但是如何評估仿真的準確度呢?中興通訊在國內和海外的多個WCDMA試驗網當中,將網絡仿真的結果和試驗網的路測數據進行了反復的對比分析。結果表明,在正確選擇仿真參數,按照規范化的仿真流程進行操作的前提下,網絡仿真的結果,和路測結果的誤差,保持在可以接受的范圍之內。從而證明,可以利用網絡仿真工具指導WCDMA的網絡規劃和優化工作。
1、WCDMA網絡仿真概述
WCDMA系統,由于引入了多種類型的數據業務,整網業務特性的復雜程度大大超越了以語音業務為主,輔助以少量低速數據業務的傳統2G無線網絡。不同的業務在相同條件下的覆蓋范圍不同;在不同的業務和業務構成比例下,所需的系統容量也有較大差別。另一方面,WCDMA系統具有軟容量的特性,系統容量在本質上是與功率相關聯的,受到功率限制,且功率變化同用戶數和數據吞吐量的變化關系是非線性的和可變的。軟容量的存在給WCDMA網絡規劃帶來了困難,難以通過簡單的公式計算,來確定如何才能提供足夠的系統容量。因此在網絡規劃當中,往往需要特定的WCDMA網絡規劃工具對規劃結果進行評估。采用仿真工具,能夠通過模擬系統工作過程,得到更加精確的系統容量覆蓋分析結果,從而合理估計網絡規模和投資規模,在容量、覆蓋、不同服務質量三者間尋求最佳平衡點。
作為必要的輸入條件,在仿真當中,通常需要獲取被規劃區域的地理環境、地物地貌、人文、經濟水平等信息,其中以無線傳播模型、業務分布及增長特性、業務模型及話務模型的建立尤為關鍵。這些輸入參數越精確,對提高規劃結果的可信度越有利。但是,需要明確的是,不論是通過理論方法進行網絡規模估算,還是通過現網的測試對話務模型進行采集統計,在操作過程中都不可避免地會進行模型的簡化分析,并涉及諸多參數的取值問題。在很多工程參數的取值上,往往無法給出精確取值,通常使用的是業界經驗值或文獻推薦值。這些因素都會導致仿真結果在一定程度上與真實網絡的實測參數值有所差異。為了評估這種差異的大小,即驗證仿真工具輸出結果的準確性,需要進行仿真與實測的對比工作。反之,在規劃初期,通過對比,也可驗證在仿真當中某些重要無線參數的設置正確與否,通過調整參數提高仿真精度。
2、仿真實測對比
首先了解一下數據存儲的格式,如果仿真所采用的電子地圖精度為20m,地圖上每一個20x20平方米的地理區域被稱為一個bin,即一個格點。現網路測數據與仿真數據都是以bin為單位存儲數據的,仿真實測對比需要做的,就在于將兩個數據放在一起比較,看看其擬和的程度。
圖1 仿真與實測數據對比示意圖
中興通訊自主開發了進行仿真和實測對比的工具,一般可完成所規劃區域的整體誤差均值、標準差、概率分布函數pdf和累積分布函數cdf、置信區間等統計分析,并直觀地將該網絡參數的比對誤差結果可視化地顯示在mapinfo地圖中。這些信息足以讓我們對仿真的結果作出客觀的評價。
從網絡性能KPI指標的分析來看,通常需要進行對比的網絡參數包括導頻強度和導頻Ec/Io。
3、試驗網對比案例分析
目前中興通訊在各地建設的試驗網中,都廣泛應用了仿真來指導網絡的建設。不僅在網絡預規劃階段,而且在網絡優化階段,起到了很大的作用。
同時在實踐工作中,中興通訊不斷改進仿真的精度,優化仿真流程,獲得了很多寶貴的經驗。仿真與實測對比不僅僅是為了驗證仿真的指導作用,更重要的是總結經驗,吸取教訓,在反復實踐中提高仿真的精度。中興通訊在各地試驗網的建設提供了最佳的實踐平臺,在不斷地提高我們仿真水平的同時,也在不斷地驗證著仿真的重要性。
目前業界通用的仿真軟件包括Aircom、Planet、Atoll等。中興通訊在試驗網當中,主要采用Aircom軟件進行網絡仿真,與路測結果進行對比分析。以下結合試驗網的實測數據,以Ec為例,給出仿真與實測的定量比對結果。示例中的仿真數據由Aircom的*.3ga文件獲得,而路測數據來自于Agilent路測儀導出的SD5文件。
例如,中興通訊某試驗網仿真所用傳播模型為以下通用模型表達式:
Path_Loss=K1+K2log(d)+K3(Hms)+K4log(Hms)+K5log(Heff)+K6log(Heff)log(d)+K7(Diffraction Loss)+Clutter_Loss
其中K1~K7的取值分別為:153.23,40.23,-2.88,0,-13.82,-6.55,0.8。
試驗網的基站分布如下:
圖2 試驗網站點分布圖
通過網絡仿真,可獲得導頻強度Ec的覆蓋效果圖如下:
圖3 試驗網導頻強度仿真效果圖
實際路測結果如下:
圖4 試驗網路測結果
通過對測試路線上的所有數據進行總體分析,總共包含8324個有效誤差樣本,誤差的均值和標準差可計算得出,分別為-3.45dB和9.47dB,由對比結果數據可見,在所用傳播模型和仿真條件下,Ec的誤差均值在合理范圍內分布,Ec誤差的標準差約為9dB左右。由Ec誤差的均值可見,總體來說Ec的預測結果比路測結果略小。這說明仿真結果是比較接近真實網絡狀況的。
由于仿真參數模型化的結果,難免會出現部分地域預測與實測符合較好,而部分地域符合稍差的情形。在條件允許的情況下,可考慮對規劃區域采用多個傳播模型,使得模型的適用范圍更細化。同時,通過采用規范的傳播模型測試與校正方法,可以使模型盡可能真實地反應規劃區的傳播特性,從而提高仿真精度。另一方面,在比對工具的輔助下,可以比較直觀地看出各路段的誤差分布情況,進而調整仿真參數,使仿真與實測的誤差降低到盡可能小的水平,從而使仿真能更好地指導網絡建設與優化。
4、小結
從各地的試驗網的數據來看,誤差的結果是可以接受的。而且,中興通訊在每次仿真后都會總結經驗,如果此次仿真結果較差,則將此次的仿真過程與以前的成功的仿真進行比較,找出其差別并進行調整,并將新的仿真結果再次與實測數據進行對比,反復的調整,反復的對比,從此過程當中,找出仿真參數影響結果的規律,并總結出適合當地情況的成熟參數設置。為以后的仿真工作留下可以借鑒的東西,使得我們的仿真的精度穩步的提升。
同時,仿真與實測對比還被應用在了網絡優化方面。為了讓仿真在網絡優化中起到更大的作用,我們利用最新的路測數據。與仿真結果進行比對,然后根據結果,精細化的調整仿真參數,以使仿真盡可能地與實測數據接近,因而總結出當地的無線參數設置原則。那么,在網絡參數調整前,就可以通過仿真模擬,觀察調整的效果,分析調整后的網絡性能,為網優工作提供可借鑒的數據。
仿真與實測對比,使仿真不再是一次性的工作,而是根據路測數據,不斷迭代,不斷改進,不斷接近實際情況的仿真,從而與網優工作互為補充,大大提高了網優的效率。
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