精品Atoll仿真说明书.docx
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精品Atoll仿真说明书
Atoll-LTE仿真说明书
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”clutterclasses”,导入height时数据种类选择”Altitudes”,导入vector的时候选择”vectors”.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21Datatype
其中,clutter导入后,双击Geo下面的“clutterclasses”项,打开Clutterclassesproperties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Clutterclassesproperties对话框中的Display标签中可以设置每种地物的显示颜色。
注意DisplayType和Field的设置。
如下图示例。
点击每个legend前面的颜色框，就可以为每个地物设置不同的颜色。
同时将左下角的AddtoLegend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22Datatype
3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
4.1LTE频率范围介绍
根据3GPP协议，LTE规定的频率范围是：
EUTRAOperatingBand
Uplink（UL）operatingband
Downlink（DL）operatingband
DuplexMode
BSreceive
BStransmit
UEtransmit
UEreceive
FUL_low–FUL_high
FDL_low–FDL_high
1
1920MHz
–
1980MHz
2110MHz
–
2170MHz
FDD
2
1850MHz
–
1910MHz
1930MHz
–
1990MHz
FDD
3
1710MHz
–
1785MHz
1805MHz
–
1880MHz
FDD
4
1710MHz
–
1755MHz
2110MHz
–
2155MHz
FDD
5
824MHz
–
849MHz
869MHz
–
894MHz
FDD
6
830MHz
–
840MHz
875MHz
–
885MHz
FDD
7
2500MHz
–
2570MHz
2620MHz
–
2690MHz
FDD
8
880MHz
–
915MHz
925MHz
–
960MHz
FDD
9
1749.9MHz
–
1784.9MHz
1844.9MHz
–
1879.9MHz
FDD
10
1710MHz
–
1770MHz
2110MHz
–
2170MHz
FDD
11
1427.9MHz
–
1452.9MHz
1475.9MHz
–
1500.9MHz
FDD
12
698MHz
–
716MHz
728MHz
–
746MHz
FDD
13
777MHz
–
787MHz
746MHz
–
756MHz
FDD
14
788MHz
–
798MHz
758MHz
–
768MHz
FDD
…
17
704MHz
–
716MHz
734MHz
–
746MHz
FDD
...
33
1900MHz
–
1920MHz
1900MHz
–
1920MHz
TDD
34
2010MHz
–
2025MHz
2010MHz
–
2025MHz
TDD
35
1850MHz
–
1910MHz
1850MHz
–
1910MHz
TDD
36
1930MHz
–
1990MHz
1930MHz
–
1990MHz
TDD
37
1910MHz
–
1930MHz
1910MHz
–
1930MHz
TDD
38
2570MHz
–
2620MHz
2570MHz
–
2620MHz
TDD
39
1880MHz
–
1920MHz
1880MHz
–
1920MHz
TDD
40
2300MHz
–
2400MHz
2300MHz
–
2400MHz
TDD
4.2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（clutter）.
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”farfromtransmitter”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,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2
cost-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-opentable,会弹出一个excel表格,直接把站点信息拷贝进去即可.
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Explorer\Data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Discretevalues和Valueintervals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AntennasNewelementproperties对话框中，有General，Horizontalpattern，Verticalpattern和Otherproperties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Electricaltilt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Tools—Options—Units里进行单位选择。
在Horizontalpattern与Verticalpattern标签中分别输入水平和垂直波瓣图信息。
可以选择在Otherproperties标签中输入其他参数作为参考信息。
在Otherproperties标签中的参数不会对计算产生影响。
5.3Transmitters导入
类似sites导入,在Data下面,右键transmitter-opentable,弹出excl表格,把编辑好的excl信息复制进去即可.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->Displaycolumns。
在弹出的Columnstobedisplayed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53Transmitter导入
5.4Cells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FrequencyBands。
在Atoll中右键点击Explorer\Data标签里面的Transmitters文件夹，选择NetworkSettings->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54Cells导入
在Data下面,右键transmitters-cells-opentable,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Transmitter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ManageTemplates…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
假设已经设置好的模板为10MHz-Urban（3sectors）。
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HexagonalDesign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。
5.6MIMO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->Data->Transmitter文件夹右键->Equipment->LTEEquipment。
图512MIMO设置1
分别双击DefaultCellEquipment和DefaultUEEquipment记录行。
图513MIMO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514MIMO设置3
2、在Explorer->Data->Transmitters文件夹右键->OpenTable
针对要考虑MIMO的发射机，用户需要在Transmitters表格中的NumberofTransmissionAntennas和NumberofReceptionAntennas中填写发射和接收天线的个数。
图515MIMO设置4
3、在Explorer->Data->LTEParameters->Terminals->给对应要考虑MIMO的终端设置AntennaDiversitySupport为MIMO，并且在NumberofTransmissionAntennas和NumberofReceptionAntennas中填写发射和接收天线的个数。
图516MIMO设置5
4、在Explorer->Data->Transmitters文件夹右键->Cells中，对于要考虑MIMO的小区，需要设置上下行的DiversitySupport方式。
下行有TransmitDiversity、SU-MIMO或AMS，上行有ReceiveDiversity、SU-MIMO、AMS或MU-MIMO。
图517MIMO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-MIMOThreshold一栏。
5.7Bearers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->LTEEquipment
图518Bearers设置1
点击BearerSelectionThresholds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->Networksettings->LTEBearers
图519Bearers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520Bearers设置3
6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newvectorlayer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newpolygon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62polygon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LTEPARAMETERS
1）Environment设置.（分别有denseurban,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clutterweighting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2
2）userprofile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（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2
3）mobilitytypes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LTEPARAMETERS设置,各种参数之间都有一定的嵌套关系,建议从最下面的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clutterclasses,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DefaultValues标签中的缺省值：
如全部clutter的standarddeviation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.
Filteringzone
这个zone是用于过滤site或者transmitter信息的,当把一个polygon导入filteringzone的时候,polygon外部的所有站点都将被隐藏.
Focuszone
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.
Computationzone
仿真计算区域.把一个polgyon导入computationzone,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.
Hotspotzone
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.
Printingzone
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.
Coverageexportzone
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coverageexportzone,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filteringzone-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92polygon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93polygon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stationtemplates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filteringzone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
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