Atoll使用简易教程CDMA网络.doc

Atoll 使用简易教程一、 操作步骤简单介绍建立一个CDMA2000工程并进行网络规划、仿真、生成报告的步骤。 （1） 新建一个工程 （2） 导入三维地图 （3） 选择坐标系 （4） 导入网络数据 （5） 选择、校正传播模型 （6） 传播计算和生成覆盖图（7） 话务建模、导入话务地图 （8） Monte-Carlo仿真 （9） 建立其它的预测模拟 （10） 生成报告操作流程图如下图所示（现今工作中所涉及的工作）：二、 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-New。在弹出的Project Templates对话框中，选择CDMA2000 1xRTT 1xEV-DO，如下图所示。Atoll打开一个空白的CDMA2000模版工程。模版工程中已经包含了缺省提供的天线数据库。 Atoll的主要窗口有浏览窗口Explorer和地图窗口，如下图所示。三、 地图导入选择菜单File-Import，如下图所示：在弹出的“打开”对话框中，选择存放地图数据的文件夹。 一般需要导入Atoll中的地图数据包括：heights（海拔高度地图）、clutter（地物分类地图）和vector（矢量地图）。导入次序不限，本文档按heights-clutter-vectors的顺序导入。选择地图的精度要和仿真精度一致。3.1 导入heights地图1) 在“打开”对话框中，选择电脑硬盘中存储的三维地图heights文件夹（我们使用“衢州嘉兴杭州余杭萧山三维数字地图”文件夹），下面所有案例都是以嘉兴为例。 选择index文件，按“打开”按钮，如下图所示。2) 在弹出的Data type对话框中选择Altitude。按“OK”按钮，如下图所示。3) 地图导入后如下图所示。Heights地图会被自动存放在Atoll界面左边的Explorer-Data标签里面的Digital Terrain Model文件夹下。3.2 导入clutter地图1) 再次选择菜单File-Import，在“打开”对话框中，选择电脑硬盘中存储的三维地图clutter文件夹。 选择index文件，按“打开”按钮，如下图所示。2) 在弹出的Data type对话框中选择Clutter classes。按“OK”按钮。3) 地图导入后如下图所示。Clutter地图会被自动存放在Atoll界面左边的Explorer-Data标签里面的Clutter classes文件夹下。4) 双击Clutter classes文件夹，打开Clutter classes properties对话框，在该对话框中设置clutter地图的属性。打开到Description标签，点击右下方的Refresh按钮，可将该地图中不包含的地物类型过滤。在Description里可以针对每一地物类型设置高度、模型标准方差、Ec/Io、Eb/Nt标准方差、室内损耗、Pilot Finger%和正交因子，如下图所示。规划人员应按照当地实际的情况并结合工程经验来设置上面的这些值，否则，Atoll会采用在Default Values标签中的缺省值：全部clutter的standard deviation为7dB。（实际规划中暂时使用软件默认缺省值）。5) 在Display标签中设置每种地物的显示颜色。注意Display Type和Field的设置。下图是建议的设置。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；可方便地根据需要勾中任何想显示的clutter。3.3导入vector地图1) 再次选择菜单File-Import，在“打开”对话框中，选择电脑硬盘中存储的三维地图vector文件夹。2) 在弹出的Data type对话框中选择Vectors。按“OK”按钮。3) 弹出如下图所示的Vector import对话框，采用缺省设置，按Import，Atoll开始导入地图。4) 地图导入后如下图所示。Vector地图会被自动存放在Atoll界面左边的Explorer-Geo标签里面的新创建的Vectors文件夹下，用鼠标拖动Vectors文件夹至最顶层，使Vector地图在工作窗口中显示在最上层，显示图层有优先级的，如果不把Vectors移动到最顶层，会被其它图层覆盖，以至于看不到Vectors图层。如下图所示：未移到最顶层的情况移到最顶层的情况5) 双击Vectors文件夹下的Boundary/ Expressway/ Railway/Airport等文件，打开其属性对话框并打开Display标签，可以改变其显示形式和颜色等等（可以根据要求更改，一般情况都按软件默认）。四、 选择坐标系选择Atoll菜单Tools-Options，如下图所示：打开的Options对话框如下图所示，在Coordinate systems标签中设置投影系统和显示系统。