使用Atoll开展5G无线网络仿真的方法
admin
2023-10-19 18:41:32
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【内容摘要】仿真预测是5G网络规划、设计、优化和建设的重要验证手段,可直观地预测网络性能和趋势,发现网络存在的覆盖、容量和干扰等问题。本文主要分享使用Atoll开展5G网络仿真的思考方法、范例数据及其实操技法。


Atoll是一款主流的无线网络仿真软件,支持NR、LTE、UMTS、GSM等多种无线接入技术,可有效地支持5G网络建模、覆盖预测、网络规划及优化等功能。

一、认识软件

Atoll软件为英文界面,其界面与绝大部分Windows软件界面类似,由菜单栏、工具栏、侧边栏(或称控制面板)、状态栏及工作空间组成。

【经验1-抓住核心】人的精力是有限的,将重心放在突破关键问题上。在学习中,应重点掌握工具栏、控制面板中的工具或模块的使用,例如,导入Sites表、Transmitters表、Cells表在控制面板中的网络模块(Network)中,可从视图(View)菜单栏中勾选和调出。



【经验2-连贯思路】在学习过程中,可忽略与常用软件类似的功能,重点突破Atoll软件差异化的、常用的功能模块,将其关联动作连贯起来加深理解。例如,文件菜单中,新建、保存、关闭工程是常见功能,导入数字地图功能是Atoll软件特有的,可进一步加深理解与操作。



【经验3-学习路线图】建立学习路线图,将主要工具、关键模块做成思维导图或表格清单形式,以便快速查阅和高效使用。同时,善用控制面板,设置关键参数。由“视图”菜单栏调出,固化于软件侧边栏上,常用功能包括网络设置、GEO配置、参数配置、图例和事件等模块。



【经验4-实践中找答案】唯一不变的是变化,此文给你启发,但是不会解决你所有问题。做三件事,提供一套范例数据,助你快速入门;二是提供一套思考方法,结构化思考问题;三是仿真是一种解决问题的手段,别陷太深,落地是工程项目最好的归宿,使用Atoll工具快速发现网络问题、优化方案和输出结果。

二、仿真参数

从工程实操角度看,网络仿真分三步,一是制作工参和校正模型,二是创建工程和仿真预测,三是效果分析和优化调整。在网络仿真中,仿真参数及其关联关系较为复杂,新手往往会迷失其中,问得最多的是XX参数应如何设置。这里提供一组工参范例数据表,抄作业会不会?

制作工参是5G网络仿真的基础性工作,在开展网络仿真前,应批量制作和配置仿真工参数据,主要涉及三张表,即Sites表、Transmitters表、Cells表,分别对应站址级、扇区级和小区级(载波级)工程参数。

第一张表:站址信息表

站址信息表来源于网络规划,是仿真三张表引用信息的根源,由规划人员图上作业、逐站规划得到,主要参数包括站址位置、挂高、方位角、下倾角、频段及主设备配置等。



第二张表:站点Sites表

Sites表对应站址级工参数据,例如,站址名称、站址位置、站址分类及相关参数。



第三张表:扇区Transmitters表

Transmitters表对应扇区级工参数据,主要由四组参数组成,包括基本参数、设备参数、天线参数、传播模型等,例如,天线参数主要涉及天线类型、天线挂高、方位角、下倾角、波束模型、天线通道数等数据。



第四张表:小区(载波)Cells表

Cells表则是更小颗粒度的工参数据,对应小区(载波)级数据,主要涉及载波激活状态、使用频点号、PCI编码、最大发射功率、最低电平门限、信道参数集、业务参数集及网络负荷模型等数据。



三、仿真预测

仿真预测分三步,一是创建工程和工作环境,二是导入工参和设置参数,三是校正模型和仿真预测。其中,创建工程又可细分为创建工程、加载地图、设置坐标系统和地图样式等操作步骤。

【1-创建工程】主要做法是使用工程模板来创建仿真工程,工程模板内置一组默认的网络基础配置参数,可极大提供工作效率和减少出错几率。



【2-导入工参】可采取先导出数据模板,填写和补充后再批量导入的方式,依次导入Sites表、Transmitters表、Cells表,三张工参表的导入主要涉及增、删、改、查四项操作(见下图),对应数据的导入导出、筛选排序、数据填充、查找替换等工具。









【3-仿真预测】分三步,选择预测类型、设置预测属性、导入运算区和开启运算。其中,仿真运算区图层可使用Mapinfo或QGIS软件提前制作,Atoll可导入(*.tab)格式的图层数据的。

(1)选择仿真类型:路径为“网络/Network>>覆盖预测/Predictions>>选取预测类型”,例如,选取Coverage by Signal Level (DL),对应覆盖电平值。



(2)预测属性设置:例如,设置默认传播模型、计算精度和路损缓存路径等。



(3)导入运算区、开启仿真运算:将制作好的仿真运算区图层导入到GEO对应的文件夹中,同时,在对应的仿真预测类型上右键,开启仿真运算。



【4-仿真结果】主要分三类,一是覆盖预测图,二是统计性图表,三是点分析结果,可用于宏观与微观、定性与定量相结合来研判格局、定位问题和优化调整规划方案。



(1)覆盖预测图:以栅格状的渲染云图形式,直观呈现网络覆盖格局,精准定位网络问题点。可输出网络规划中常用的ArcGIS、QGIS、Mapinfo、Google Earth等软件所支持的ArcView Files (*.shp)、MapInfo Files (*.tab)、Google Earth files (*.kmz)等文件格式,以及BMP、PNG、TIFF、JPEG等多种图片格式。



(2)统计性图表:用于定量分析仿真结果是否满足规划要求,例如,可通过对标4G现状或竞争对手的SS-RSRP≥-112dBm比例来做出判断。通过在仿真预测指标上右键调出“显示直方图”对话框来获得统计性图表,其主要输出形式为柱状图、累积曲线及相关数据表,并将其转为绝对值、百分比等形式。



(3)仿真报告表:在5G网络仿真中,仿真报告表是量化分析指标的主要工具之一,其输出结果应符合网络资源和覆盖能力指标的预期,主要从两个方面分析,一是对标4/5G现网规模和友商覆盖能力;二是对比现状和规划后SS-RSRP、SINR、上下行速率等指标的改善(或恶化)情况,查找问题根因和提出解决方案。



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