Atoll LTE仿真指导书28版本.docx

1、Atoll LTE仿真指导书28版本Atoll-LTE仿真指导书版本日期作者审核者备注1 新建工程打开Atoll程序后，在下图所示的界面中点击按钮，或选择菜单File-Open。Atoll打开一个空白的LTE模版工程。工程模板中已经包含了缺省提供的天线数据库。图 11 建立工程2 导入地图把clutter, height和vector文件夹下面的index文件分别导入,次序不限.导入的时候注意选择对应的数据种类,如下图所示,导入clutter的时候数据种类选择”clutter classes”,导入height时数据种类选择”Altitudes”,导入vector的时候选择”vectors”.

2、 图中的embed选项表示是否把地图嵌入工程,如果嵌入,工程无论转移到哪台机器上打开都不需要地图. 图 21 Data type其中,clutter导入后,双击Geo下面的“clutter classes”项, 打开Clutter classes properties对话框，在其中 “Description”页面下点击“Refresh”按钮,这样可以滤除掉地图中实际上没有的地物项。在Clutter classes properties对话框中的Display标签中可以设置每种地物的显示颜色。注意Display Type和Field的设置。如下图示例。点击每个legend前面的颜色框，就可以为每

3、个地物设置不同的颜色。同时将左下角的Add to Legend选上，这样方便以后调出clutter的图例；调整Transparency条可以调整地图颜色深浅；可方便地根据需要选中任何想显示的clutter。图 22 Data type3 设置投影方式和投影带在tools-options中设置主副投影方式和投影带,主投影方式和投影带必须和地图自身的保持一致(地图的投影方式和投影带在height文件夹中的projection文件中可以显示),副投影方式和投影带是显示出来给我们看的,所以最好设置成经纬度形式看起来比较直观.如下图所示.图 31 投影方式4 设置传播模型4.1 LTE频率范围介绍根据3

4、GPP协议，LTE规定的频率范围是：EUTRA Operating BandUplink (UL) operating bandDownlink (DL) operating bandDuplex ModeBS receiveBS transmitUE transmitUE receiveFUL_low FUL_highFDL_low FDL_high11920 MHz 1980 MHz 2110 MHz 2170 MHzFDD21850 MHz 1910 MHz1930 MHz 1990 MHzFDD31710 MHz 1785 MHz1805 MHz 1880 MHzFDD41710 MH

5、z1755 MHz 2110 MHz 2155 MHzFDD5824 MHz849 MHz869 MHz 894MHzFDD6830 MHz840 MHz875 MHz 885 MHzFDD72500 MHz2570 MHz2620 MHz 2690 MHzFDD8880 MHz915 MHz925 MHz 960 MHzFDD9 MHz MHz MHz MHzFDD101710 MHz1770 MHz2110 MHz 2170 MHzFDD11 MHz MHz MHz MHzFDD12698 MHz716 MHz728 MHz746 MHzFDD13777 MHz787 MHz746 MHz

6、756 MHzFDD14788 MHz798 MHz758 MHz768 MHzFDD17704 MHz 716 MHz734 MHz746 MHzFDD.331900 MHz1920 MHz1900 MHz1920 MHzTDD342010 MHz2025 MHz 2010 MHz 2025 MHzTDD351850 MHz 1910 MHz1850 MHz 1910 MHzTDD361930 MHz 1990 MHz1930 MHz 1990 MHzTDD371910 MHz 1930 MHz1910 MHz 1930 MHzTDD382570 MHz 2620 MHz2570 MHz 2

7、620 MHzTDD391880 MHz 1920 MHz1880 MHz 1920 MHzTDD402300 MHz 2400 MHz2300 MHz 2400 MHzTDD4.2 传播模型介绍a,用SPM模型标准SPM模型是基于Hata模型，适用于频率范围150赫兹到3500兆赫兹、1km到20km。GSM900/1800、UMTS、CDMA2000、WiMAX和LTE均适用该模型。公式为:Pathloss=k1+k2*log10(d)+k3*log10(Heff)+k4*LDiffractions+k5*log10(Heff)*log10(d)+k6*(Hm)+kclutter*f(cl

8、utter).这是一个半经验半确定性模型,可以通过对传播模型测试的数据进行校正得到所有的k值.如下图所示,复制一个标准传播模型,更改名字(比如du),赋值.同样的方法可以得出mu,su和ru的传播模型.图 41 传摸类型Atoll的传播模型如下图所示,有远近之分,其实在aircom中也有这个分别的,只是我们平时没有根据远近来区分传播模型过,所以在atoll中,上面五个数值不用管它,只需要更改”far from transmitter”栏下面的数值即可了.另外这个传播模型还有视距信号的传播模型和非视距的传播模型的区别,如果没有特殊要求,这个我们也不区分了,视为同一种传播模型.所以k1-loss,

