一種實現無線網絡通信速率覆蓋的仿真系統和方法
2023-09-23 11:39:45 2
專利名稱：一種實現無線網絡通信速率覆蓋的仿真系統和方法
技術領域：
本發明屬於無線網絡通信技術領域，特別是涉及一種實現無線網絡通信速率覆蓋 的仿真系統和方法。
背景技術：
速率測試是評價與衡量無線通信系統網絡覆蓋狀況的主要技術手段，速率的大小 是無線通信網建設和使用中重點關注和研究指標之一。隨著目前大城市建築物高度和數量 都成正比例增長，移動通信的無線電信號在其間受到阻擋而衰減，另外由於室內的複雜結 構，建築物自身的屏蔽和吸收作用造成了無線電波較大的傳輸衰耗，形成了移動信號的弱 場強區甚至盲區，致使大樓的高層、地下室、一、二層場強較弱，甚至存在一些盲區；而在大 中城市的中心區，基站比較多，密度大，平均站距小於lkm，導致入室內的信號雜亂、不穩定。 基站信號通過直射、折射、反射、繞射等方式進入室內，信號忽強忽弱不穩定，同頻、鄰頻幹 擾嚴重。手機在這種環境下使用，未通話時，小區重選頻繁，通話過程中頻繁切換，話音質量 差，掉話現象嚴重。在城市的邊緣區，基站密度小，站距大，在距基站較遠的建築物內，因建 築材料對電磁波的損耗，移動通信用戶在室內的通信也受到了很大的影響和限制。上述情況都為無線通信網絡的設計與施工，使用與推廣帶來了極大的困難。目前 的速率測試都是通過動態路測實現，這種測試成本高，周期較長，缺乏靈活性。預測模型也 多種多樣，大量實測數據的分析和統計，嚴重影響通信工程的進程。而設計前與設計後的速 率預測技術能夠解決上述問題，本發明填補了現有技術不足。
發明內容
本發明的目的在於克服現有技術的不足，提出了一種預測精度高、不需要速率實 測數據的一種實現無線網絡通信速率覆蓋的仿真系統。也可以合併數學和實驗模型，將器 件的實測特性和實際信號用於分析和設計，具有成本低，速度快，靈活性高的特點。本發明的另一目的是提供一種實現無線網絡通信速率覆蓋的仿真方法。為了實現發明目的一，採用的技術方案如下—種實現無線網絡通信速率覆蓋的仿真系統，設置有如下模塊無線網絡通信速率初始參數建模模塊；速率預測集成數據採集和匹配計算模塊；速率預測數據的對比分析統計模塊。所述無線網絡通信速率初始參數建模模塊，是通過分析設計環境或建築圖紙及無 線網絡通信工程設計的覆蓋條件，與實測數據進行對比，根據不同天線的特性設置頻段、功 率容量和埠隔離度三個參數；根據覆蓋區內不同地形、地物、基站高度、覆蓋半徑設置天 線的輻射方向圖、增益、水平波瓣角、垂直波瓣角和下傾方式五項參數，然後通過這五項參 數的人工設置建立無線網絡速率預測區域模型；所述速率預測集成數據採集和匹配計算模塊，根據不同區域模型及不同環境中無線信號的衰減來採集對應的影響信號傳播的速率因子，然後根據室內分布系統中每根天線 的編碼數據流來測量每根天線的SINR(信號幹擾噪聲比)，根據反饋機制來決定每根天線 的發送和接收數據速率；所述速率預測數據的對比分析統計模塊，通過對無線環境質量SINR(信號幹擾噪 聲比)分布、終端接收/發射功率分布和DRC(數據速率控制)申請速率的分析，與標準的 實測數據作對比，並自動輸出對比結果，提供簡易明了的輸出，方便工程實施和維護。本發明的各個模塊所實現的功能如下無線網絡通信速率初始參數建模模塊是通過分析當前設計環境或者建築圖紙以 及已有的無線通信工程設計，實現初始參數模擬設置；速率預測集成數據採集和匹配計算 模塊是利用各種地物對無線信號的影響建立無線網絡速率影響因子數據，根據這些數據， 計算前反向速率大小；速率預測數據的對比分析統計模塊是對仿真數據進行系統的分析、 比較以提取對系統性能的評估結果顯示。