BÀI TẬP LỚN TỐI ƯU VÔ TUYẾN CHO CÁC MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG THẾ HỆ MỚI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

VIỆN ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC

BÀI TẬP LỚN TỐI ƯU VÔ TUYẾN CHO
CÁC MẠNG THƠNG TIN DI ĐỘNG
THẾ HỆ MỚI
ĐỀ TÀI:

MƠ HÌNH LAN TRUYỀN THU SĨNG CHO CƠNG CỤ
LẬP KẾ HOẠCH ASSET.

Hà
Nội,

Giảng viên hướng
dẫn
Học viên cao học
Lớp

: TS PHẠM HẢI ĐĂNG

Nhóm học viên

: ĐINH TIẾN HIỆP
NGUYẾN THÀNH TRUNG
THÂN VĂN TRƯỜNG
ĐỖ XUÂN PHONG
NGUYỄN ĐÌNH AN

: THÂN VĂN TRƯỜNG (CB110930)

: KTTT1B

tháng 05/2022


PROPAGATION MODEL TUNING FOR ASSET PLANNING TOOL

Huawei Technologies Co., Ltd.
April 08, 2005

MƠ HÌNH LAN TRUYỀN THU SĨNG CHO
CƠNG CỤ LẬP KẾ HOẠCH ASSET.

HUAWEI CONFIDENTIAL

2


PROPAGATION MODEL TUNING FOR ASSET PLANNING TOOL

TABLE OF CONTENTS
1.Tóm tắt............................................................................................................. 4
1.1Cơng cụ lập kế hoạch tài sản Asset..........................................................................4
1.2Mơ hình truyền lan.....................................................................................................4

2.Mơ hình thu sóng............................................................................................ 6
2.1Giới thiệu...................................................................................................................6
2.2Các cơng cụ u cầu.................................................................................................8
2.3Phép đo CW..............................................................................................................8
2.3.1Lựa chọn Site và Clutter Selection..................................................................................8

2.3.2Di chuyển trên các tuyến đường kiểm tra.......................................................................9
2.3.3Dữ liệu đo.........................................................................................................................9
2.4.1Quy trình lọc....................................................................................................................11
2.4.2Lọc bằng khoảng cách ngắn nhất..................................................................................11
2.4.3Lọc thông qua cấp độ nhận...........................................................................................12
2.4.4Đồ thị so sánh lọc thông qua cấp độ nhận đối với log(khoảng cách)..........................12

3.Executive Summary...................................................................................... 20
3.1Asset Planning Tool.................................................................................................20
3.2Propagation Model..................................................................................................20

4.Model Tuning................................................................................................. 21
4.1Introduction..............................................................................................................21
4.2Tools Requirement...................................................................................................23
4.3CW Measurement....................................................................................................23
4.3.1Site and Clutter Selection..............................................................................................23
4.3.2Drive Test Route.............................................................................................................24
4.3.3Measurement Data.........................................................................................................24
4.3.4Equipment Configuration...............................................................................................25

4.4Tuning Process........................................................................................................26
4.4.1Filtering Procedure.........................................................................................................26
4.4.2Filtering by Minimum Distance.......................................................................................26
4.4.3Filtering Rx Level............................................................................................................27
4.4.4Filtering Rx Level Vs Log (d) Graph..............................................................................27
4.4.5Tuning Procedure...........................................................................................................29

5.Final Propagation Model..............................................................................30
6.Conclusion.................................................................................................... 32

HUAWEI CONFIDENTIAL

3


PROPAGATION MODEL TUNING FOR ASSET PLANNING TOOL

1.

Tóm tắt

Tài liệu được cung cấp bởi Công ty công nghệ Huawei cho hãng di động số
Philippines về Dự án thay thế và mở rộng NCR, giới thiệu phương pháp đo CW
và mơ hình lan truyền sử dụng cơng cụ kế hoạch hóa tài sản. Tài liệu bao gồm
các phần sau:
1. Mô tả mô hình sử dụng cơng cụ kế hoạch hóa tài sản.
2. Phương pháp đo CW và mơ hình dị sóng.
3. Các bước quan trọng và thiết yếu để có được một mơ hình tốt.
1.1