9、k2-loss和k1-nlos,k2-nlos对应相同即可.图 42 传模参数如果我们手上拿到的是aircom用的通用传播模型,下面是aircom所用的通用传播模型和atoll的标准传播模型之间的转换表.这样我们对我们需要用到的传播模型统一设置完毕.b, 使用cost-hata模型适用条件：频率范围1500-2000MHz，收发距离1-20km，基站天线高度30-200m，移动台距离1-10m。图 43 模型设置1点击Formulas按钮,可以增减传播模型的种类,或者更改传播模型的参数.图 44 模型设置2cost-hata模型属于经验模型,主要是通过对手机天线修正因子a(Hr)的改动来应对不

10、同地物的传播模型,所以不能准确反应出当地实际的无线传播环境,所以在可用SPM模型的情况下不推荐使用cost-hata模型.c, 使用Okumura-Hata模型使用条件：GSM900频点比较适合；基站天线有效高度为30-200m；移动台天线高度为1-10m；通信距离为1-20km；地形为城区、郊区、开阔地、丘陵、山地、水域等。设置方法与cost-hata模型基本相同。5 网络信息导入编辑Sites表,Transmitters表和Cells表表的模板见下面的插入文件.5.1 导入Sites表如下图所示,在Data下面,右键sites-open table,会弹出一个excel表格,直接把站点信息

11、拷贝进去即可.注：如果设置了显示系统为经纬度方式，则所有经纬度数据都应该转换为十进制的数值。图 51 基站导入如果想要删除一个或多个基站，可以在Sits表或ExplorerData标签里面的Sites文件夹中删除。数据导入后会自动在地图窗口中显示，无需刷新或保存。进入Sites的Properties对话框（右键点击Sits文件夹，选择弹出菜单的Properties命令）可以更改站点的显示属性。如下图所示：图 52 基站导入选择Unique是按单一颜色显示；选择Discrete values和Value intervals可按一定特征来显示颜色。缺省就是单一的黑色圆圈来表示基站。如需更改基站的符

12、号和颜色，请选择Legend后，点击上页对话框中的Actions按钮，选择Properties命令，在弹出的Display对话框中，可以更改颜色和图标形状。5.2 导入Antennas数据在Atoll中，点击浏览窗口中Antenna文件夹，选择New命令。在Antennas New element properties对话框中，有General，Horizontal pattern，Vertical pattern和Other properties标签。图 52 天线导入在General标签中输入天线名，增益和电调角数值。注：如无电调角数据也可，Atoll会自动从波瓣图中读取电调角。这里输入的

13、Electrical tilt数值仅仅是供用户作为参考信息，对计算不起任何作用。天线增益的单位可以是dBi，也可以是dBd, 在ToolsOptionsUnits里进行单位选择。在Horizontal pattern与Vertical pattern标签中分别输入水平和垂直波瓣图信息。可以选择在Other properties标签中输入其他参数作为参考信息。在Other properties标签中的参数不会对计算产生影响。5.3 Transmitters导入类似sites导入,在Data下面,右键transmitter-open table,弹出excl表格,把编辑好的excl信息复制进去即可

14、. 导入后按工具栏的刷新按钮，Atoll会自动分配每个发射机以不同的颜色以便区分。注意的是弹出的表格中有些列的信息和我们的模板表里面的未必正好对应,把不对应的列隐藏.方法为选择菜单Format-Display columns。在弹出的Columns to be displayed对话框中，对照Excel中的列，将多余的columns前面的勾去掉，使其隐藏。最后保留与Excel表中相同的列。如下图所示：图 53 Transmitter导入5.4 Cells导入Atoll本身提供了一些LTE网络使用的频段，如果我们仿真的网络的频段不在其中，我们首先要自己定义Frequency Bands。在Ato

15、ll中右键点击ExplorerData标签里面的Transmitters文件夹，选择Network Settings-Frequencies- Bands。打开的Bands对话框中，在里面定义网络的频带宽度、起始频点和结束频点、TDD或FDD下行起始频率、FDD上行起始频率、采样因子、双工模式。这里最重要的是TDD或FDD的下行起始频率，用于传播计算。图 54 Cells导入在Data下面,右键transmitters-cells-open table,在弹出的excl表格中粘贴入编辑好的cell信息.Cells可以按使用者的习惯来取名，Atoll为Cells的取名习惯是：所属的Transmi

