heights目录中）。
这个文件中通常会含有与Coordinategroup，system，datum相关的信息，参考这个文件在创建项目时进行电子地图坐标系的设定。
下面是一个此类文件内容的示例。
Projection文件：
GRS-1980
55
UTM
014750000010000000
根据文件内容，在软件中的项目地理坐标设定中，选择Group为UniversalTransverseMercator；选择Datum为GRS80EUREF；选择System为Zone55S。
这时，你可以在软件中的座标系统设定页面上可以看到OriginLatitude为0，OriginLongitude为147，FalseNorthing（m）是10000000，FalseEasting（m）是500000。
和Projection文件中最后一行的内容吻合。
虽然软件中包含了大多数常用的地理座标系统，但在实际使用中，还是可能遇到在软件中无法找到与project文件内容对应的Group或Datum信息的情况。
这时需要首先获取文件中描述的Group和Datum的详细数据信息，然后在软件中创建出对应的座标系统。
或者也可以在已有的坐标系或椭球数据中寻找最为接近的座标系统进行设定。
2.3工作目录设置
∙在mapdatadirectories页面中，设置地图数据的存放位置，如vector、heights、clutter等。
如果有些条目的地图数据不具备，比如Backdrop，可以留空不填。
∙在Userdatadirectories页面中，设置仿真过程中产生数据的存放位置，如prediction、preference、coverage、vector等（此处的vector目录存放用户自定义的矢量文件）。
其中，在colourpalette项中需填入一个软件使用的颜色模板的标准文本文件。
所谓颜色模板，就是在软件绘制各种地物或者信号接收强度等数据时，使用的颜色都来自模板中定义的颜色。
在Enterprise安装目录下的common子目录下，有一个软件提供的模板文件colours.txt。
用户也可以参考设定自己的颜色模板文件。
2.4计算地图边界范围信息
∙在mapdatadirectories和coordsystem页面中的信息设定完成后，需要到Mapdataextents中点击calculate按钮使软件计算得到地图的边界范围信息。
3基站布局
在进行基站布局前，我们首先要了解基站设备资源类的概念。
基站设备资源类是Aircom软件为了保证模块的最大可复用性而引入的概念，它将基站用到的各种资源以类的方式组织，如NodeBTypes、天线、塔放、馈线等等，实际基站和这些类是绑定的关系。
其中，NodeTypes和cellularantenna是必须预先设置好的。
用户可以通过访问3g->database->Equipment->…来创建和设置各种基站设备资源。
以NodeBTypes为例，用户可以通过访问3g->database->Equipment->NodeBtypes…来创建NodeBTypes类。
在该类中可以定义该基站类别有哪些设备资源，以及设定这些资源的限制值。
如下面两个截图所示：
在完成基站的设备资源类设置以后，我们就可以开始基站布局了。
通常，进行基站布局有两种方式，一种方式是使用基站模板手工添置基站，另一种方式直接从外部数据文件中一次性导入基站文件。
下面分别对两种方式进行介绍。
3.1通过基站模板添置基站
在进行网络拓扑结构规划之前，一个有效率的方法是创建一个基站设备的标准模板。
因为大部分的基站设备都有着很多共同的参数设置，比如载波的分配，信道功率的分配等等。
创建基站模板并指定模板为缺省类型后，就可以直接布设参数与模板一致的基站设备。
如下图所示：
这时布设的基站都会具备缺省NodeB模板中所设定的基站参数值。
下面就通过基站模板的设计来说明NodeB和UMTScell设定中既重要又基本的参数设定。
基站模板设定对话框通过3g->Option->SiteTemplates…打开。
如图所示，图中显示出用户创建了两个新的NodeB模板，一个取名3sectorNodeB，一个取名OmniNodeB。
缺省NodeB模板是3sectorNodeB。