1) 先设置Projection系统。这里我们用的地图的投影系统是Asia-Pacific亚太地区，点击Projection行右边的按钮，打开Coordinate system对话框，在Find in中选择Beijing 1954 / Gauss-Kruger 20N。2) 再设置Display系统 。Display系统的作用是使地图窗口四周的标尺显示的坐标为相对坐标（X和Y，单位为米）或经纬度（Longitude和Latitude）。 当设置了Projection系统后，Atoll自动设置Display系统为与Projection一样的系统，如上图所示。此时地图窗口的标尺显示的是相对坐标。 如果想Atoll显示的是经纬度，则需要重新设置Display系统。 点击Display行右边的按钮，再次打开Coordinate system对话框，在Find in中选择WGS84 UTM zones类型，并选择该类型里最上面的WGS 84（前面有椭球形符号），如下图所示。3) 用户还可以根据使用习惯，选择显示的坐标系统为xxdxxmxx.xxsS（度分秒）格式，或xx.xxxxsS（十进制的度）格式，或-xx.xxxxx（十进制的度，以负号表示南半球）格式，一般选择xx.xxxxsS格式，如下图所示。4) 用户还需要设置单位，如下图所示：主要是Antenna Gain单位，我们需要根据网络数据表中Antenna Gain的实际单位情况来设置dBd或者dBi。五、 网络信息导入在Atoll中建立CDMA2000工程，有两种情况： （1）网络已经建立起来或有网络的基本数据，包括站点位置，天线数据等。 （2）网络并未建立，需要在规划软件中实现从布站开始的规划工作。 以下我们以第一种情况为重点来介绍（现工作也主要是针对第一种情况）。 在导入网络数据之前，必须在Excel准备好所有数据。Atoll需要的网络数据表包括Sites（基站），Antennas（天线），Transmitters（发射机，即扇区），Cells（小区，即扇区下的每个载频）。 所有表的模板及所有建立工程的必需数据可以在软件安装目录ForskAtolltemplates下面找到，如下图所示。 需要导入的有4个网络数据表Sites表、Antenna表、Transmitters表、Cells表。导入各网络数据表需要按一定顺序来导入，这个顺序是在Atoll Explorer窗口中，各数据对象的缺省排列高低来导入，如下图所示，导入的顺序一般是：Sites-Antenna-Transmitters-Cells5.1 导入Sites表1) 打开网络数据表Sites工作表。我们在上面坐标系设置中选用了十进制经纬度坐标数据（一般情况下工参参数也都是以十进制经纬度）。2) 复制上图表中的站点中文名称（Site）,经度（Long）和纬度（Lat）三列数据（标题行除外）3) 在Atoll中双击Explorer/Data标签里面的Sites文件夹（或右键点击Sites文件夹，选择弹出的菜单的Open Table命令），打开Atoll中的Sites表。用鼠标选择Sites表中的第一个单元格，然后将刚才复制的内容粘贴该表中。除了基站名和经纬度数据，Atoll会自动将所有基站的Altitude填入从地图上读取的数值或缺省值。如下图所示，红色框框内的数据是由Sites工作表复制过来的，后面的数据是软件默认值或软件直接生产的：4) 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。 在Sites表中，点击每行最前面的灰色方格，选中整行，然后按键盘的Delete按钮来删除该基站。 或者展开Explorer/Data标签中的Sites文件夹，右键点击要被删除的基站符号，然后选择弹出菜单的Delete命令。5) 数据导入后会自动在地图窗口中显示，无需刷新或保存。如下图所示，黑色的圆圈是基站。6) Sites的相关属性设置（一般情况下，我们不进行sites相关属性的设置，按缺省值来）。a) 进入Sites的Properties对话框（右键点击Sites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：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。b) Site右键EquipmentOpen Table,打开对CDMA基站设备进行定义。在基站设备里，您可以对下面参数进行定义： Name: 基站名称 Manufacturer：基站制造商 Rake Factor：Rake接收机因子 Carrier Selection：载波选择方式 下拉列表中有四种载波选择的方式，Min UL Load Factor(选择上行负载最小的载波)，Min DL Total Power(选择下行发射功率最小的载波)，Random(随机)，Sequential(按顺序选择)。 