Cơng cụ lập kế hoạch tài sản Asset

HUAWEI tạo ra công cụ kế hoạch ASSET thực hiện dự đốn vùng phủ sóng.
Trong cơng cụ kế hoạch này, thuật tốn mơ hình truyền rất linh hoạt và cho phép
người sử dụng kết hợp chặt chẽ các dạng khác nhau của mơ hình lan truyền
truyền thống trong dải tần từ 150 MHz đến 2 GHz.
Mơ hình “Standard Macrocell” được HUAWEI sử dụng dựa trên mơ hình
ETSI Hata với một vài đặc điểm được thêm vào giúp nâng cao tính linh hoạt
và chính xác của mơ hình.
Chức năng đo lường CW trong cơng cụ có khả năng thu thập dữ liệu từ ổ

kiểm tra để nhập vào tài sản Asset sử dụng để dị sóng trong mơ hình lan
truyền. Khi vị trí cột được thực hiện định tuyến, mức tín hiệu thu, lỗi tín hiệu
và các thẻ được thể hiện trên màn hình sơ đồ 2D.
Cơng cụ bao gồm đầy đủ tính năng báo cáo đặc tính có thể được dùng để
so sánh dữ liệu khảo sát với các yêu cầu trong mơ hình truyền lan. Sử dụng
các đặc tính này, người dùng có thể điều chỉnh được mơ hình truyền lan.
Mơ hình truyền lan có thể được tạo, sửa đổi và điều chỉnh sử dụng Bộ sửa
đổi mơ hình truyền lan - “Propagation Model Editor”. Bộ điều chỉnh này giúp
người dùng có thể tạo ra một vài mơ hình truyền lan với đầy đủ các đặc tính
tối ưu ở mỗi mơ hình.
1.2

Mơ hình truyền lan

HUAWEI tạo ra cơng cụ kế hoạch hóa ASSET thực hiện dự đốn vùng
phủ sóng. Trong cơng cụ kế hoạch này, thuật tốn mơ hình truyền rất linh hoạt và
cho phép người sử dụng kết hợp chặt chẽ các dạng khác nhau của mơ hình lan
truyền truyền thống trong dải tần từ 150 MHz đến 2 GHz.

HUAWEI CONFIDENTIAL

4


PROPAGATION MODEL TUNING FOR ASSET PLANNING TOOL

HUAWEI sử dụng mô hình “Standard Macrocell” trên Constantine dựa
trên mơ hình ETSI Hata với việc thêm vào một vài đặc tính để tăng cường độ
mềm dẻo và chính xác của mơ hình. Các công thức chung được sử dụng như sau:
Prx = Ptx - Ploss

Trong đó:
Prx: Cơng suất thu (dBm)
Ptx: Cơng suất phát (EIRP) (dBm)
Ploss: Suy hao đường truyền (dB)
Với
Ploss = k1 + k2log(d) + k3(Hms) + k4log(Hms) + k5log(Heff) +
k6log(Heff)log(d) + k7diffn + Clutter_Loss
Trong đó:
d = Khoảng cách từ trạm gốc đến trạm di động (km)
Hms = Độ cao của trạm di động so với mặt đất (m).Con số này mang
tính lý thuyết tổng thể với các phân loại clutter khác nhau.
Heff = Độ cao hiệu dụng của anten trạm gốc (m)
diffn = Suy hao nhiễu xạ được tính tốn dựa trên các phương pháp gờ
dao tương đương Epstein Peterson, Deygout hoặc Bullington
k1 & k2 = Hệ số chặn và dốc. Các hệ số này tương ứng với hệ số bù
offset ( dBm) và các hệ số nhân cho các phép đo với khoảng cách xa
giữa các trạm gốc và di động
k3 = Hệ số chiều cao anten di động. Hệ số hiệu chỉnh được sử dụng
trong tính tốn hiệu quả độ cao anten di động
k4 = Hệ số nhân Okumura Hata với Hms
k5 = Hệ số khuếch đại hiệu dụng độ cao anten. Đây là hệ số nhân cho
các phép đo về hiệu quả độ cao anten.
k6 = Log (Heff)Log(d).Đây là hệ số nhân dạng Okumura Hât cho
log(Heff)log(d).
k7 = Độ nhiễu xạ. Đây là hệ số nhân cho việc tính tốn độ nhiễu xạ.
Người sử dụng có thể lựa chọn các phương pháp nhiễu xạ.
Clutter_Loss = Đặc tính hỗn loạn là độ cao và sự cách ly được thực
hiện trong quá trình tính tốn.
Mơ hình truyền lan gồm đầy đủ các đặc tính với các hệ số mà người sử
dụng có thể định nghĩa. Các giá trị gần và xa k1, k2 và các điểm thay đổi được

