ATOLL无线传播模型校正

Aster 射线跟踪模型操作手册 版本：2.5.4目录1介绍 (3)2安装 (4)系统要求和硬件要求 (4)程序安装 (4)硬件狗驱动安装 (6)3地图数据 (6)地图对象数据模拟Above Surface Object Digital Model（ASODM） (6)3.1.1确定性传播类型 (7)3.1.2统计性传播类型 (7)支持的地图数据的不同搭配 (8)3.2.1仅有地物分类地图 (8)3.2.2仅有地物高度地图，无地物分类地图 (8)3.2.3地物高度和地物分类地图都有 (8)3.2.43D Building Vector地图 (8)4Aster模型中的设置 (8)General 标签 (8)Configuration标签 (9)Clutter标签 (10)Geo标签 (11)Ray Tracing标签 (12)5Aster模型预测覆盖图示例 (13)6Aster模型校正 (15)Aster模型 Analysis (15)Aster模型校正 (16)1介绍Aster模型是Atoll中一个可选的射线追踪传播模型，由Forsk公司发布和支持，作为Atoll的一个可选功能。

Aster模型是一个预校正模型，支持所有无线技术，GSM、UMTS、CDMA2000、LTE、Wi-Fi等，支持从150MHz到5GHz范围内的频段。

Aster模型支持所有的小区类型，从微蜂窝小区、迷你蜂窝小区到宏蜂窝小区等等。

支持不同类型的传播环境：密集城区、城区、郊区等，特别适合于带有高精度地图的密集城区环境。

利用CW测量数据，Aster模型可以进行自动模型校正。

Aster模型主要考虑楼顶的垂直衍射和基于射线追踪算法的水平衍射和反射。

本文档主要介绍Aster模型的先进功能特性，及从安装、参数设置到在Atoll中进行使用的过程，主要目的让用户能了解Aster的基本特性，及学会如何在Atoll中使用Aster模型进行计算。

【摘要】在无线网络规划工作中，对信号传播损耗的预测是依据无线传播模型来进行的，因此确定准确的传播模型是无线网络规划的重要基础。

本文首先对了无线传播模型的原理进行分析，并以此为基础对校正过程中需要关注的问题给出自己的建议。

【关键词】无线传播模型；校正；CW测试一、概述在移动通信领域中，我们对无线电波的传播损耗预测一般是采用传播模型来进行的。

准确的无线传播模型对于保证无线网络规划方案的合理性具有十分重要的意义，它是无线网络规划工作的重要基础和主要依据。

宏蜂窝无线环境的传播模型校正的输入条件是大量路测数据，校正的过程就是利用这些数据来拟合出符合某种误差要求的曲线，从而完成对模型参数的校正。

二、无线电波的传播方式与传播损耗在宏蜂窝无线环境中，由于存在非常多的楼宇以及其他遮挡物，使得无线电波的传播变得非常复杂，接收机接收到的信号通常是以下几种波的叠加：1•直射波：是指无线电波直接沿自由空间传播，不受任何阻档；2.反射波：是指无线电波在传播的过程中遇到了物理尺寸远大于其波长的物体，电波在物体表面发生了反射，反射波可能增强也可能减弱信号的强度；3.衍射（绕射）波：是指无线电波在传播的过程中遇到了物理尺寸与其波长可比的或小于其波长的障碍物或缝隙时，电波仍然可以继续传播，只是它的能量和传播方向将发生改变。

移动通信系统所在的无线环境是非常复杂的，无线电波从发射机到接收机之间通常包含了所有的传播方式，也就是说它是一种综合了所有传播方式的复杂环境，因此对于这种综合无线环境的传播特性的研究也就变得十分地困难和复杂。

随着接收机与发射机之间距离的不断增大，无线电波的传播损耗也将发生变化，这种变化通常包含三种：1.中值损耗：与无线电波传播距离相关，损耗值与传播距离的某次幕成正比。