Downlink/Uplink Overhead CEs/cell：每小区用于下行链路或上行链路的额外开销CE数。 AS restricted to neighbours：是否限制激活集里的小区一定是邻小区关系。 Pool of Shared CEs：选择此项，将允许这个基站里的所有小区之间共享CE。 Power Pooling Between Transmitters：选择此项，将允许这个基站里的所有小区之间共享业务信道的功率。 c) Site右键EquipmentResource Consumption,打开对信道资源的消耗数进行定义。5.2导入Antennas数据Atoll需要的天线数据有：天线名、天线增益、天线的水平和垂直波瓣图数据。Beamwidth，Fmax，Fmin为参考参数，对计算不起影响。天线的电调倾角由波瓣图中读取。 1) 双击Antennas按钮，出现Antennas对话框，如下图：这里我们已经对现有的天线类型按格式制作成txt.文件，直接右键导入就可以，步骤如下：2) 在Antennas对话框右键选择Inport选项3) 选择制作好的天线类型txt.文件4) 在跳出的提示框中选择Inport按钮（导入中会提示有警告，可以忽略）5) 导入完成后如下图所示，我们可以通过双击Pattern查看各个天线的波瓣情况。注：本导入方法适合大量天线型号导入，而且仅支持txt.文件，所以需要用户提前制作好天线的txt.文件，可以先在excel表中根据天线参数制作好，然后另存为txt.文件。6) 如果是单个天线型号的导入可以使用另一种方法：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。在相应的标签下面填入相应的数据即可5.3导入Transmitters数据1) 打开网络数据表Transmitters工作表。在Atoll中双击Explorer/Data标签里面的Transmitters文件夹（或右键点击Transmitters文件夹，选择弹出的菜单的Open Table命令），打开Atoll中的Transmitters表，如下图所示：2) 打开Transmitters表后，您会发现在Atoll中表格的列数多于Excel中的列数，那是因为Atoll的表格中有很多参数并不需要我们输入，Atoll会自动分配缺省值。所以我们在Excel中准备的是必须由规划人员来准备的参数。 在将Excel表中的数据导入Atoll之前，必须先将Atoll中表格的多余的列隐藏，否则导入数据时就会因为数据类型不正确而出现错误信息。 在上图所示的状态下，选择菜单Format-Display columns。3) 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：4) 在Excel表格中，将Transmitters工作表中的数据（标题行除外）复制并粘贴到Atoll的Transmitters表中。Transmitters工作表和导入后结果如下所示：5) 数据导入后会自动在地图窗口中显示，无需刷新或保存。如下图所示，黑色的箭头是发射机，箭头的方向代表天线方向角。6) 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。如下图所示：7) Transmitters的相关属性设置。a) Transmitters全局属性设置点击Transmitters右键Properties，可以对Transmitters的属性进行设置。 Global Parameters页包含全局定义的一些参数，包括： DL Powers,有两个选项，您可以选择下行同步信道功率值和寻呼信道功率值是绝对数值或相对于导频信道功率值的一个相对值。当改变选项时，软件会自动转换功率值。 DL Load，有两个选项，您可以选择定义下行链路上的总功率是一个绝对数值或者是占最大功率的一个比例值（%Pmax）。当改变选项时，软件会自动转换数值。 UL 1xRTT Power Control Based on，有两个选项，您可以选择1xRTT上行功率控制是基于话务质量还是导频质量。选择不同的选项时，在1xRTT仿真的上行功率控制中，考虑的指标不一样。 Interferences，干扰的选项中，您要定义下行链路Nt的计算方法。您可以选择“Total noise”，Atoll会以所有发射机产生的噪声再加上热噪声来计算Nt；如果选择“Without useful signal”，Atoll 会在总噪声中减去研究小区的有用信号。 Handoff，下面有两个参数。 Default UL Macro-Diversity Gain,您可以定义软切换或软-软切换状态下的上行链路宏分集增益。