HUAWEI CONFIDENTIAL

5


PROPAGATION MODEL TUNING FOR ASSET PLANNING TOOL

người sử dụng định nghĩa. Mơ hình cũng kết hợp chặt chẽ các thuật toán với hệ
số suy hao nhiễu xạ và ảnh hưởng độ cao trạm gốc.
2.

Mơ hình thu sóng

2.1

Giới thiệu

Triển khai hệ thống truyền sóng di động, mơ hình truyền sóng là cần
thiết để xác định các đặc tính truyền tải. Dự đốn được u cầu để lập kế
hoạch vùng phủ sóng và phân tích nhiễu cùng với việc tính tốn các cell là cơ
sở cho quá trình lập kế hoạch mạng cấp độ cao.
Các kênh truyền sóng vơ tuyến là các thành phần quan trọng trong hệ
thống truyền tin vô tuyến di động. Mức độ cường độ trường ở các điểm không
chỉ phụ thuộc vào khoảng cách từ các trạm phát mà cịn phụ thuộc vào tần số
truyền sóng, độ cao anten và giao thoa tầm dài, giao thoa tầm ngắn gây ra bởi
phản xạ từ môi trường tự nhiên (địa hình, cây cối) và các mơi trường nhân tạo
(các tịa nhà). Cũng vì các lý do trên, thời tiết và độ ẩm khơng khí cũng có tác
động. Sự khác nhau giữa các trường sóng mạnh nhất và yếu nhất có thẻ đạt tới
10dB.
Vì sự phức tạp của hiện tượng lan truyền và tính tự nhiên thống kê của

các kênh vơ tuyến, các đặc tính kênh tin cậy có thể chỉ được dựa trên các phép
đo xấp xỉ kênh truyền. Vì vậy, các phép đo cường độ trường sóng liên tục
(CW) cần dùng cho việc mơ hình hóa suy hao đường truyền cùng với thiết kế
RF và các mục đích tối ưu hóa.
Xem xét các đặc tính truyền lan, các kết quả của phép đo cường độ
trường CW di động phải được xem xét như các kết quả thống kê.
Để thực hiện phép kiểm thử dưới các điều kiện tốt nhất, lựa chọn các
khu vực quen thuộc dạng clutter, các vị trí máy phát và tuyến đường cùng với
các thiết bị kiểm tra cần được sẵn sàng ở pha chuẩn bị.
Phép đo cường độ trường theo các tuyến đường được ghi lại là các giải
pháp hiệu quả về thời gian và chi phí với việc thiết lập vùng phủ sóng cường
độ trường vô tuyến trên diện rộng với các trạm giám sát vô tuyến. GPS, DGPS hoặc các hệ thống định vị khác nên được tham chiếu trên phương diện
địa lý dọc theo tuyến khảo sát.
Kết quả của phép đo khảo sát CW sau khi được thu thập sẽ được phân
tích và sử dụng để tạo mơ hình truyền sóng tốt nhất sử dụng trong công cụ kế
hoạch Asset.

HUAWEI CONFIDENTIAL

6


PROPAGATION MODEL TUNING FOR ASSET PLANNING TOOL

Xác định clutter cần thu sóng.

Lập kế hoạch các trạm dùng để kiểm tra các
clutter

Site Visit để xem xét mức phù hợp và dễ thực

hiện và tối ưu điện năng. Trạm được chọn nên
thấp hơn độ cao clutter trung bình.

Thực hiện đi theo các tuyến đã định.

Dị tần số để tìm tần số sạch được sử dụng
trong bài tập

Điều khiển các tuyến và thu thập dữ liệu.

Chuyển các dữ liệu thu được tới các dạng phù
hợp với Asset
HUAWEI CONFIDENTIAL

Thực hiện mơ hình dị sóng.

