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仿真原理及U-Net介绍,课程内容,第一章 仿真原理 第二章 UNET仿真工具介绍 第三章 仿真工具操作,系统仿真原理,为什么要使用系统仿真 WCDMA 系统通过功控保证必要的连接质量；覆盖与容量密切相关。由于这些关联受到很多随机因素的影响，无法直接计算，规划所需的绝大多数网络性能指标都需要通过系统仿真确定。,系统仿真原理,系统仿真原理 静态仿真（Static Simulations） 静态仿真通过对快照的分析来了解网络性能 动态仿真（Dynamic Simulations） 动态仿真通过对UE在连续时隙内移动的分析来了解网络性能,系统仿真原理 静态仿真,拍摄一定数量的网络快照 每一个快照按照某种规律（随机均匀分布）生成一定的移动台或者终端分布； 通过叠代运算获得终端与网络侧的连接能力； 考虑多种连接失败的可能（上下行业务信道最大发射功率，无可用信道，过低的Ec/Io，上下行干扰）； 通过对多个快照的结果进行统计分析，可以对网络的性能获得了解 Monte Carlo仿真是静态仿真,Monte Carlo仿真,系统仿真原理 静态仿真,如果在右图所示的正方形区域中撒点，落到蓝色区域中的概率等于蓝色区域面积与正方形面积之比：,Monte-Carlo 的方法：在正方形区域内以均匀分布的方式撒点，统计落到蓝色区域内的点数与总点数的比例，当点数足够多时，此比例乘以 4 趋近于 ,举例说明 利用 MonteCarlo 技术计算 的值：,系统仿真原理 静态仿真,Monte-Carlo 仿真特点 通过随机变量生成和统计，可以对有多个随机变量 同时作用的复杂系统进行仿真 仿真的样本越多，结果越准确,覆盖概率,Monto Carlo仿真,拍摄一定数量的网络快照，其中： 动态仿真模拟UE在网络中移动的场景； 在第一个时隙产生UE分布（类似快照）； 随后的时隙将基于之前时隙产生的仿真结果进行仿真； 仿真过程包括新移动台接入网络一直到结束通话的过程。,动态仿真,静态仿真 vs. 动态仿真 静态仿真：计算量较大（取决于快照的数量），配置和结论都比较复杂，但正确性较高。 动态仿真：计算量大，耗用时间长。另外，动态仿真要求所提供的traffic map必须非常精确。否则，如果traffic map不精确，那么即使仿真出来，结果也没有太大的参考意义。,不同仿真方法比较,课程内容,第一章 仿真原理 第二章 UNET仿真工具介绍 第三章 仿真工具操作,UNET仿真工具介绍,第一节 GENEX简介 第二节 UNET概述 第三节 UNET的功能,GENEX，Generate和Excellent的组合，创造卓越， 代表华为无线工具开发的开发目标， 为您开发出卓越的无线工具产品,UNET仿真工具介绍,WCDMA无线测试软件 GENEX Probe WCDMA 是华为公司为解决WCDMA无线网络性能测试而专门开发的无线网络测试系统。是进行移动网络故障排除、验证、优化和维护WCDMA和GSM网络的优秀网优工具。,3G网络性能分析系统 GENEX Nastar 3G 是一套3G时代无线通信系统的性能分析软件，实现在一个软件平台上对华为WCDMA和CDMA2000网络性能数据的分析，出色的解决您网络中存在的问题。,GENEX家族概览,3G测试数据分析工具 GENEX Assistant 3G 是一套结合路测数据和RNC数据分析的测试数据分析系统。支持WCDMA和CDMA2000的路测数据同时分析。,3G网络规划平台 GENEX U-Net 是一套拥有华为品牌的3G网络规划工具，集成华为多年无线网络规划经验，具有覆盖/容量规划，规划验证功能，天线下倾角规划，自动化站址选择等功能。,MSC/SSP/VLR,HLR/AC,GMSC/SSP,PSTN PLMN ISDN,GENEX Nastar 3G,GENEX Assistant 3G,GENEX Probe WCDMA,CN,网络预规划/规划,无线测试数据,多种测试数据,集成多种优化/规划辅助工具,获取测试数据,GENEX网优专家工具包,参数优化文件,GENEX Probe AGILENT QUALCOMM HUAWEI RNC,RAN自动数据配置台,性能/配置/告警/ 工程参数综合分析,GENEX U-Net,自动下发,RNC测试数据,GENEX网优工具包工作流程,迪 拜,目前GENEX系列产品已广泛应用于华为在香港SUNDAY、阿联酋ETISALAT、马来西亚、毛里求斯EMTEL、荷兰、突尼斯等WCDMA商用局及数十个实验局。