如果在覆盖预测或点分析中没有选择“Shadowing taken into account”项，Atoll会应用这里定义的值参与计算。如果“Shadowing taken into account”项被打勾选择，Atoll则会应用每种clutter class中定义的反向链路Eb/Nt标准方差来计算反向链路宏分集增益的值。 +MRC in Soter/Soft,您可以打勾选择+MRC(最大合并比)in Sofer/Soft。选择此项的情况下，Atoll在发生更软切换、软切换状态时，先合并共站扇区的信号，然后乘以rake有效因子得出有效信号，Atoll然后比较该乘积和在手机Active set里面的其他扇区的信号强度，Atoll选择比较大的那个数值然后再乘以上行宏分集增益。b) 频率设置 点击Transmitters右键Networking settingsFrequenciesBands,可以进入频率表格对整个网络的频率进行设置。 目前,Atoll支持对双频段的模拟。例如，下面的表格中，定义了Band1,中心频率是850MHz（现网CDMA中心频率）。 点击Carrier Types，可以进入表格，对载波类型进行设置。例如，0，1，号载波分别是1xRTT,1xEV-DO载波。c) 干扰保护间隔的设置 点击Transmitters右键Networking settingsFrequenciesIntra-technology IRFs或Inter-technology IRFs. Intra-technology IRFs是对相同技术内部不同载波间，进行频率干扰保护的设置。注：实际操作中我们只进行频率设置5.4导入Cells数据1) 打开网络数据Cells工作表。在Atoll中右键点击Explorer/Data标签里面Transmitters文件夹，选择弹出的菜单的Cells-Open Table命令，打开Atoll中的Cells表，如下图所示：2) 将Atoll中的Cells表的字段调整到与Excel表相同后，Excel表格中，将Cells工作表中的数据（标题行除外）复制并粘贴到Atoll的Cells表中。Cells工作表和导入后结果如下所示：六、 选择模型Atoll提供多个传播模型供用户使用，包括有Okuruma-Hata，Cost-Hata，SPM，ITU370，ITU526，ITU 529，Longley-Rice，Erceg-Greenstein(SUI)和WLL模型。其中Okuruma-Hata，Cost-Hata和SPM是最常用的模型，而且这三个模型都可以被进行模型校正。Okuruma-Hata和Cost-Hata模型采用是标准Hata公式。Okuruma-Hata模型适用于频率小于1500MHz，Cost-Hata模型适用于频率大于1500MHz。我们在软件使用中选择Okuruma-Hata模型。1) 右键点击Explorer/ Data标签中Predictions文件夹，选择Properties命令（或直接双击Predictions文件夹）2) 在Predictions properties对话框的Predictions标签中，设置Default resolution为50m（这个需要和一开始导入的地图的精度一致），此为以后生成的覆盖图的精度。点击Private Directory的右拉小箭头，可选择将计算的路径损耗文件保存到在当前工程文件路径下生成的专门的.losses文件夹，或选择Browse将路损文件保存到任意的文件夹，如上图所示。3) 在Predictions properties对话框中的Receiver标签中，设置Height为1.5m（系统默认值），此为接收机（手机）高度。七、 传播计算及生成覆盖图Atoll的计算分传播计算和生成覆盖图两部分。 传播计算计算从每个扇区至计算区域和计算半径之内的路径上每个bin的路径损耗值，并存储在后台的path loss matrix中。一个bin的大小就是发射机的计算精度。 生成覆盖图也就是一般我们说的覆盖预测。Atoll从之前生成的path loss matrix中读取数据，然后预测项目进行再处理，将结果以图像方式显示。右键点击Explorer/ Data标签中Predictions文件夹，选择New命令，然后Atoll会弹出一个Study types对话框，里面列举了Atoll缺省提供12个预测类型。其中前面3个预测类型只考虑下行导频信道功率，故可以在进行Monte Carlo仿真之前计算。如下图所示：7.1最优小区覆盖图1) 在上图中选择Coverage by transmitters，按OK后即打开该覆盖预测的属性对话框。 在General标签中检查覆盖图的精度是否符合要求，其余选项可以根据用户需要设置（使用中可不需要修改其它数据）。