如果现在在地图上布设基站就会使用这个NodeB模板的参数设定。
如果希望开始布设全向基站，只需在OmniNodeB左边的选择框内点击打勾，使它成为缺省的布设基站模板。
3.1.1基站的设备资源设定
在创建好基站的设备资源类后，此处我们可以将基站的设备资源类与特定基站或基站模板关联，如下图所示：
3.1.2基站载波设定
在基站参数设定的carrier页面上可以设定多个可供此基站小区使用的载波。
关于载波的设置可见4.1节。
3.1.3基站天线设定
每个基站可以拥有多个天线设备。
在Antenna页面上可以定义这些天线的主方向，下倾，高度和传播模型等信息。
注意，每个天线指定一种传播模型，否则，该天线无法参与仿真。
关于传播模型的创建可见4.6节。
在后继将说明的小区设定中，这些天线可以指派给基站的小区。
3.1.4CellParams设定
点击小区或者模板设定中的小区，可以设定与小区相关的参数，下面所示为cellparams设定页面
与仿真计算密切相关联的主要是各种信道的功率设定，Noiserise设定和小区正交因子设定。
这里给出的值是缺省值，用户可以根据实际情况进行修正。
参数解释细节请参看3guserreferenceguide文档。
在规划初期，可以暂时不用考虑扰码的规划，它们并不影响软件中的各种仿真计算。
可以在网络基本定型以后使用软件中的扰码自动规划工具来分配各个小区的主扰码。
请参见3guserreferenceguide文档。
3.1.5小区负荷与功率设定
如果在基站硬件设备设定时（3g->database->Equipment->NodeBtypes…）在下面的页面中选择了如下几个选项的话，
在小区或小区模板的设定Load&PowerCtrl页面中就可以设定loadbalancingthresholds和automaticcalculationofmaxDLpowerperconnection。
这个页面的参数设定主要是对小区整体的上下行负荷进行限制，同时对于单个用户的下行无线连接可以使用的最大发射功率进行限制。
参数设定细节请参见3guserreferenceguide文档。
其中要说明的是，Noiserise表示的是小区接收到的上行带宽内信号强度相对于没有任何小区用户的情况接收信号强度的抬升倍数。
这个值的大小与小区的上行负荷（loadingfactor，也就是实际容量与上行极限容量的比值）有理论对应公式如下：
Noiserise＝10×log（1/（1-loadingfactor））。
3.1.6小区天线设定
在这个页面上可以将各个小区与各自对应的天线关联起来，同时可以设定此小区使用的馈缆和塔放信息。
3.2从外部导入基站数据
通常，在仿真前我们事先会得到一张关于候选基站的基站信息表，表中有基站经纬度、扇区方位角、下倾角、天线挂高等基本信息。
这时我们可以利用aircom软件的外部数据导入功能一次性导入基站数据。
在基站数据很多的情况下，这是一种提高效率的有效方法。
通常我们得到的基站数据表是一张excel表格，在导入基站数据之前，需要将该表格的信息转换成xml文件的格式。
这些xml文件包括index001.xml,network-user.xml，property-user.xml，nodeB-user.xml，UMTS-CELL-user.xml。
Aircom公司提供了一个excel格式的基站数据模板，将基本的基站信息填入后，运行一个名为c_xml_form1的宏，就可以自动生成所需的各个xml文件。
然后，通过3g->file->import->xml一次性导入所有的xml文件后，就可以在sitedatabase（通过访问3g->database->sites）看到导入的基站信息了。
4关键参数设置
在开始仿真前需要设置的基本参数有carrier、bearer、service、terminal等，它们之间是一种层层绑定的关系，即无线承载（bearer）是绑定在一定的载波（carrier）上，业务（service）是绑定在一定的无线承载（bearer）上，终端（terminal）与一定的业务（service）相关联。
他们共同描述了系统的业务模型。
同时需要设置的还有传播模型等参数，参数设置的准确与否直接关系到仿真结果与实际网络的符合程度。
4.1Carrier