2.慢衰落：由障碍物的阻挡所造成阴影效应，使得无线电波的传播损耗出现衰落，该衰落的变化比较缓慢，故称慢衰落，又称为阴影衰落或对数正态衰落。

慢衰落服从对数正态分布。

无线传感器网络中的信号传播模型校准方法随着无线传感器网络在各个领域的广泛应用，对于网络中信号传播模型的准确性要求也越来越高。

信号传播模型是无线传感器网络中的重要组成部分，它描述了信号在网络中的传播特性，包括信号的衰减、传播路径和传输速度等。

然而，由于环境的复杂性和传感器节点的分布不均匀性，信号传播模型往往存在一定的误差。

因此，对信号传播模型进行校准是提高无线传感器网络性能的关键。

一、信号传播模型校准的重要性信号传播模型的准确性直接影响到无线传感器网络的性能。

如果信号传播模型存在误差，网络中节点之间的通信可能会受到干扰或丢失，导致数据传输的错误和不稳定。

此外，信号传播模型的误差也会影响到网络中节点的定位精度和路径规划等应用。

因此，对信号传播模型进行校准是确保无线传感器网络正常运行的关键步骤。

二、信号传播模型校准的方法1. 实测法实测法是最常见的信号传播模型校准方法之一。

该方法通过在网络中部署一些测量节点，利用这些节点收集信号传播的相关数据，如信号强度、路径损耗等。

然后，根据收集到的数据，使用统计学方法或机器学习算法建立信号传播模型，并对其进行校准。

实测法的优点是简单易行，但需要大量的实地测量，并且受环境条件的限制。

2. 仿真法仿真法是一种基于计算机模拟的信号传播模型校准方法。

该方法利用计算机软件模拟无线传感器网络中的信号传播过程，根据环境参数和节点分布等输入，输出相应的信号强度和路径损耗等数据。

然后，通过与实际测量数据的对比，对信号传播模型进行校准。

仿真法的优点是可以在不同环境条件下进行模拟，减少实地测量的成本和时间。

3. 数据融合法数据融合法是一种综合利用多种信息源进行信号传播模型校准的方法。

该方法通过结合实测数据、仿真数据和地理信息等多种数据源，建立更准确的信号传播模型。

数据融合法可以充分利用各种信息源的优势，提高信号传播模型的准确性。

然而，数据融合法也需要解决数据源的不一致性和冲突性等问题。

Atoll软件的简单使用方法介绍目录Atoll软件的简单使用方法介绍 (3)前言 (3)一、Forsk 和Atoll简介 (3)1.1 关于Forsk (3)1.2 关于Atoll (3)1.3 Atoll软件主要特点 (4)1.4 其他主流规划软件 (4)二、有关TD-SCDMA无线网络规划 (4)2.1 无线网络规划总体要求 (4)2.2 TD-SCDMA规划总流程 (4)2.3 无线参数规划的内容 (5)三、Atoll软件的安装 (5)3.1 安装文件版本 (5)3.2 set up Atoll (5)3.3 复制license到安装文件夹 (10)四、Atoll软件的使用 (11)4.1 利用Atoll新建一个TD-SCDMA模板工程 (11)4.1.1打开U-Net程序 (11)4.1.2选择TD-SCDMA，即新建了TD工程模板。

(12)3）在“浏览窗口”中，有“Data”，“Geo”，“Modules”三栏信息。

(13)4.2选择合适的坐标系 (13)4.2.1 选择Astoll菜单Toll->Options，如下图所示。

(14)4.2.2 打开的“Options”对话框 (14)4.2.3 单击Projection行右边的按钮 (14)4.2.4 单击display行右边的按钮 (15)4.2.5 选择显示的坐标系统格式 (16)4.3导入三维地图 (17)4.4导入网络参数 (18)4.4.1导入Sits表 (18)4.4.2导入Transmitters表 (21)4.4.2导入cell表 (25)4.5简单使用Atoll (26)4.5.1 菜单栏中一些常用工具 (26)4.5.2 使用Atoll规划新建站邻区 (27)4.5.3 使用Atoll规划新建站频点 (29)4.5.4 使用Atoll规划新建站扰码 (31)五、规划原则总结 (31)5.1频点原则 (31)5.2邻区原则 (32)5.3扰码原则 (33)Atoll软件的简单使用方法介绍前言由于本人工作的需要，接触到了TD-SCDMA规划的一些工，在工作中接触到了两个规划软件Atoll软件（Forsk公司）和U-net软件（华为公司）。