為了實現發明目的二，採用的技術方案如下一種實現無線網絡通信速率覆蓋的仿真方法，包括以下步驟步驟1 天線初始參數建模通過分析設計環境或建築圖紙及無線網絡通信工程 設計，與實測數據進行對比分析，建立無線網絡速率預測區域基本參數；步驟2 獲取天線數據流接收機接收了天線的高速數據流後，高速的數據流分解 復用成T個低速數據流，其中T是發送天線數；步驟3 =HS-DSCH(傳輸信道)調製對每個低速數據流分別進行編碼，每個低速數 據流都分別對應於一根特定的發送天線，隨後通過擾碼進行加擾調製，最後，該低速數據流 從它相關的天線中發射到無線信道中；步驟4 預測集成數據採集和匹配計算速率預測集成數據採集和匹配計算模塊 根據經過HS-DSCH調製後的數據流和不同區域模型及不同環境中無線信號衰減採集集成 數據，根據PARC(單獨天線的速率控制)機制，測量SINR(信號幹擾噪聲比)，並將該SINR 值反饋給接收點；步驟5 速率預測數據的對比分析統計系統根據反饋的SINR值，通過速率預測數 據的對比分析統計模塊，對無線環境質量SINR分布、終端接收/發射功率分布的分析，與標 準的實測數據使用對比；並向用戶輸出最終結果；本發明的技術特點主要體現如下1、可以對不同的環境自動匹配最佳速率預測模型並採用最匹配的算法，速度快， 精度高，與實測數據基本一致，能夠滿足無線網絡通訊工程的設計，施工，驗收需求，實用性 強。2、具備良好的擴展性。本發明給出的是按功能劃分的模塊設計，在遵循整個架構 上下文約束的情況下，可以靈活配置實現各個模塊。如初始參數建模模塊，可以用新的建模 策略替代原來的策略；速率預測對比分析統計模塊，也可以通過用其他的分析策略和算法 來更換原有的策略，以達到提高速度及仿真精度或減少資源開銷的目的。
圖1為本發明仿真系統的結構圖2為本發明仿真方法的流程圖；
具體實施例方式下面結合附圖對本發明做進一步的說明本發明仿真系統如圖1所示，由無線網絡通信速率初始參數建模模塊，區域環境 模型速率預測集成數據採集和自動計算模塊，速率預測數據的對比分析統計模塊組成；無線網絡通信速率初始參數建模模塊是通過分析當前設計環境或者建築圖紙以 及已有的無線通信工程設計，實現初始參數模擬設置；速率預測集成數據採集和匹配計算 模塊是利用各種地物對無線信號的影響建立無線網絡速率影響因子數據，根據這些數據， 計算前反向速率大小；速率預測數據的對比分析統計模塊是對仿真數據進行系統的分析、 比較以提取對系統性能的評估結果顯示。所述無線網絡通信速率初始參數建模模塊，是通過分析設計環境或建築圖紙及無 線網絡通信工程設計的覆蓋條件，與實測數據進行對比，根據不同天線的特性設置頻段、功 率容量和埠隔離度三個參數；根據覆蓋區內不同地形、地物、基站高度、覆蓋半徑設置天 線的輻射方向圖、增益、水平波瓣角、垂直波瓣角和下傾方式五項參數，然後通過這五項參 數的人工設置建立無線網絡速率預測區域模型；所述速率預測集成數據採集和匹配計算模塊，根據不同區域模型及不同環境中無 線信號的衰減來採集對應的影響信號傳播的速率因子，然後根據室內分布系統中每根天線 的編碼數據流來測量每根天線的SINR(信號幹擾噪聲比)，根據反饋機制來決定每根天線 的發送和接收數據速率；所述速率預測數據的對比分析統計模塊，通過對無線環境質量SINR(信號幹擾噪 聲比)分布、終端接收/發射功率分布和DRC(數據速率控制)申請速率的分析，與標準的 實測數據作對比，並自動輸出對比結果，提供簡易明了的輸出，方便工程實施和維護。本發明仿真方法的流程如圖2所示步驟1 天線初始參數建模通過分析設計環境或建築圖紙及無線網絡通信工程 設計，與實測數據進行對比分析，建立無線網絡速率預測區域基本參數；步驟2 獲取天線數據流接收機接收了天線的高速數據流後，高速的數據流分解 復用成T個低速數據流，其中T是發送天線數；步驟3 =HS-DSCH(傳輸信道)調製對每個低速數據流分別進行編碼，每個低速數 據流都分別對應於一根特定的發送天線，隨後通過擾碼進行加擾調製，最後，該低速數據流 從它相關的天線中發射到無線信道中；步驟4 預測集成數據採集和匹配計算速率預測集成數據採集和匹配計算模塊 根據經過HS-DSCH調製後的數據流和不同區域模型及不同環境中無線信號衰減採集集成 數據，根據PARC (單獨天線的速率控制)機制，測量SINR (信號幹擾噪聲比)，並將該SINR 值反饋給接收點；步驟5 速率預測數據的對比分析統計系統根據反饋的SINR值，通過速率預測數 據的對比分析統計模塊，對無線環境質量SINR分布、終端接收/發射功率分布的分析，與標 準的實測數據使用對比；並向用戶輸出最終結果。