3g->option->Carriers。
UMTS载波设定页面中可以设定网络所使用载波的上下行中央频率号ARFCN。
根据协议的规定，ARFCN是以MHz为单位的实际使用的频率数乘以5得到的。
在carrier设定的对话框中，还可以设定邻频以及邻频间的信号干扰衰减（Attenuation）。
在业务参数设定中，可以指定每种业务可以使用的载波；在基站和小区的参数设定中，可以分配载波供指定基站和小区使用。
只有当某类业务与某个小区有至少一个共同的载波频点时，此类业务才能得到这个小区的服务。
4.2Bearer
Bearer反映了某种业务的上行方向或者下行方向上的无线性能。
因此在这个设定模块中可以创建上行的Bearer和下行Bearer。
不同方向上的Bearer可设定的参数选项稍有不同。
在service的创建过程中可以将此处创建的上行和下行方向上的Bearer与service相关联。
例如将ULvoicebearer和DLvoicebearer与voiceservice进行关联从而创建出话音类的业务。
3g->option->Bearers。
4.2.1Bearers页面
上行或者下行的AirInterface（bps）用于业务处理增益的计算，方法是用码片速率除以此参数值。
在软件计算中，业务处理增益乘以接收信干比就得到了业务的Eb/No。
User（bps）用于吞吐量（业务流量）的计算。
所以在设定时，User（bps）直接设定为业务的速率。
而AirInterface（bps）设定为是数据信道部分速率加上相伴随的信令控制信道部分的速率。
由于即使在用户处于不被激活状态时，虽然没有数据传输，但是上行专用物理信道中的DPCCH以及下行专用物理信道中的各个控制域（TFCI、TPC等）还是需要保持发射无线信号，会消耗无线资源，也会对别的用户造成无线干扰。
因此用ControlOverheadFactor参数描述由于控制域在数据传输间隔时并不中止发射而等效造成的用户激活概率的增加。
因此，这个参数设定的是个等效的激活率，单位也是百分数。
软件最后确定的某种业务的激活度是Activityfactor和controloverheadfactor的和。
这个参数的设定必须分析上行DPCCH信道相对于DPDCH信道（或下行控制域部分相对于数据域部分）的等效发射功率的比值得到。
举例来说，对于话音业务，通常认为用户的听或说各占一半时间，因此单方向上的activityfactor是50%。
但是实际上由于前面所述的Controloverhead的影响，实际的用户激活率会高于50%。
在这个话音业务的例子中，controloverheadfactor差不多是在10%左右。
也就是说，话音业务单向上的等效用户激活率在60%左右。
这个页面上还可以设定所创建的bearer占用的其他设备资源，例如信道板处理资源或其他用户自定义的资源。
与之相联系的是，在基站或小区的参数设置中可以设定设备能够提供的各类资源的上限。
因此，在仿真中，可以进行如是否会有用户由于基站或小区资源受限而无法得到服务的分析。
当然，如果只想进行无线资源方面的分析，只需在这个设定面板上将bearer消耗的各类设备资源设定为0就可以了。
4.2.2NoiseModel页面
设定在Gaussian或者Rayleigh噪声环境模型下的Eb/No与业务误帧率FER间的对应曲线。
这个页面上设定的曲线数据只在Monte-Carlo创建DownlinkFER这个结果时使用。
如果并不需要误帧率结果数据，可以不用仔细设定这个页面的参数。
4.2.3Eb/No&SpeedDelta页面
设定上行或下行bearer的Eb/No目标值。
这个值是业务仿真中作为业务需要达到的信号质量门限使用，对于规划分析至关重要。
除此以外，本页面中还可以设定在具备上下行分集时的Eb/No目标值以及不同终端移动速率对于Eb/No目标值的修正量。
在规划初期，除非得到可以确信的分集增益信息或速度修正量信息，否则不要配置这些值。
也就是说，假定分集增益为0dB，速度修正量为0dB。
4.2.4其他页面
除了上述设定页面外，在上行Bearer创建的其他几个页面中，还可以设定powercontrolheadroom，averagepowerrise以及软/更软切换对这些参数的额外影响量。