7


PROPAGATION MODEL TUNING FOR ASSET PLANNING TOOL

Hình 2.1:Khái quát quá trình kiểm tra CW
2.2

Các cơng cụ u cầu
• Máy phát kiểm tra
• Anten ngồi trời
• Máy thu
• Đồng hồ đo cơng suất
• Thiết bị định vị tồn cầu GPS

• Cơng cụ lập kế hoạch Asset

2.3

Phép đo CW

2.3.1

Lựa chọn Site và Clutter Selection

Chúng ta lên kế hoạch có 2 mơ hình cho dự án này, Quận trung tâm
thương mại (CBD) và Khu vực thủ đơ (NCR). Mơ hình CBD được sử dụng ở
Makati, Binondo và Ortigas. Mơ hình NCR sử dụng cho các khu vực còn lại.
Trước khi triển khai các điểm kiểm tra CW, ta phải lựa chọn một site thích hợp có
địa hình bao phủ xung quanh nằm trong clutter mong muốn. Trước tiên, để làm
việc này, một đội RF địa phương cần xác định các clutter cần thiết được dò.
Nhiệm vụ này là trách nhiệm của cả Digitel và Huawei.
Các clutter được xác định trên bản đồ số là:
• Vùng nước trong đất liền
• Vùng mở
• Cánh đồng nơng nghiệp
• Rừng
• Làng q
• Khơng gian ngoại ơ
• Cơng viên
• Các khu di tích
• Khu dân cư đơng đúc
• Thành phố
HUAWEI CONFIDENTIAL

8


PROPAGATION MODEL TUNING FOR ASSET PLANNING TOOL

• Thành phố đơng đúc
• Thành phố đơng đúc tăng trưởng nhanh
• Khu cơng nghiệp
• Nhà cao tầng
• Sân bay
Một vài phịng tránh cần được thực hiện khi chọn trạm phát sóng. Đặc biệt
chú ý các vật cản gần trạm phát như các nhà cao tầng, cao ốc hoặc cây lớn. Các
vật này luôn ảnh hưởng đến kết quả đo CW do phản xạ, che khuất hoặc chặn tín
hiệu RF ở điểm thu cuối. Các trạm phát được xem xét có các đặc điểm sau:






2.3.2

Bao quanh clutter
Cách ly các vật cản
Tòa nhà của người được ủy quyền
Độ cao tòa nhà đến độ cao trung bình của tịa nhà
Tính phù hợp khi lắp đặt anten kiểm tra
Các trạm có thể tiếp cận được

Di chuyển trên các tuyến đường kiểm tra

Lập kế hoạch di chuyển trên các tuyến kiểm tra để thu thập dữ liệu trên
một bản đồ trước khi thực hiện chuyến đi thực tế. Điều này sẽ giúp giảm thiểu tối
đa đường đi và thời gian và tạo ra vùng phủ sóng phù hợp trong clutter mong
muốn. Các tuyến dọc theo các tuyến đường, con phố hoặc trên các cây cầu dài
thực sự không được khuyến khích thực hiện vì ta phải thay đổi độ cao anten,
không phù hợp cho việc xác định mô hình lan truyền.
Trong thực tế, các tuyến đường đi kiểm tra được lập kế hoạch ln được
thay đổi vì sự phát triển liên tục của giao thông, rất khác trên thực tế. Vì vậy, ta
ln phải sử dụng các bản đồ mới nhất trong khi lập kế hoạch đường đi. Tuy
nhiên, trong một số trường hợp, các tuyến trước đó nên được sử dụng lại với một
vài thay đổi cần thiết giúp ta dễ dàng di chuyển.
Để thu được bộ thống kê cho dữ liệu đo, ta cần thực hiện một số lượng lớn
các điêm rđo. Bằng cách tăng các điểm đo, giúp ta tăng độ tin cậy và chính xác
của mơ hình lan truyền được sử dụng để thu sóng.
2.3.3

Dữ liệu đo

Như đã đề cập trước đó, ta phải đo rất nhiều các điểm đo để đánh giá thống
kê chính xác. Tăng số lượng điểm đo, tăng độ tin cậy của q trình phủ sóng , tuy
nhiên, bên cạnh các khoảng tin cậy, nó khơng mang lại các cải thiện đang kể nào.
HUAWEI CONFIDENTIAL