本發明由初始參數建模模塊通過分析建築圖紙模擬現有的實際設計環境，此過程由設計人員建立實測環境區域模型，然後根據自由空間速率預測公式得出的不同區域實測 地物對無線信號的影響採集集成數據，對生成的數據編碼分析，協同反饋機制決定天線的 發送和接收數據速率，在計算數據得出結果後，向用戶輸出設計或施工的現實效果。
權利要求
1.一種實現無線網絡通信速率覆蓋的仿真系統，其特徵在於設置有如下模塊無線網絡通信速率初始參數建模模塊；速率預測集成數據採集和匹配計算模塊；速率預測數據的對比分析統計模塊。
2.根據權利要求1所述的一種實現無線網絡通信速率覆蓋的仿真系統，其特徵在於所 述的所述無線網絡通信速率初始參數建模模塊根據不同天線的特性，設置頻段、功率容量 和埠隔離度三個參數。
3.根據權利要求1所述的一種實現無線網絡通信速率覆蓋的仿真系統，其特徵在於所 述的所述無線網絡通信速率初始參數建模模塊根據覆蓋區內不同地形、地物、基站高度和 覆蓋半徑，設置天線的輻射方向圖、增益、水平波瓣角、垂直波瓣角和下傾方式五項參數。
4.根據權利要求1所述的一種實現無線網絡通信速率覆蓋的仿真系統，其特徵在於所 述速率預測集成數據採集和匹配計算模塊，根據不同區域模型及不同環境中無線信號的衰 減來採集對應的影響信號傳播的速率因子，然後根據室內分布系統中每根天線的編碼數據 流來測量每根天線的信號幹擾噪聲比，根據反饋機制來決定每根天線的發送和接收數據速 率。
5.一種實現無線網絡通信速率覆蓋的仿真方法，其特徵在於包括以下步驟步驟1 天線初始參數建模通過分析設計環境或建築圖紙及無線網絡通信工程設計， 與實測數據進行對比分析，建立無線網絡速率預測區域基本參數；步驟2 獲取天線數據流接收機接收了天線的高速數據流後，高速的數據流分解復用 成T個低速數據流，其中T是發送天線數；步驟3 傳輸信道調製對每個低速數據流分別進行編碼，每個低速數據流都分別對應 於一根特定的發送天線，隨後通過擾碼進行加擾調製，最後，該低速數據流從它相關的天線 中發射到無線信道中；步驟4 預測集成數據採集和匹配計算速率預測集成數據採集和匹配計算模塊根據 經過傳輸信道調製後的數據流和不同區域模型及不同環境中無線信號衰減採集集成數據， 根據單獨天線的速率控制機制，測量信號幹擾噪聲比，並將該信號幹擾噪聲比值反饋給接 收點；步驟5 速率預測數據的對比分析統計系統根據反饋的信號幹擾噪聲比值，通過速率 預測數據的對比分析統計模塊，對無線環境質量信號幹擾噪聲比分布、終端接收/發射功 率分布的分析，與標準的實測數據使用對比；並向用戶輸出最終結果。
全文摘要
本發明提供了一種實現無線網絡通信速率覆蓋的仿真系統和方法，仿真系統由無線網絡通信速率初始參數建模模塊、速率預測集成數據採集和匹配計算模塊和速率預測數據的對比分析統計模塊組成；仿真方法包括天線初始參數建模、獲取天線數據流、HS-DSCH(傳輸信道)調製、預測集成數據採集和匹配計算、速率預測數據的對比分析統計和結果輸出。本發明可以對不同的環境自動匹配最佳速率預測模型並採用最匹配的算法，速度快，精度高，與實測數據基本一致，能夠滿足無線網絡通訊工程的設計，施工，驗收需求，實用性強，該系統也具有良好的擴展性。
文檔編號H04W16/18GK102065445SQ20101056931
公開日2011年5月18日 申請日期2010年11月30日 優先權日2010年11月30日
發明者尹東彬, 田野 申請人:廣州天越電子科技有限公司