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应用实例

多台发射机分析

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LTE 设备是用于各种无线数据系统的最新技术。与以前的技术相比,这些系统的覆盖范围更大。在城市环境中,建筑物、地形、汽车等城市元素对覆盖范围的影响很大。需要对这些因素进行精确建模,以确定 LTE 的性能。

在城市环境中,通常有多个发射机和接收机同时工作。多个发射机可确保最佳的覆盖范围,但重要的是要正确放置发射机,以保证所有激活的接收机都有足够的信号。由于时间、资金和资源的限制,要在这种情况下准确地进行现场测试几乎是不可能的。WirelessInSite等模拟软件可以快速高效地完成这项工作。Wireless InSite 还可以运行多个发射机放置位置,以确定最佳覆盖位置。

在 Wireless InSite 中,多输入分析建模非常简单,计算效率也很高。在本示例中,使用的是渥太华市的模型,在相距约两个街区的建筑物顶部有两个有源发射机。这些发射机模拟在城市环境中运行的 LTE 发射机,输入功率为 30 dBm。场景中定义了多个接收器。每个接收器都可以与两个发射器进行通信。

城市环境可以通过多种格式导入软件,包括 DXF 和 Shapefiles;或者,也可以在图形用户界面中构建几何图形。可以使用内置材料库定义各种材料,也可以使用无线 InSite 工具定义自定义材料。此外,还可以为环境定义地形,以确保在模拟中使用准确的模型。地形可以从 DTED 数据、DEM 数据等导入,也可以由用户在图形用户界面中定义。

发射机位置如图 1 所示。它们被定义为每个位置的半波偶极子,工作频率为 700 兆赫。只需点击几下鼠标,就能轻松将它们放置在城市中。如图 2 所示,接收器位置位于软件定义的网格上。每个接收器都被定义为接收 700 MHz 频率的各向同性天线。全市共定义了 61,000 多个接收器。

 

图 1 绿色方框表示城市环境中的发射机位置。

图 1:绿色方框表示城市环境中的发射机位置。

 

图 2 红框表示城市环境中的接收器位置。

图 2:红框表示城市环境中的接收器位置。

 

如图 3 所示,在 Wireless InSite 中定义并运行了通信系统分析计算。这是 Wireless InSite 中的一个工具,用于对传播数据进行后处理。它可以计算输出结果,如每个接收器位置的总综合功率、每个接收器位置的最强发射器和吞吐量等。

 

图 3Wireless InSite 中的 "通信系统属性 "窗口。

图 3:Wireless InSite 中的 "通信系统属性 "窗口。

 

该场景使用了X3D 模型,并将交互设置为自动。在计算的光线追踪阶段,X3D 利用了 GPU 的功能。

与 Wireless InSite 的所有输出结果一样,通信分析结果也可以在计算完成后在城市的 3D 演示中查看。图 4 显示了发射机 1 启用时整个空间的接收功率结果。图 5 显示发射机 2 启用时整个空间的接收功率结果。图 6 显示了每个接收器位置的总综合功率。该输出综合了给定接收器位置的两个发射器的接收功率。通信系统分析仪还可以根据 LTE 协议进行吞吐量估算。图 7 显示了两个发射机的 LTE 吞吐量。

 

图 4 发射机 1 启用时通过场景接收的功率。

图 4:发射机 1 启用时通过场景的接收功率。

 

图 5 发射机 2 启用时通过场景接收的功率。

图 5:当发射机 2 处于活动状态时,场景中的接收功率。

 

图 6 每个接收器位置的组合发射机总功率。

图 6:每个接收器位置的联合发射机总功率。

 

图 7 两台发射机的吞吐量。

图 7:两台发射机的吞吐量。

 

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