9


PROPAGATION MODEL TUNING FOR ASSET PLANNING TOOL

2.3.4 Cấu hình thiết bị

Hình 2.2 Vị trí máy phát CW trong một site

Hình 2.3 Cài đặt thiết bị thu đầu cuối

2.4 Quá trình điều khiển sóng

HUAWEI CONFIDENTIAL

10


PROPAGATION MODEL TUNING FOR ASSET PLANNING TOOL

2.4.1 Quy trình lọc

Fig 2.4 : Sơ đồ lọc
2.4.2 Lọc bằng khoảng cách ngắn nhất
Bất kì điểm nào gần với trạm phát đều bị loại bỏ. Các dữ liệu nằm trong
khoảng bán kính 200-800m đối với trạm phát đều khơng hữu dụng và có thể bị
loại bỏ. Đó là do sự mất tầm nhìn của tín hiệu khi truyền gặp phải các nóc
nhà.Trong bài luyện tập này, tín hiệu test truyền nằm trong khoảng 400m từ trạm
truyền sẽ bị hủy.

HUAWEI CONFIDENTIAL

11


PROPAGATION MODEL TUNING FOR ASSET PLANNING TOOL

2.4.3 Lọc thông qua cấp độ nhận
Thơng thường, tín hiệu cực mạnh hay yếu không thực sự thể hiện các thiệt
hại lộn xộn, do đó, các dữ liệu này có thể bị loại bỏ. Trong bài luyện tập này, sức
mạnh tín hiệu nằm trong khoảng -60dBm tới -108dBm được sử dụng để điều
chỉnh mô hình.
Tất cả các tiến trình lọc được hồn thành thủ cơng thơng qua chương trình
Mapinfo và bảng tính Excel. Khi tiến trình lọc hồn tất, các dữ liệu lọc sẽ được
tải vào công cụ Asset, người dùng kiểm tra lại kết quả thông qua hiển thị dữ liệu
test truyền đã được lọc đối dựa trên sự lộn xộn. Nếu kết quả tốt, dữ liệu sẽ trở
thành đầu vào của quá trình điều chỉnh mơ hình, nếu khơng người dùng cần phải
lọc lại dữ liệu.
2.4.4 Đồ thị so sánh lọc thông qua cấp độ nhận đối với log(khoảng cách)
Khi dữ liệu test truyền đã được lọc bằng độ hỗn loạn, khoảng cách ngắn
nhất và cấp độ nhận, người dùng phải tạo ra đồ thị so sánh cấp độ nhận và Log
( khoảng cách), nhìn hình 2.5
Dựa trên đồ thị này, các điểm phân bố cách xa đối với điểm phân bố trung
bình ( đường màu vàng) sẽ bị loại bỏ. Đó là bởi các điểm đó có thể gây ảnh
hưởng đến tính chính xác của mơ hình truyền do làm tăng các lỗi trung bình. Tuy
nhiên, có một điều quan trọng là loại bỏ các điểm này sẽ gây ra hiệu quả giảm số
lượng dữ liệu, do đó cần yêu cầu phân tích cẩn thận vì một số lượng điểm bị loại
bỏ.
Hình 2.6 hiển thị đồ thị so sánh cấp độ nhận và Log( khoảng cách) sau khi
lọc các điểm cách xa so với đường vàng.

HUAWEI CONFIDENTIAL

12

PROPAGATION MODEL TUNING FOR ASSET PLANNING TOOL

Hình 2.5

Hình 2.6

2.4.5 Quy trình chỉnh

HUAWEI CONFIDENTIAL

13


PROPAGATION MODEL TUNING FOR ASSET PLANNING TOOL

Để cung cấp hình ảnh chính xác cao của mạng, các mơ hình RF phải được
điều chỉnh rất cẩn thận để các lỗi giữa các dữ liệu đo và dữ liệu tính tốn là tối
thiểu. Để kết thúc này, các tiêu chí sau đây phải được quan sát trong q trình
điều chỉnh mơ hình.
 Lỗi trung bình = 0 dB
 Độ lệch chuẩn ≤ 7 dB
• Khi các mơ hình RF được điều chỉnh tới trạng thái chính xác đã nói ở trên,
chúng sẽ được trình bày Digitel để xem xét, phê duyệt tiếp theo.
• Chỉ các mơ hình Chỉ được duyệt sẽ được sử dụng cho quy hoạch của các
cell sites (cả lý thuyết và thực tế).
3. Tổng kết mơ hình lan truyền