是华为3G网络规划和开局优化工程的重要工具，为客户提供专业高效的规划与优化服务。,莫斯科,上 海,深 圳,北 京,香 港,明斯克,里斯本,、,GENEX软件应用情况,UNET仿真工具介绍,第一节 GENEX简介 第二节 UNET概述 第三节 UNET的功能,U-Net 简介（1）,专业的无线网络设计工具，完全支持 GSM/TDMA,GPRS-EDGE, cdmaOne,W-CDMA / UMTS, CDMA 2000/1x RTT/EVDO，是专为3G而设计的工具 U-Net真正实现规划设计的移动性，支持广泛的项目应用，既支持单机配置，亦支持基于企业服务器的网络配置。单机版无需要连接外部数据库，用户仍可共享工程数据。 现代化的软件结构，开放的可扩展的平台,U-Net 简介（2）,模块化的结构 基础核心模块、3G模块、测量模块、自动频率规划（AFP)模块、微波模块，根据需要选择不同模块配置。,测量模块,U-Net 简介（3）,(可选择安装的模块),U-Net 平台,基础模块 含GSM网络规划及覆盖计算功能,自动频率 规划模块,微波模块,3G 模块,(必须安装的模块),U-Net功能模块结构,U-Net 简介（4）,U-Net软硬件要求： U-Net工作站 PC奔腾3或以上处理器，256兆以上内存，建议512兆内存 Windows NT 4.0/Windows 2000 Professional/Windows XP U-Net单机版不需要连接外部数据库 多用户结构支持以下数据库管理系统（单用户不适用） Microsoft Access 97/2000 Microsoft SQL Server 7.0 Oracle v8.1.7或更高 Sybase Adaptive Server V 11.5,U-Net简介（5）,用户界面友好，无论是安装、操作、模型校准，还是报告生成，均简易方便 每年推出2个新版本, U-Net保持在技术上的领先地位,UNET仿真工具介绍,第一节 GENEX简介 第二节 UNET概述 第三节 UNET的功能,GIS 功能 （1）,支持多种地图格式 - 栅格数据： BIL, TIF, BMP, MapInfo, ArcView, ERDAS Imagine, MSI Planet. - 矢量数据：MapInfo, ArcView, DXF, MSI Planet - 完全支持Planet的数据库，包括基站 数据，天线，传播模型和电子地图等。 支持最高达到1米精确度的多种分辨率 支持多种的地图类型 - 数字高度模型 DEM - 地形分类数据（类型和高度） - 三维建筑数据(矢量/珊格) - 话务数据和人口密度数据 - 珊格地图，卫星和航空拍图 - 矢量数据,世界坐标系统数据库（1000种以上） - 容易加入新的坐标系统 - 矢量数据可转换坐标系统 支持多种分辩率地图的多层显示 与其它GIS工具相集成，如MapInfo，Arcview - 导入：地理数据，话务/人口密度地图 - 导出：覆盖预测图，矢量数据和多边形 具有高度集成的珊格和矢量编辑器,GIS 功能 （2）,用户和数据管理（1）,先进的数据库结构 灵活的数据库结构，通过使用标准的 RDBMS (MS Access, MS SQL Server V7, Oracle V8, Sybase)支持多用户环境 安全管理和用户特征管理 支持数据库一致性管理 支持参考数据库的断开和重接操作 支持单机/分布式的/集中式结构 专业的输入/输出功能能够迅速整合现有的无线网络规划工具 方便与运营商的IT系统相集成,用户和数据管理（2）,灵活和多技术数据库模型 - 不同技术网络之间的数据共享: 基站，邻小区 - 用户自定义的标记与字段 - 用户自定义工程模板 - 打开文件方式 外部的数据导入工具（基站、天线） - ASCII或csv文件 - Planet的升级工具 - 利用macro/script编写的导出/导入工具 强大的数据管理功能 - 基于数据库管理实现基站/扇区选择 - 在地图上选择对象 - 对选择的对象进行全局编辑 - 用户选择的对象可存储与调出 - 选择性的进行覆盖预测计算,U-Net传播模型（1）,现代化的传播计算引擎: 在每个扇区、基站、区域或层上定义传播模型 支持多分辨率的地理数据库 每个发射机的双分辨率路径损耗矩阵 后台和分布式计算 集成的传播模型库: SPM标准传播模型 Okumura-Hata 和 Cost-Hata ITU 526-5 和 ITU 370-7 