WinProp — комплекс программ для всестороннего решения задач в , связанных с планированием беспроводных сетей и исследованиями распространения радиоволн в различных условиях. Широкая применимость пакета позволяет использовать его для анализа систем как наземной, так и для спутниковой связи, а также проводить моделирование с учётом различных сценариев размещения оборудования – от работы в помещениях и в условиях городской застройки до пересечённой местности. Инновационные модели распространения радиоволн, реализованные в WinProp, обеспечивают сочетание высокой точности результатов и малых временных затрат на вычисления.
WinProp состоит из следующих программных пакетов
ProMan
основа комплекса, которая предназначена для планирования и оценки характеристик беспроводных сетей и содержит ряд моделей распространения радиоволн и специализированных вычислительных модулей
CoMan
программа для анализа связности сенсорных и ячеистых сетей (mesh)
WallMan
графический редактор для векторных баз данных строений
AMan
графический редактор для задания параметров антенн
TuMan
графический редактор для пространства туннелей и стадионов
CompoMan
редактор характеристик компонентов, используемых в составе беспроводных сетей для работы в помещениях, туннелях и на стадионах
Основные особенности WinProp
- Инновационные эмпирические и квазиоптические (лучевые) модели распространения радиоволн, обеспечивающие высокую скорость вычислений в сочетании с точностью результатов;
- Широкие возможности по выбору сценариев построения и особенностей применения радиосети, включая гибридные и кросс-сценарные модели, а также поддерживаемых форматов картографической информации.
- Модули планирования беспроводных сетей поддерживают все основные стандарты (например, сотовые сети, включая LTE и 5G, W-LAN и т.д.)
- Гибкость WinProp API позволяет интегрировать модели распространения радиоволн и средства планирования беспроводных сетей в разрабатываемое программное обеспечение.
Типовые сценарии и применения
Модели распространения радиоволн WinProp позволяют работать с рядом сценариев работы беспроводной сети:
- Сельская местность и местность без застройки
- Города и пригодные районы
- Сети внутри помещений и в комплексах зданий
- Туннели и метро
- Связь транспортных средств и системы с изменением параметров во времени
- Линии спутниковой связи (LEO, GEO)
Помимо этого, WinProp поддерживает различные передатчики, включая базовые станции сотовой связи, точки радиовещания, спутники, повторители, и также линии передачи с вытекающей волной.
Базы данных
В зависимости от сценария, аналитические прогнозы основываются на различных базах данных: топографических (растровых), клаттерных (растровых с указанием высот и просветов, а также без них), городской застройки (растровых или векторных), поверхностных 3D-объектов/стен (векторных). Возможно одновременное использование различных баз данные в одной модели с автоматическим объединением информации. Графические редакторы, CAD-инструменты, а также различные конвертеры доступны для всех видов баз данных.
Модели распространения радиоволн
Вычислительные модули WinProp включают эмпирические и полуэмпирические модели распространения радиоволн (возможна калибровка по результатам измерений), модели с квазиоптической трассировкой лучей в 3D, а также уникальную модель основного пути распространения (Dominant Path Model – DPM). Помимо прогнозирования потерь на трассе распространения, можно вычислить задержку и угловое расхождение, а также оценить зону прямой/непрямой видимости (LOS/NLOS), импульсную характеристику канала, а также пути многолучевого распространения сигнала.
API и вычислительные модули WinProp
Программный интерфейс приложения (API) WinProp доступен как для моделей распространения радиоволн, так и для модулей планирования беспроводных сетей. Простая система обращений API позволяет пользователям интегрировать модели и программные модули WinProp в разрабатываемое ими стороннее программное обеспечение.
Анализ систем беспроводной связи
В WinProp встроена поддержка ряда типов радиосетей (вещательные сети, сотовая связь, информационные сети, интернет вещей и т.д.).
Сети вещания
Сотовая связь (2.5G, 3G, LTE)
5G
WiFi
MESH-сети и сенсорные сети (интернет вещей. IoT)
ЭМС и нормы INCIRP
В дополнение, пользователь имеет возможность управлять настройками радиоинтерфейса для удовлетворения требований при решении частных задач. Помимо планирования беспроводных сетей, в WinProp можно также проанализировать выполнение норм электромагнитной совместимости (EMC) и соответствие требованиям Международной комиссии по защите от неионизирующих излучений (INCIRP).
Вычисления и моделирование
В WinProp предоставляет возможности проведения статистического анализа, анализа Монте-Карло, а также динамического моделирования сети. WinProp позволяет не только планировать покрытие и пропускную способность радиосети, но и посредством моделирования оценивать такие параметры как качество работы алгоритмов, задержки и т.д. Пользователь может задать трафик (зависящий от местоположения) для сервисов с коммутацией каналов и пакетов (включая статистические распределения, мобильность и прочее).
Покрытие
В WinProp можно задавать режимы передачи (полоса пропускания, тип модуляции/кодирования, скорость передачи, целевое соотношение сигнал-шум, порог различимости сигнала, мощность передатчика и т.д.), и карты покрытия (назначение соты, качество канала связи, мощность на приём и передачу, отношение сигнал-шум и т.д.) пересчитываются отдельно для каждого режима. Максимальный уровень мощности на приёмнике, равно как и максимально достижимая скорость передачи данных, прогнозируются для каждой координатной точки в зоне покрытия.
Пропускная способность
WinProp вычисляет ёмкость (пропускную способность, максимальную скорость передачи данных, задержки пакетов, гарантированное качество обслуживания и т.д.) различных радиоканалов и сот сети на основе данных о покрытии и предполагаемой рабочей нагрузке.
Ограничения пропускной способности и перегруженные сот можно легко определить, а сеть может быть оптимизирована для обеспечения как высокой ёмкости, так и пропускной способности. Возможности увеличения ёмкости за счёт MIMO и/или диаграммообразования можно проанализировать в WinProp с использованием передовых моделей распространения. Также можно задавать произвольные конфигурации антенн (линейные, круговые и пр.), а их влияние на характеристики радиоканала, определяемое при анализе распространения радиоволн, учитывается при планировании беспроводной сети.
Взаимодействие WinProp и Altair Feko™
Электродинамическое моделирование может использоваться как для проектирования антенн, так и для вычисления характеристик излучения в виде трёхмерных диаграмм направленности (3D ДН). Для этих задач могут использоваться различные модули численного анализа, входящие в FEKO. Результирующие 3D ДН антенны служат для описания её характеристик излучения в дальней зоне и могут использоваться при анализе радиоканала в моделях распространения радиоволн в WinProp.
Существует специализированный интерфейс для импорта и обработки 3D ДН из Altair FEKO в WinProp. Для ускорения вычислений, сложные объекты (например, транспортные средства) могут быть заменены диаграммой обратного рассеяния (бистатической ЭПР), рассчитанной в FEKO.