这些参数属于比较精细的参数设定，关于它们的详细解释请参见3guserreferenceguide文档。
对于初期规划，或者没有可以确信的相关数据信息的情况下，不要对它们进行设定。
在下行Bearer创建中，有一个downlinkgain页面，可以设定软切换对于业务下行接收信干比目标值的修正增益。
同样的，在没有确定详细的相关数据信息的情况下，不要对它们进行设定。
4.3Service
本节介绍如何创建业务，并设定与业务相关的参数信息。
并且把创建好的上行和下行Bearer与之进行关联。
创建的Service在Terminal设定页面中可与使用这种业务的终端进行绑定。
3g->option->Services。
4.3.1General页面
设定业务的种类。
软件中共区分了三类业务：
电路域话音，实时电路域数据，非实时分组域数据。
根据实际创建的业务类型选择匹配项。
对于电路域业务，直接在此页面设定它的上下行业务数据激活因子（CSActivityFactor）。
而对于分组域业务，此对话框最后的PacketSwitched页面就会处于可以设定的状态。
分组域业务的激活因子的计算也是通过这个页面的设定数据计算得到的，而不是象电路域业务那样直接设定的。
另外要说明的是，前面在bearer设定中提到过ControloverheadFactor，这个参数和业务的激活因子相加作为实际仿真时某个方向业务的激活概率。
软件会按照激活概率随机决定某个此类业务的激活与否。
只有激活的用户才会需要发射接收无线信号，参与干扰分析。
对于不激活的用户而言，它们只会占用掉服务基站或小区的设备资源，比如信道板资源或其他用户自定义的资源。
4.3.2Carriers页面
设定此类Service可以使用的载频频段，直接将它们选入到supported栏中即可。
同一个Service可以在多个载波下得到支持，在support栏中还可以改变此类Service选择使用载频的优先顺序。
（当然，也可以ignorepriorities，由软件仿真时随机选择接入服务频点）。
在前面提到过，只有与Service与某个小区有至少一个共同的载频设定，才可能接入小区获得服务。
4.3.3UL/DLbearer页面
将此类业务可能使用到的所有的上行/下行bearer与相应业务进行关联。
只需将它们选入SupportedULBearers栏中。
同时还可以设定不同bearer的优先顺序。
可以使用这套设定方式实现仿真系统忙时的服务情况，也就是说当某业务的高速率方式无法得到满足时，自动使用较低速率的方式来尝试获得服务。
4.3.4PacketSwitched页面
只有对于设定为是非实时分组域业务类型的业务才可以进行这个页面中的参数设定。
分组域业务的参数组织方式参考了ETSI推荐的非实时业务模型。
根据这个页面中的设定信息，软件计算得到这个分组域业务的激活因子参数。
用户可以使用软件内建的分别对应会话类，交互类，流类和背景类典型业务的参数设定。
4.4Terminal
在终端页面中对创建终端的硬件参数，使用终端的用户的分布特征进行设定。
并且将业务与相应的终端进行关联。
为了规划分析的清晰，建议对于每种终端只与一种业务Service进行关联。
虽然软件支持多业务终端。
给每种待分析业务设定不同的终端类型使得进行用户分布与结果分析时更加灵活有效。
3g->option->Terminaltypes…。
4.4.1General页面
设定终端的种类。
对于WCDMA网络终端设定为UMTS；对于CDMA2000网络终端设定为CDMA2000。
4.4.2CDMAParams页面
设定终端的硬件指标参数，包括最大发射功率，天线增益，发射功率的动态范围（也就是终端的最大发射功率与最小发射功率相差多少倍），终端的机体损耗，终端需要的导频信道接收信干比，终端的噪声指数，功率控制调整步长。
软件中给出的值是缺省设定值。
4.4.3Services页面
设定此类终端可以使用的业务Service，只需将可用业务拉入到Allocated栏中即可。
现在来回顾一下，业务的单向特性在4.2节bearer创建中做了讲述；业务的激活率等特征在4.3节service创建中做了讲述；终端的特性在本节4.4节terminal创建中讲述。