传播模型 Longley-Rice和WLL传播模型 面向外部模型的开放接口: 通过开发工具包（API）集成外部传播模型 完全集成现有的第三方传播模型如Wavesight, Volcano.,U-Net传播模型（2）,双分辨率的路径损耗矩阵 在每个扇区可生成2个路径损耗矩阵 可为每个扇区的每个路径损耗矩阵分别定义传播模型、计算分辨率和计算半径 优点 近站地区（高分辨率）的精确预测数据 远站地区（低分辨率）可节省计算时间 和硬盘空间,U-Net传播模型（3）,传播模型校正 传播模型编辑器 根据路测数据进行自动模型校正（需要测量模块支持） 通用的测量数据导入向导 支持Probe,Planet格式的路测数据导入 选择和筛选测量数据,测量模块,CW测量数据导入 导入并显示CW数据 支持标准的测试数据 预测/测量对比并分析统计 利用CW测量值自动校正传播模型 测试手机测量数据导入 导入、显示和分析测试手机数据 结合用户定义的路线在地图上重放 分析并显示呼叫事件 支持通用的ASCII和行业标准格式 利用测试手机路测数据自动校正传播模型,网络预规划模块 支持WCDMA网络的网络和链路估算，Iub/CE预算 提供预规划功能：多年份多场景的链路预算，网络估算和Iub/CE估算功能。 采用华为先进的容量估算算法及进行网络估算 为运营商提供基于不同建网策略的网络估算方式，链路预算提供自动平衡功能 提供按场景、按年份的估算任务的复制粘贴功能,建立预规划工程,输出预规划结论,网络预规划模块,实时计算 (不使用路径损耗矩阵) 路径概况,点分析功能(1),对给定点进行无线接收诊断,点分析功能(2),微波模块,完整的模块 根据ITU-R 530-8规范的微波规划 设备数据库 功率预算和链路可靠性分析 基于链路或网络的完整干扰分析,分布式及并行计算,支持多处理器工作站 支持双处理器的并行计算 成倍提高运算性能 后台计算 分布式传播计算 支持整个网络多台终端或专用服务器上的多线程计算 批外理计算,打印和报告生成,灵活的报告生成 生成预测统计包括面积、话务、人口和地形信息 基于用户自定义的报告区域 以ASCII或者Excel格式导出报告数据 预测覆盖图可直接导出为栅格和GIS 格式(MapInfo, ArcView) 可支持A0格式打印 用户自定义页面设置 支持实际的打印比例 (如 1:100 000) 支持多图层和透明度设置,API,利用API可实现多种功能扩展 两种专门的和一种通用的接口 传播模型API / SDK AFP模块 API/SDK 通用接口API/SDK 接入U-Net工程的所有数据 开发者可在U-Net用户界面中加入自己功能 连接OMC、路测工具及其它工具系统 开发工具 C+ SDK VB script 通过使用宏或脚本来实现任务自动控制,课程内容,第一章 仿真原理 第二章 UNET仿真工具介绍 第三章 仿真工具操作,系统仿真流程,业务模型参数,话务分布,WCDMA无线射频参数,站点信息输入,系统仿真流程,蒙特卡罗仿真,统计分析,覆盖图,Ec/Io,网络性能分析,Link budget Analysis,Setup network Design,Run Pilot Field Strength Prediction,Pilot Level OK?,Traffic Forecast Avail?,Run UMTS Traffic simulation,Setup fixed Load values,Make predictions (Services),Performance Requirements Fulfilled?,Neighbors planning& Scrambling code allocation,RNP Input & Equipment configuration,Neighborhood planning criteria,Scrambling code allocation criteria,Output parameters,YES,NO,YES,NO,YES,NO,Traffic model,系统仿真流程,链路预算,链路预算工作可以在RND工具中进行计算，目前改工具已 经集成到1.02版的U-Net中。