HUAWEI CONFIDENTIAL

14

PROPAGATION MODEL TUNING FOR ASSET PLANNING TOOL

Cuối cùng mơ hình lan truyền sản xuất sẽ có thể sử dụng trong cơng cụ
Asset Planning để mơ phỏng chính xác cho mạng.
Mơ hình này sẽ bao gồm các thơng số được đề cập dưới đây:

HUAWEI CONFIDENTIAL

15


PROPAGATION MODEL TUNING FOR ASSET PLANNING TOOL

HUAWEI CONFIDENTIAL

16


PROPAGATION MODEL TUNING FOR ASSET PLANNING TOOL

4. Kết luận
Mơ hình lan truyền chính xác là điều cần thiết cho một cơng cụ lập kế
hoạch để cung cấp mơ phỏng chính xác. Tồn bộ q trình điều chỉnh mơ hình
sẽ cần một hợp tác tốt giữa Digitel và Huawei để đạt được mục tiêu này.

HUAWEI CONFIDENTIAL

17

PROPAGATION MODEL TUNING FOR ASSET PLANNING TOOL

Huawei Technologies Co., Ltd.
April 08, 2005

PROPAGATION MODEL
TUNING FOR ASSET
PLANNING TOOL

HUAWEI CONFIDENTIAL

18


PROPAGATION MODEL TUNING FOR ASSET PLANNING TOOL

TABLE OF CONTENTS
1.Tóm tắt............................................................................................................. 4
1.1Cơng cụ lập kế hoạch tài sản Asset..........................................................................4
1.2Mơ hình truyền lan.....................................................................................................4

2.Mơ hình thu sóng............................................................................................ 6
2.1Giới thiệu...................................................................................................................6
2.2Các cơng cụ u cầu.................................................................................................8
2.3Phép đo CW..............................................................................................................8
2.3.1Lựa chọn Site và Clutter Selection..................................................................................8
2.3.2Di chuyển trên các tuyến đường kiểm tra.......................................................................9
2.3.3Dữ liệu đo.........................................................................................................................9

2.4.1Quy trình lọc....................................................................................................................11
2.4.2Lọc bằng khoảng cách ngắn nhất..................................................................................11
2.4.3Lọc thông qua cấp độ nhận...........................................................................................12
2.4.4Đồ thị so sánh lọc thông qua cấp độ nhận đối với log(khoảng cách)..........................12

3.Executive Summary...................................................................................... 20
3.1Asset Planning Tool.................................................................................................20
3.2Propagation Model..................................................................................................20

4.Model Tuning................................................................................................. 21
4.1Introduction..............................................................................................................21
4.2Tools Requirement...................................................................................................23
4.3CW Measurement....................................................................................................23
4.3.1Site and Clutter Selection..............................................................................................23
4.3.2Drive Test Route.............................................................................................................24
4.3.3Measurement Data.........................................................................................................24
4.3.4Equipment Configuration...............................................................................................25

4.4Tuning Process........................................................................................................26
4.4.1Filtering Procedure.........................................................................................................26
4.4.2Filtering by Minimum Distance.......................................................................................26
4.4.3Filtering Rx Level............................................................................................................27
4.4.4Filtering Rx Level Vs Log (d) Graph..............................................................................27
4.4.5Tuning Procedure...........................................................................................................29

5.Final Propagation Model..............................................................................30
6.Conclusion.................................................................................................... 32

HUAWEI CONFIDENTIAL

19


PROPAGATION MODEL TUNING FOR ASSET PLANNING TOOL

3.

Executive Summary
This document, provided by Huawei Technologies Co., Ltd. to Digitel Mobile Philippines, Inc
for NCR Changeout and Expansion Project, presents the procedure for CW measurement
and propagation model tuning for ASSET planning tool. This document includes the
following:

3.1

4.

Description of the model that is used in Asset Planning Tool.

5.

Procedure for CW measurement and model tuning.

6.

Important and critical steps towards producing a good model.

Asset Planning Tool
HUAWEI makes use of the planning tool ASSET to implement the coverage prediction. In
this planning tool, propagation modeling algorithm is extremely flexible and allows the user

to incorporate a variety of different types of empirical propagation model in frequencies
between 150MHz and 2GHz.