通过将Bearer与相关service关联，再将service与相关terminal关联，最终得到了一个具备了完整的参数配置的移动终端模型。
同时这样的参数设置体系也保障了最大的复用性和灵活性。
4.4.4用户分布多边形权值
这个页面出现在Terminal的设定对话框Option->Terminaltypes…，用来设定各种多边形内的话务分布。
Aircom软件提供了几种设定终端的地理分布特性的方法。
其中一种很重要的方法就是通过在用户自定义的多边形中分布一定数量的用户来反映不同地域的用户分布特性,用户多边形的定义方法可见4.5节。
要说明的是，在上图对话框中Traffic（T）栏中填的就是在对应多边形中实际分布的连接用户数，单位是Terminal。
所谓的连接用户，就是确实和网络有业务连接的用户。
例如对于话音用户，就是正在打电话的用户；对于分组域业务，就是与网络建立了session会话的用户。
在仿真运算中每次生成的多边形内的实际连接用户数目是以此处所设定数目为期望值的遵循泊松（Poisson）分布的一个随机数。
从这个角度来说，如果设定的是话音业务，应该根据单个用户发起话音业务的频率和单次通话时间以及总的放号用户数目来确定这个值（也就是总的爱尔兰量）；对于分组域数据业务来说，应该根据单用户session会话的平均发起频率和持续时间以及总的放号用户数目来确定这个值，或者根据区域内总的用户忙时平均数据流量以及业务平均速率来设定数据用户数目。
4.4.5用户分布地物权值
这个页面出现在Terminal的设定对话框。
3g->Option->Terminaltypes…。
在这个页面上，可以设定各种地物的用户分布密度的权值，这样就能够在一定范围内（比如一个用户定义多边形）根据地物类型的不同更精确的调整用户的实际分布请况。
例如水体的用户分布密度比陆地要小得多，所以可以给水体设定一个小的weight值，而给陆地设定一个大的多的值。
Normweight一栏是自动根据设定的weight值生成的，不需用户设定。
用户也可以不使用weight方式，而使用Density方式直接设定各种地物上的终端用户分布密度。
另外在这个页面中还可以设定一个终端室内分布属性，即终端在各种地物上的室内分布概率。
每次仿真计算时软件会根据这个概率随机的将部分终端确定为是室内终端用户，然后会在这部分终端的传播损耗值上加上额外的室内穿透损耗值。
室内穿透损耗数值的设定是在3g->option->shadowfading…。
在IndoorLoss一栏可以设定各种地物上的建筑物需要考虑到的室内穿透损耗量。
同时在这个页面上还可以设定室内和室外终端用户的大尺度衰落的方差大小。
仿真时会依据这个方差遵循正态分布为每个用户额外的增加或减少一定的传播损耗量。
室内室外标准方差推荐的值为
Clutter
FadingIndoor（InCar）dB
FadingOutdoordB
DenseUrban
13
8.7
Urban
12
7
Suburban
10
7
Rural
9
6
Road
9.7
9
4.4.6用户分布矢量权值
这个页面出现在Terminal的设定对话框。
3g->Option->Terminaltypes…。
这个页面在终端地物分布权值的基础上，额外的对矢量上的用户分布设定权值。
也是可以设定Weight栏的值，Normweight栏的值会自动生成。
或者也可以直接设定vector上的终端用户分布密度值。
4.4.7用户移动速率分布设定
这个页面出现在Terminal的设定对话框。
3g->Option->Terminaltypes…。
软件根据此处的设定按照正态分布随机产生各个移动终端的速度。
在软件仿真计算中，移动终端的速度只会影响各种有关软切换增益的设定。
前面已经说过，对于这些精细参数的设定，如果没有确定详细的信息暂时不要设定。
4.5定义用户多边形
在设置终端用户分布之前，首先我们要引入一个用户多边形的概念。
对于一个实际的网络来说，其用户分布图形不仅是一个存在各种用户密度的复杂分布，而且还是一个动态变化着的分布。
为了能够对网络进行仿真分析，这里对实际的用户分布模型进行适当的简化但是又尽量的逼近真实情况。
为此，引入了用户多边形的概念。
在各个多边形内，参照实际用户分布
升级会员 