2) 按“确定”关闭属性对话框，点击工具栏上的tool选项下的calculate（或按电脑键盘F7），Atoll就会开始运算，并自动弹出“Event viewer”窗口，显示计算过程和进度。3) 在完成了Propagation calculation（也就是前面所说的传播计算），Atoll就会开始生成覆盖图，计算结果如下图。每项用户定义的覆盖预测都是自动存放在Explorer/ Data标签中的Predictions文件夹里面。生成的覆盖图是自动上锁的，那么以后无论更改任何无线参数然后再进行运算，该覆盖图都不会被改变。如果要重新计算该覆盖图，必须先将其解锁，即将下图中的功能菜单中的Study locked前面的勾去掉，如上图所示。7.2信号场强覆盖图1) 在Study type对话框中，选择Coverage by signal level。 2) 在Condition标签中，同样设置场强下限为-120dBm。Server选择All。3) 在Display标签中可以设置显示属性，如显示的图例间隔和颜色等。 在图例栏中，可以更改Min和Max值及图例的颜色。 或者点击Actions-Shading，在弹出的Shading对话框中，设置图例的起止值和间隔。我们使用的图例颜色如下图所示：4) 设置完属性后，同样点击工具栏上的tool选项下的calculate（或按电脑键盘F7），开始计算，生成的信号场强覆盖图如下所示：7.3重叠区域覆盖图1) 在Study type对话框中，选择Overlapping zones。 2) 在Condition标签中，同样设置场强下限为-120dBm，Server选择Best signal level， With a margin的缺省值为4dB。3) 开始仿真，生成的覆盖图如下图所示：八、 Ec/Io覆盖仿真8.1导入话务模型1) 选择GEO窗口，右键Traffic选择New map，跳出New traffic map窗口。2) 在New traffic map窗口中，选择第二项Traffic map per sector，在下拉选项中选择Total number users(all activity statuses),如下图所示：3) 点Create按键，跳出如下图所示窗口，从用户数据表中复制数据黏贴到新窗口中。 4) 点击OK选项，跳出一个窗口如下图所示：5) 点击确定按钮，话务导入完成，在地图窗口会形成乌龟壳一样的条纹，如下图所示：8.2话务仿真1) 选择Data窗口，右键CDMA/CDMA2000 Simulations，选择New选项，跳出新窗口。2) 在新窗口中（如下图所示），用户可以更改Name和Number of Simulations，其中Name默认就可以（Group 0）；Number of Simulations是需要仿真的次数，次数越多仿真越慢，精度越准，一般我们选择5或者10次，在这里我们选择5次。3) 点击确定按钮，开始仿真，仿真出来的结果如下图所示，图中的绿色圈圈圆点就是模拟仿真出来的用户所在位置，你可以选择Simulations0、Simulations1、Simulations2、Simulations3、Simulations4来查看每次仿真结果。8.3 Ec/Io仿真1) 右键Predictions，选择new，跳出仿真模型窗口，模型选择Pilot Reception Analysis(Ec/Io)。如下图所示：2) 点击OK，跳出Pilot Reception Analysis(Ec/Io) properties窗口，在Display选项中更改Ec/Io图例，如下图所示：3) 在Pilot Reception Analysis(Ec/Io) properties窗口的Condition选项下，更改相应选项，主要有Load Conditions和Terminal，其中Load Conditions选择刚才话务仿真的名字Group 0（和话务仿真Name要一致）；Terminal选择RC3版本。4) 点确定，仿真模板建立完成，点击工具栏上的tool选项下的calculate（或按电脑键盘F7），Atoll就会开始运算，生产覆盖图，如下图所示：九、 打印仿真结果9.1选择打印区域1) 选择工具栏上的区域选择按钮，如下图所示，然后在地图上圈出需要打印的区域。2) 选择File-Printing Zone-Set，如下图所示：9.2打印属性设置1) File-Print Setup，如下图所示：2) 主要设置Page和Components，其中Page设置主要设置打印纸的大小和横竖，Cmponents设置主要设置图例位置、图纸名称等等，如下图所示：9.3打印选择File-Print打印，选择PDF打印机，打印结果如下所示：这样我们一般的仿真工作就完成了，用户可以根据建议教程再进行深入研究。