Atoll 2.5.0到3.2.0的新功能列表通用功能+GSM1通用功能•新增了专用于3GPP无线接入技术(GSM/UMTS/LTE)的工程模板。

通过这个新的工程模板，用户可以在同一个Atoll工程和后台数据库中同时进行GSM、UMTS、LTE网络的设计、规划和优化。

•在Atoll文件属性中保存了其模拟的无线技术，以及上一次保存ATL文件时的Atoll版本和build 号。

ATL文件属性可通过Windows浏览器查看。

•Atoll工程文件的大小可超过2GB。

•从3.1.0版本开始，Atoll不再支持Windows 2000。

•Atoll 从3.1.2版本开始发布32位和64位版本，包括32位和64位组件：Atoll 核心、技术模块、AFP、ACP、传播模型等。

因此，Forsk为客户提供了尽可能适合他们的需求和系统配置的不同版本的Atoll，32位和64位版本。

Atoll的32位版本在性能上与64位版本是一致的，只是受32位系统的限制。

安装•在安装Atoll时，除了单机狗的驱动程序和分布式计算服务器外，用户还可以安装以下组件：•多用户管理平台：Atoll Management Console•插件：Best Signal Export 和 Export to Google Earth操作环境•用户界面•从3.1.0版本开始使用了全新的用户界面。

新的用户界面在考虑无线规划过程的同时最好地适应了现代人体工程学设计。

Atoll 新用户界面的灵活性设计把用户的需求放在了第一位。

用户可以重新排列Atoll的窗口和工具，以及选择性的显示工具条，以最好地配合当前处理的工程任务。

Atoll 3.1.0 还提供了全屏模式，用户可以把其他窗口隐藏，只显示地图窗口和正在使用的工具条。

Atoll 3.1.0为用户提供了：•全新的、现代化的设计•标签式窗口，便于在多个工程中或一个工程的多个表格中操作•自定义的操作环境•全屏模式，用户可以最大化地图窗口•重新设计的浏览窗口。

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）：新建工程地图导入选择坐标系基站数据导入选择模型传播计算和生产覆盖图导入话务模型话务仿真Ec/Io覆盖仿真Height(高度)Vector(矢量)Beijing 1954 / Gauss-Kruger 20NWGS 84Clutter(地形)SitesAntennaTransmittersCellsOkuruma-Hata(适合1500Mhz以下)截图/打印二、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 1xRTT1xEV-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。

基于ATOLL无线网规仿真软件的铁路枢纽 GSM-R无线网络规划方案验证发布时间：2021-06-08T14:16:31.197Z 来源：《基层建设》2021年第4期作者：蒋桃[导读] 摘要：铁路枢纽GSM-R系统是枢纽内各种移动业务的承载平台。

中铁二院通号院四川成都摘要：铁路枢纽GSM-R系统是枢纽内各种移动业务的承载平台。

对枢纽内GSM-R无线网络进行整体规划，可以有效的整合枢纽内GSM-R系统资源并提高其通信质量。

软件仿真作为现代化无线通信网络规划手段，能够对无线网络性能进行较好的模拟。

本文以重庆铁路枢纽东环线接轨渝贵铁路珞璜南站这一交叉并线区段为例，利用ATOLL无线网规仿真软件对该区段GSM-R无线网络规划方案进行验证，并利用仿真结果指导完成规划方案的优化。

关键词：ATOLL无线网规仿真软件；铁路枢纽；GSM-R系统；铁路枢纽GSM-R系统是枢纽内各种移动业务的承载平台，按照铁路总公司中长期发展规划，以及枢纽总图规划的基本框架，紧密结合铁路运输生产的实际需要，对枢纽内GSM-R无线网络进行整体规划，可以有效的整合枢纽内GSM-R系统资源并提高其通信质量，为铁路移动业务提供高效可靠的移动通信平台。

软件仿真作为现代化无线通信网络规划手段，能够对无线网络性能进行较好的模拟。

利用仿真软件对铁路枢纽GSM-R无线网络规划方案进行验证，能够大大的提高规划方案的可靠性以及提高规划方案优化工作的效率。

一、铁路枢纽GSM-R无线网络规划1、规划目的（1）指导枢纽内新建铁路GSM-R系统和既有线改造GSM-R系统工程的实施，预留发展条件。

（2）通过对枢纽内GSM-R无线网络基站控制器（BSC）设置、基站（小区）布局、邻区关系、短号码编号的规划，实现各线路之间无线网络的合理衔接，优化通信基站设施资源配置，减少工程废弃和相互影响。