,网络建模,地理数据电子地图 传播模型 网络数据库,电子地图数字地图组成,Clutter Heights Vectors BDM（Option）,传播模型-WCDMA常用模型,Okumura(奥村)/Hata模型 适用频段：900M2000MHz COST231-Hata模型 适用频段：1500-2000MHz COST231 Walfish-Ikegami模型 适用频段：800M-2000MHz Keenan-Motley模型 适用室内传播 Standard Propagation Model（SPM） 适用于150M2G的宏蜂窝,Standard Propagation Model（SPM）,L=K1 + K2log(d) + K3log(HTxeff) + K4Diffraction + K5log(d)log(HTxeff) + K6(HRxeff) + Kclutterf(clutter),K1: 常数 (dB). K2: log(d)的乘数因子 d: 发射天线和接收天线之间的距离(m). K3: log(HTxeff).的乘数因子 HTxeff: 发射天线的有效高度 (m). K4: 衍射衰耗的乘数因子，它必须是正值。. Diffraction loss: 经过有障碍路径引起的衍射损耗(dB). K5: log(HTxeff)log(d)的乘数因子. K6:的乘数因子. : 接收天线的有效高度(m). Kclutter: for f(clutter)的乘数因子. f(clutter): 因地物所引起的平均加权损耗.,网络数据库,Site参数 天线参数 Transmitter参数 （含cells参数）,设备参数： 设备厂家基站设备的生产厂家名称，如华为等。 多用户检测功能该设备是否有多用户检测功能以达到消除上行干扰的用。 Rake因子基站设备rake接收机的效率参数。 载波选择方式设备选择发射载波的方式（如最小的上行噪声、最小的下行功率、随机选择或其他方式） 上下行的开销信道元素该设备用于上下行的开销信道（导频、同步等信道）的元素数。 是否限定进入Active set一定为邻小区 设备用于每个用户（手机终端）的上下行信道元素,Site参数设备参数,Nb CEs used针对每种承载速率（业务）定义各自需要的基本信道开销：,Site参数信道开销参数,经度 纬度 海拔 站点中可用的 上行/下行 CEs数量 站点中安装的设备,站点工程参数,天线厂家各扇区所用天线的生产厂家名称，如安德鲁、凯瑟琳等 天线增益各种天线对应的增益。单位dBi。 天线的垂直和水平波瓣图垂直和水平波瓣图，精确到每度 对应的衰减量。 天线的分集增益单位dB。通常将这个增益计入基站的解调 门限中，因此定义该增益为0。 天线波束宽度 天线可发射的最大和最小频率，单位MHz。,网络数据库天线信息,Transmitter参数(1),小区名称、天线类型、天线高度、方位角、下倾角等工程参数 Transmission Loss、Reception Loss分为自动和手动两种模式，自动为软件综合各种损耗计算得出。 小区计算半径、主、副传播模型、TMA、馈缆类型、BTS Equipment、馈缆长度、运算精度,Transmitter参数(2),CELL参数,小区载频数设置单载频或多载频。 小区功率值各小区的各种信道的功率值，包括导频、同步信道SCH、其他CCH的功率分配。 扰码序号各小区的扰码号。U-Net提供扰码自动分配功能。 AS门限小区可进入Active Set的门限值，该值为与最优小区Ec/Io值的最大差值，单位为dB。 邻小区关系各扇区的邻小区关系列表。如果没有该表，可以考虑用U-Net里面的自动邻小区分配功能来完成邻小区关系。,塔顶放大器如扇区发射机使用了塔顶放大器，而且塔放的损耗和增益不可忽略，则需要以下的参数： 塔放名称 塔放的噪声系数，单位dB。 塔放的接收增益，单位dB。 塔放的发射损耗，单位dB。,Transmitter参数发射机设备参数（1）,馈线如果扇区所用的馈线的损耗不可忽略，则需要以下的参数： 馈线设备名称 馈线长度各扇区的接收和发射馈线长度。 平均馈线单位损耗馈线的平均单位损耗，单位dB/m。 馈线连接器损耗馈线连接器的接收和发射损耗。单位dB。 BTS如果扇区所用的BTS的噪声不可忽略，则需要以下的参数： BTS设备名称 BTS噪声系数该BTS设备的噪声系数，单位dB。 其他损耗各扇区的上下行其他损耗。单位dB。 