16、tter名（0）。5.5 添加基站上面介绍了在工程中导入现成的网络数据的方法与步骤。Atoll提供了另外一种添加基站的方法，可以让用户简单地在地图上直接添加。5.5.1 基站模板设置图 55 基站模板设置1如上图，在工具栏中的模板下拉菜单中选择Manage Templates打开模板设置窗口：图 56 基站模板设置2在窗口中选择其中一个模板然后打开它的属性（Properties），或新建一个模板（点Add按钮）：图 57 基站模板设置3在打开的模板设置窗口中就可以设置相关的小区半径，扇区数，天线高度以及LTE基站的相关缺省参数。设置好之后在模板选择菜单中选中对应的模板：图 58 基站模板设置4

17、假设已经设置好的模板为10MHz-Urban(3 sectors)。选中后按下面步骤可以单个或成组添加新站。5.5.2 逐个添加基站点击Atoll工具栏按钮，这时鼠标变成3个蜂窝的形状，如下图所示。图 59 添加基站然后在地图窗口中，在需要添加基站的地方直接点击，就可以将一个基站（含3个transmitter）放置的该位置上。同时Atoll会在各数据表中添加相应的信息。按着键盘的Ctrl按键可以连续放置多个基站。放置基站完毕后，按Esc按键退出当前状态。5.5.3 添加一组基站点击Atoll工具栏按钮，这时鼠标后多了一个多边形符号。然后在地图窗口中，在需要添加一组基站的区域周围画一个多边形，这

18、样Atoll就会自动在该区域里面按一定的站间距布下一组基站，如下图所示：图 510 添加一组基站1布好站后如下图所示：图 511 添加一组基站2同样，Atoll会在各数据表中添加相应的信息。如果需要删除刚才布下的一组基站，可以按照上面所介绍的，在Site表中删除，也可以通过以下操作，更快地实现删除效果：右键点击Explorer窗口Data卷标中的Hexagonal Design文件夹中基站的Group，然后选择Delete，这样整组的基站就会被删除。5.6 MIMO的设置在Atoll的LTE中提供了MIMO技术的设置，用户可根据自己需求去设置这部分。具体操作如下： 1、 在Explorer -

19、Data - Transmitter文件夹右键 - Equipment - LTE Equipment。图 512 MIMO设置1分别双击Default Cell Equipment和Default UE Equipment记录行。图 513 MIMO设置2在弹出的窗口中选择MIMO页，设置对应的接收和发射天线个数，以及相应的MIMO增益，Mobility等。下图为默认的表格。图 514 MIMO设置32、在Explorer -Data - Transmitters文件夹右键 - Open Table 针对要考虑MIMO的发射机，用户需要在Transmitters表格中的Number of T

20、ransmission Antennas 和Number of Reception Antennas中填写发射和接收天线的个数。图 515 MIMO设置43、在Explorer -Data - LTE Parameters -Terminals-给对应要考虑MIMO的终端设置Antenna Diversity Support为MIMO，并且在Number of Transmission Antennas 和Number of Reception Antennas中填写发射和接收天线的个数。图 516 MIMO设置54、在Explorer -Data - Transmitters文件夹右键 -

21、Cells中，对于要考虑MIMO的小区，需要设置上下行的Diversity Support方式。下行有Transmit Diversity、SU-MIMO或AMS，上行有Receive Diversity、SU-MIMO、AMS或MU-MIMO。图 517 MIMO设置6如果选择了AMS的天线分集方式，那么，用户还需要在上面表格里设置AMS/MU-MIMO Threshold一栏。5.7 Bearers的设置承载的设置与仿真得出的峰值吞吐率结果直接相关，这里我们可以根据设备情况来自行设置： 在Explorer -Data - Transmitter文件夹右键 - Equipment - LTE

22、 Equipment图 518 Bearers设置1点击Bearer Selection Thresholds 弹出C/(I+N) Thresholds 窗口。可以在这里设置对应不同的C/(I+N)所选择的承载，其值与设备的能力有关。在Explorer -Data - Transmitters文件夹右键 - Network settings- LTE Bearers图 519 Bearers设置2弹出的窗口中可以设置对应不同承载所选择的调制和编码方式。图 520 Bearers设置36 绘制polygon在局方没有提供polygon的情况下,我们需要手动绘制polygon,因为polygon对

23、于我们的作用很大,需要根据polygon来区分站点,设置不同的传播模型等.如下图所示,点击new vector layer这个小图标.图 61 绘制polygon这时在Geo下面会出现一个新的”vectors”,我们把它改名为du.然后再点击下图所示的new polygon的小图标,就可以在地图窗口上绘制一个polygon了.同样的方法可以绘制mu,su,ru的polygon. 图 62 polygon设置绘制完成后,我们需要把我们绘制的polygon做一下保存,保存成tab格式,后面要用到.图 63 保存polygon设置如果局方已经给了我们tab文件,这一步的绘制操作可以节省了。7 设置L