The 'Standard Macrocell' model that HUAWEI will use is based on the ETSI Hata model
with a few additional features that enhance the flexibility and accuracy of the model.
CW measurement function in this tool enable data collection from drive test be imported
into Asset using this tool which can be used to tune a propagation model. The route taken,
the position of the CW mast, the received signal level, signal error and tags can be
displayed on the '2D Map View'.
This tool includes a fully customisable reporting function which compares the CW survey
data to the propagation model in question. Using these statistics the user can then tune a
propagation model.
Propagation models can be created, edited or modified using the 'Propagation Model
Editor'. The 'Propagation Model Editor' enables the user to create several propagation
models and fully customise each model.

3.2

Propagation Model
HUAWEI makes use of the planning tool ASSET to implement the coverage prediction. In
this planning tool, propagation modeling algorithm is extremely flexible and allows the user
to incorporate a variety of different types of empirical propagation model in frequencies
between 150MHz and 2GHz.
The 'Standard Macrocell' model that HUAWEI will use in Constantine is based on the ETSI
Hata model with a few additional features that enhance the flexibility and accuracy of the
model. The general formula used is as follows:
Prx = Ptx - Ploss
Where:
Prx: Received power (dBm)
Ptx: Transmit power (EIRP) (dBm)

Ploss: Path loss (dB)
HUAWEI CONFIDENTIAL

20


PROPAGATION MODEL TUNING FOR ASSET PLANNING TOOL

And:
Ploss = k1 + k2log(d) + k3(Hms) + k4log(Hms) + k5log(Heff) + k6log(Heff)log(d) + k7diffn +
Clutter_Loss
where:
d = Distance from the base station to the mobile station (km)
Hms = Height of the mobile station above ground (m). This figure may be specified either
globally of for individual clutter categories.
Heff = Effective base station antenna height (m)
diffn = Diffraction loss calculated using either Epstein Peterson, Deygout or Bullington
Equivalent knife edge methods
k1 & k2 = Intercept and Slope. These factors correspond to a constant offset (in dBm) and
a multiplying factor for the log of the distance between the base station and mobile.
k3 = Mobile Antenna Height Factor. Correction factor used to take into account the effective
mobile antenna height.
k4 = Okumura Hata multiplying factor for Hms.
k5 = Effective Antenna Height Gain. This is the multiplying factor for the log of the effective
antenna height.
k6 = Log (Heff)Log(d). This is the Okumura Hata type multiplying factor for log(Heff)log(d).
k7 = Diffraction. This is a multiplying factor for diffraction calculations. A choice of diffraction
methods are available to the user.
Clutter_Loss = Clutter specifications such as heights and separation are also taken into
account in the calculation process.

The propagation model is fully customisable with all k-factors user-definable. Near and far
values for k1, k2 and the change-point are user definable. The model also incorporates
algorithms for diffraction loss and effective base station heights.

4.

Model Tuning

4.1

Introduction
Implementing a mobile radio system, wave propagation model is necessary to
determine propagation characteristics. Predictions are required for a proper coverage
planning and for interference analysis as well as for cell calculations, which are the
basis for the high-level network planning processes.
The radio propagation channel is a very critical component for mobile radio
communication systems. The field strength level at a given point depends not only on
the distance from the transmitter, but also on the transmission frequency, the antenna
HUAWEI CONFIDENTIAL

21


PROPAGATION MODEL TUNING FOR ASSET PLANNING TOOL

heights and the long-term and short-term interference caused by reflections of the
natural environment (terrain, vegetation) and the man-made environment (buildings).
Also the season, the weather and the air humidity have an impact. The difference
between the maximum and minimum field strength can reach some tens of decibels.
Due to the complexity of the propagation phenomena and to the statistical nature of the

radio channel, a reliable channel characterisation can only be based on appropriate
channel measurements. Consequently, Continuous Wave (CW) field strength
measurements are needed for path-loss modeling as well as for the RF design and
optimisation purposes.
Considering the propagation characteristics, the results of mobile CW field strength
measurements must be regarded as statistic-like results.
In order to carry out the drive test under best conditions, the choice of the land usage
types (clutter), the area, the transmitter position, the route as well as the equipment
test will be done in the preparation phase.
A field strength measurement along a route with recorded coordinates is the most time
and cost-effective solution for establishing the radio field strength coverage of a large
area for radio surveillance.Identify
GPS, D-GPS
or any
other
clutter that
needs
to bekind of positioning system should
geographically reference the data points
along the survey route.
tuned.
Having performed the CW measurement campaign, the collected measurement, will be
analyzed and used to fine-tune the propagation model currently used by Asset
planning tool.
Plan Sites to be used to test
each clutter.