（3）合理配置枢纽内GSM-R无线网络频率，消除各线路无线网络之间的频率干扰，实现GSM-R无线网络资源共享，保障GSM-R系统服务质量。

一、模型校正相关介绍1． 传播模型校正介绍无线网络规划中应用经验的传播模型来预测路径损耗中值，如Hata 模型，SPM 模型等。

在这些模型中，影响电波传播的一些主要因素，如收发天线距离、天线高度和地物类型等，都以变量函数在路径损耗公式中反映出来。

但是，在不同的地区，地形起伏、建筑物高度和密度以及气候等因素对传播影响的程度不尽相同，所以，这些传播模型在具体环境下应用时，对应的变量函数式应该各不相同，需要找到合理的函数形式。

这个函数式可以通过多种方式得到，常用的方法是通过车载测试，得到本地的路径损耗测试数据，然后用这些数据对原始传播模型公式的各个系数项和地物因子进行校正，使得校正以后公式的预测值和实测数据误差最小，这样，经过校正以后的传播模型路径损耗预测的准确性将大大提高，能够比较好的反映本地无线传播环境的特点。

2． A9155 SPM 模型介绍Alcatel 使用A9155 V6中的标准传播模型（SPM 模型）作为无线网络规划工具的传播模型，它建立在COST231-Hata 经验模型的基础上，用于150~2000MHz 频段的无线电波传播损耗预测。

SPM 模型的数学表达形式是：)()()log()log()log()log()(65432150i clutter meffeff eff clluter f K HK H d K n Diffractio K H K d K K dB PL ++⨯++++=（式 1）SPM 模型的系数的含义和默认值参见表1，各项参数参见表2。

表1 SPM 模型系数表3． 模型校正方法因此尽管SPM 模型的各个因子都是可以进行校正的，但是由于所能采集到的数据有限，并不是所有的因子在现阶段的模型校正过程中都能够进行准确的校正。

由于K1是与频率相关的因子，因此对于GSM 900M 我们取Alcatel 默认值12.4。

K2是反映模型校正区域内总体特性的系数，它应当普遍适用于模型校正区域，在对K2进行校正的时候，应当结合所有的测量文件进行。

无线网络传播模型校正方案方案编制：王旭勇德闯方案审核：江巧捷编制单位：南方院无线通信设计所编制时间：2007.6.1目录第一章概述 (21)第二章无线环境传播模型 (22)2.1移动无线传播环境 (22)2.2传播预测模型 (23)2.1.1室外宏蜂窝的传播模型 (24)2.1.2室外微蜂窝的传播模型 (26)2.1.3室内传播模型 (27)第三章CW测试 (28)3.1 CW测试原理 (28)3.2 CW测试执行流程 (30)3.2.1前期准备工作 (31)3.2.2划分区域 (31)3.2.3选点及路线确定 (33)3.2.4站点架设及CW路测数据采集 (34)第四章数据处理及模型校正 (36)4.1数据处理 (36)4.1.1数据预处理 (36)4.1.2数据的地理平均 (37)4.2模型校正 (37)4.2.1模型校正的过程 (37)4.2.2数字地图的修正 (38)4.2.3模型校正的结果分析 (38)第五章本项目实施计划 (39)5.1前期准备 (39)5.2选择站址及站址查勘 (40)5.3制定测试路线 (44)第六章项目时间及人员安排 (44)第一章概述在无线网络规划中，无线传播损耗是一个关键参数。

理论上讲，在自由空间中无线电波的传播损耗大小与传播距离的平方及使用频率的平方成正比关系，但考虑到实际环境下多径传播的复杂性，同时还要考虑在传播路径上存在着各种各样的影响，如高山、湖泊、海洋、地面建筑、植被以及地球曲面的影响等，因而电磁波具有如上文所属的反射、绕射、散射传播等多种传播方式。

在网络规划中，一般不会去一一分析各条多径的传播情况。

这就需要一种通过理论研究与实际测试的方法归纳出无线传播损耗与频率、距离、环境、天线高度等变量的数学关系式。

这一数学关系式称之为传播模型。

在无线网络规划过程中，无线传播模型帮助设计者了解预选站址在实际环境下的传播效果。

设计者可以通过将传播模型运用在规划仿真软件中的方法预测出所规划的基站的各种系统性能指标值。