华为3G基站设备的噪声系数为等效到机顶口的整机噪声系数,Transmitter参数发射机设备参数（2）,Link budget Analysis,Setup network Design,Run Pilot Field Strength Prediction,Pilot Level OK?,Traffic Forecast Avail?,Run UMTS Traffic simulation,Setup fixed Load values,Make predictions (Services),Performance Requirements Fulfilled?,Neighbors planning& Scrambling code allocation,RNP Input & Equipment configuration,Neighborhood planning criteria,Scrambling code allocation criteria,Output parameters,YES,NO,YES,NO,YES,NO,Traffic model,系统仿真流程,Independent of Traffic Dependent on Traffic,网络预测 Predictions,Pilot Coverage,Best Server,Overlapping zones,Link budget Analysis,Setup network Design,Run Pilot Field Strength Prediction,Pilot Level OK?,Traffic Forecast Avail?,Run UMTS Traffic simulation,Setup fixed Load values,Make predictions (Services),Performance Requirements Fulfilled?,Neighbors planning& Scrambling code allocation,RNP Input & Equipment configuration,Neighborhood planning criteria,Scrambling code allocation criteria,Output parameters,YES,NO,YES,NO,YES,NO,Traffic model,系统仿真流程,业务数据库,Environments User profiles Terminals Mobility type Services,话务环境名称：可考虑以地形分类为名称，如城区、郊区等 在每种话务环境中每种用户对应的移动性类型及每种用户的密度（用户数/km2）,Environments（1）,各种地物中话务的分配比例，分为室内和室外。,Environments（2）,Possible clutter weighting in order to get an accurate user distribution,名称可考虑以用户所在的地区的地形特征为名称，如城区用户，郊区用户 等。或者根据用户行为定义，如高端用户、低端用户等。 用户行为每种用户使用的每种服务的频率。 以上数据可根据市场调研结果或OMC统计结果或规划目标来设定。,User profiles,名称可考虑以速率为名称，如50km/h，90km/h，步行速率等。 Ec/Io门限进入手机终端Active set所需要的最小Ec/Io值。 该值的大小与手机终端的移动速率有关。 以上数据可参考WCDMA/UMTS规范或现网经验数据。,Mobility type,Name：手机终端名称。 Min Power：手机终端最小发射功率，单位dBm。Max Power：手机终端最大发射功率，单位dBm。 Gain：手机终端天线增益，单位dB。Losses：手机终端天线损耗，单位dB。 Noise figure：手机终端噪声系数，单位dB。Active set size：激活集大小。 DL rake factor：下行速率因子。,Terminals,Services（1）,Services（2）,DL and UL Eb/Nt targets per mobility,业务名称，如话音、短消息、Web浏览、 视频电话业务等。 