24、TE PARAMETERS1) Environment设置.(分别有dense urban,urban,suburban和rural四种环境).选中其中一种环境,双击打开,在general页面中设置各种用户(示例中为商务用户和标准用户)的移动性类别和在这种环境下每种用户的人口密度(人口密度可以通过规划区域内人口总数/面积数来得到);在clutter weighting页面中,可以设置各种地物上的话务权重和室内用户比例。图 71 环境设置1图 72 环境设置22) user profile设置.如下图所示,可以设置各种业务的业务模型(业务种类可以自行添加),这个必须填入每小时呼叫次数,持续时间(

25、VoIP业务)或者上下行数据量(数据业务)。图 73 业务设置1图 74 业务设置23) mobility types设置。分别有50km/h,90km/h和pedestrian三种移动类别,可以根据需要再增加.每种移动类别给他们赋上对应的平均移动速度。图 75 移动类别设置4) service和terminals设置。可以根据实际情况增减业务种类和终端种类。对于终端，如前所述，我们可以在terminals里设置终端的MIMIO方式以及噪声系数等。图 76 业务和终端设置图 77 业务设置图 78 终端设置上面所有的LTE PARAMETERS设置,各种参数之间都有一定的嵌套关系,建议从最下面

26、的service往上一步步设置,最后设置environments,这样方便理解。8 设置标准差和穿透损耗.在Geo下面双击clutter classes,然后对各种地物的模型标准差、穿透损耗等进行设置，如果不设置，Atoll会采用在Default Values标签中的缺省值：如全部clutter的standard deviation为7dB。图 81 地物设置9 给transmitter赋传播模型这里我们首先要区分区域,然后再根据区域来设置传播模型.下面一步步来操作.在设置之前我们先说一下各个zone的不同之处.Filtering zone 这个zone是用于过滤site或者transmitt

27、er信息的,当把一个polygon导入filtering zone的时候,polygon外部的所有站点都将被隐藏.Focus zone重点关注区域,把一个polygon导入该zone后,这个polygon里面的站点会着重显示,外围的站点将白化显示.这个zone只起着重作用.Computation zone仿真计算区域.把一个polgyon导入computation zone,则所有的仿真仅仅在这个polygon内进行,否则仿真会在所有撒有traffic的地方进行;仿真出图只显示这个polygon内的结果,否则显示所有可见站点的结果.这个zone起限制仿真和出图范围的作用.Hot spot zo

28、ne热点区域,只有这个zone下面允许存在多个polygon独立存在.其他zone下面的几个polygon都必须来自一个统一的tab文件.当需要根据polygon撒话务的时候,把一系列的polygon导入这个zone,可以起到一个提供每个polygon边界点的作用.Printing zone打印区域.当要把当前仿真结果打印成pdf文件时,画一个打印的区域范围,pdf文件会输出这个zone范围内的显示信息,否则输出整个地图范围内的显示信息.Coverage export zone当把仿真显示图导出成grd,grc格式的时候,可以选择导出区域,如果我们已经设置了coverage export zo

29、ne,则导出的文件只显示这个zone内的信息.图 91 区域设置1） 首先,利用各个区域的polygon来区分站点.在Geo下面,右键点击Zones下面的filtering zone-import,把已有的polygon导入,比如导入ru.(从ru里面的站点开始设置,然后分别再设置su, mu,最后设置du里面的站点).图 92 polygon导入此时,transmitter下面的站点不再是所有的站点了,而是ru里面的站点,如下图所示. 图 93 polygon站点导入2）此时,我们点击右键点击transmitters,在右键菜单中点properties,开始对ru里面的站点进行一个统一的传播

30、模型的设置,并且设置预算半径和预算精度.预算半径根据实际情况需要,预算精度和地图精度一致.在station templates页面下,选择和我们区域对应的模板.图 94 区域站点设置3） 现在ru这个polygon内站点的传播模型已经设置完毕了.现在我们重新重复一下上面的步骤把su,mu,du里面的站点传播模型分别设置.要注意的一点就是filtering zone下面只能有一个polygon的存在,所以我们需要把su,mu,du分次导入(每次导入后会把之前的polygon替换掉). 如果站点在最初导入的时候就能区别好站点是属于du,mu,su还是ru的,可以在站点导入的时候在comments栏中注释好,然后通过对comments的内容分组(如下图所示),则可以把不同的tran