Site Visits to see suitability and
ease of access and power.
Selected site should be slightly

higher than the average clutter
height (building height)

Plan routes to be driven.

Perform frequency scanning to
find a clean freq. that can be

used in this exercise
Drive the routes and collect the
data.

Convert the collected data to a
valid format for Asset
HUAWEI CONFIDENTIAL

Perform Model Tuning Exercise.

22


PROPAGATION MODEL TUNING FOR ASSET PLANNING TOOL

Figure 2.1: The overview process of CW drive test

4.2

Tools Requirement
•

Test transmitter

•

Outdoor antenna

•

Receiver

•

Power Meter

•

GPS

•

Asset Planning Tool

4.3

CW Measurement

4.3.1

Site and Clutter Selection
We planned to have 2 models for this project, 1 more Central Business District (CBD)

and 1 for National Capital Region (NCR). CBD model will be used for Makati, Binondo
and Ortigas. NCR model will be used for the rest of the area. Before carrying out the CW
drive testing, it is important to select a suitable site where the surrounding terrain is within
the desired clutter. Prior to doing this, the local RF team has to identify the necessary clutter
to be tuned. This task is the responsible for both Digitel and Huawei.
Clutters that are defined in digital map are:

•

Inland water

•

Open

•

Agricultural field

•

Forest

•

Villages

•

Urban open space

•

Parks

•

Residential

•

Dense residential

•

Urban
HUAWEI CONFIDENTIAL

23


PROPAGATION MODEL TUNING FOR ASSET PLANNING TOOL

•

Dense urban

•

Dense urban high rise

•

Industrial

•

Building blocks

•

Airport

Some precaution have to be taken while considering the transmitting site to be chosen.
Particular attention has to be given to obstacles close to the transmitting site, such as high
building, towers or big trees. These objects will always affect the CW measurement result
significantly by causing reflection, shadowing or blocking to the RF signal at the receiving
end. The considerations to identify the transmitting site are:

4.3.2



Surrounding clutter



Isolation from nearby obstacle



Building owner authorization



Building height to the average building height



Suitability for test antenna installation



Accessibility to the site

Drive Test Route
It is always good practice to plan the drive test route for data collection via a map prior to
the actual drive test trip. This will minimize the duplicated route and reduce the time in
driving significantly but yet still produce an adequate coverage of the interested clutters.
The routes along elevated roads, streets or over long bridges are strongly not
recommended since it changes the mobile antenna height, which is not suitable for the
propagation model calibration.
In practice, the planned drive test routes will always be changed due to the latest traffic
developments, which are found to be different in reality. Therefore, it is always a good idea
to use the latest map while doing the route planning. However, in any case, the initial route
should be used with the necessary modifications in order to ease the driving.
In order to obtain a statistical representative set of measurement data, a large number of
measurement data points are necessary. By increasing the number of measurement data
point, it also improves the reliability and accuracy of the propagation model to be tuned.

4.3.3

Measurement Data
As mentioned earlier, it is a must to have as much measurement data points as possible for
a good statistical evaluation. Increasing the number of measured points, improves the
reliability of the averaging process however beyond a certain confidence interval, it does
not return a significant improvement.

HUAWEI CONFIDENTIAL

24


PROPAGATION MODEL TUNING FOR ASSET PLANNING TOOL

4.3.4

Equipment Configuration

Transmitter
Antenna
(omni)

Power Meter
To AC
Source

Transmitter

N-Type Coax cables

Figure 2.2: CW Transmitter set-up on site

External antenna
Car roof
Laptop

Receiver
Connection cable

Connection cable
GPS

Figure 2.3: Receiving end equipment set up.

From car battery

DC to AC inverter

HUAWEI CONFIDENTIAL

25