每种业务的编码因子 每种业务的信道激活因子/有效因子 每种业务的上下行额定速率 每种业务的人体损耗，单位dB 下行业务信道的最大和最小功率，单位dBm 每种业务对应的每种速率的上下行Eb/Nt,Link budget Analysis,Setup network Design,Run Pilot Field Strength Prediction,Pilot Level OK?,Traffic Forecast Avail?,Run UMTS Traffic simulation,Setup fixed Load values,Make predictions (Services),Performance Requirements Fulfilled?,Neighbors planning& Scrambling code allocation,RNP Input & Equipment configuration,Neighborhood planning criteria,Scrambling code allocation criteria,Output parameters,YES,NO,YES,NO,YES,NO,Traffic model,系统仿真流程,基于话务仿真,基于固定负载仿真,系统仿真流程,基于话务负载仿真 VS 基于固定负载仿真,需要定义可靠的话务进行预测 很好地考虑上下行负载的关系，并能够获得网络所能承载地用户数 现场应用：需要准确地话务模型的预测为基准,需要定义固定的负载进行预测 可以避免话务预测的不准确给规划带来的影响 商用网络统计的结果可以导入UNET利用固定负载的方法进行预测 现场应用：建立人为的负载来验证结果,Monte Carlo 仿真过程,设定业务数据库的输入 确定Environments的参数 在地图上划分适合的Environments范围 进行Simulation运算 保存运算结果并进行分析,仿真参数设置,仿真组名称,仿真次数,仿真保存结果方式： 1、只输出平均统计结果 2、不输出测试终端信息 3、输出标准测试终端信息 4、输出详细测试终端信息,选择在功率控制仿真中U-Net应遵守的约束条件。 最大小区功率值 信道单元最大值 最大上行链路小区负载（默认值为75%） Walsh代码有效性,仿真结果用户及业务分布,呼叫拒绝原因,仿真结果统计分析,Link budget Analysis,Setup network Design,Run Pilot Field Strength Prediction,Pilot Level OK?,Traffic Forecast Avail?,Run UMTS Traffic simulation,Setup fixed Load values,Make predictions (Services),Performance Requirements Fulfilled?,Neighbors planning& Scrambling code allocation,RNP Input & Equipment configuration,Neighborhood planning criteria,Scrambling code allocation criteria,Output parameters,YES,NO,YES,NO,YES,NO,Traffic model,系统仿真流程,系统仿真基本输出： 目标规划区域内导频覆盖效果图：Ec、Ec/Io 最佳小区分布图 各业务通信概率地理化分布图 各业务Eb/Nt地理化分布图 各小区上下行负荷地理化分布图 导频污染状况地理化分布图 各业务切换概率地理化分布图,系统仿真输出,Pilot Coverage,Ec/Io,Best Server,Effective service_area,Downlink Eb/Nt,Uplink_load,Pilot Pollution,Handoff status,Link budget Analysis,Setup network Design,Run Pilot Field Strength Prediction,Pilot Level OK?,Traffic Forecast Avail?,Run UMTS Traffic simulation,Setup fixed Load values,Make predictions (Services),Performance Requirements Fulfilled?,Neighbors planning& Scrambling code allocation,RNP Input & Equipment configuration,Neighborhood planning criteria,Scrambling code allocation criteria,Output parameters,YES,NO,YES,NO,YES,NO,Traffic model,系统仿真流程,邻区配置原则,1、地理位置上直接相邻的小区一般要作为邻区；邻区一般都要求互 为邻区，即A扇区载频把B作为邻区，B也要