圖。
【具體實施方式】
[0025]下面結合具體實施例對本發明進行詳細說明。以下實施例將有助于本領域的技術人員進一步理解本發明，但不以任何形式限制本發明。應當指出的是，對本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本發明的保護范圍。
[0026]本發明實施例提供了一種用于LTE系統的分布式并行化系統級仿真方法，包括如下步驟:
[0027]在仿真開始前，用戶通過配置文件或其他預定義的方式，創建eNB與UE之間顯式的雙向連接；同時也通過配置文件或其他預定義的方式，將網絡中的所有節點(eNB和UE)靜態的分配到不同的LP，該過程稱為分區。每個LP就是一個處理單元，不同的LP可以位于相同的服務器，也可以是在不同的服務器。接著在各個LP上創建其分配到的網絡節點(包括eNB和UE)，進行節點初始化，包括參數讀入、位置歸屬選擇、信道生成等工作。在這些并行化的準備結束之后，即可開始在各個節點的應用層生成數據包驅動仿真進行。該配置流程如圖2所不。
[0028]在網絡拓撲的定義中，將網絡中的每個eNB與所有UE顯式的連接在一起，該連接是一個雙向連接，從eNB到UE的連接用于傳遞下行數據包以及控制、調度等信息，從UE到eNB的連接用于傳遞上行數據包以及各種測量反饋信息，該連接方法見圖3所示。
[0029]模塊與模塊之間的連接是通過門(Gate)來實現的。eNB和UE的內部通過一個GateInterface的中間層實現了一對多/多對一的連接，如圖4和圖5所示，其中m和η分別表示eNB和UE的數量。其具體實現過程為:當eNB或UE發送消息時，PHY (物理層)將該消息直接發送給Gatelnterface，而GateInterface負責將該消息復制后分發到η個或m個Gate，最終發送到η個UE或m個eNB的輸入端；當eNB或UE接收消息時，Gatelnterface直接將某一個輸入門收到的消息轉發給PHY，由PHY判斷該消息的來源與類型并做進一步處理。
[0030]eNB與UE間的連接確定后，所有的節點將按照預設的配置分配到不同的LP準備進行各自的仿真，該過程稱為分區。LP內部的消息傳遞是即時的，而LP之間的消息傳遞則會有一定的延遲，從而帶來仿真同步的開銷。考慮到該問題，將網絡中的所有節點分區時，把位置相同或相近的eNB及其所服務的UE劃分到相同的LP，減小LP間的仿真同步開銷，以最大程度節省仿真時間。以圖6中的仿真拓撲為例，每個六邊形蜂窩的中心對應著3個eNB，則將其與其服務的所有UE都劃分到同一 LP。
[0031]然而分區是仿真前就配置完成，而UE歸屬則可能需要在仿真初始化時才能確定。因此根據UE歸屬是否可以預設來區分，分區方法在實現時有以下兩種實施方案:
[0032](I)UE位置和大尺度信道由配置文件導入:這種情況下只需預先計算好UE的歸屬，即可將其與歸屬的eNB劃分到相同的LP中；
[0033](2) UE位置和大尺度信道由仿真器動態生成:這種情況下，不預先配置UE位置，只是將UE依次編號為0，1，2，…，n-1，UE按編號劃分到各個eNB中。設每個eNB服務的UE數為k，則第i個eNB將與編號為k*i，k*i+l，..., k*(i+l)的UE劃分到同一 LP。在UE創建后的初始化過程中，UE的初始位置在以其所預設的服務eNB為圓心，以d為半徑的范圍內隨機生成，d—般設定為小區半徑的2倍。初始位置生成后，計算其與所有eNB的大尺度信道以確定當前歸屬的服務eNB，若該eNB與預設的eNB相同，則將該位置作為其仿真時的地理位置，否則重新隨機生成地理位置，直到其計算得到的服務eNB與預設相同為止。
[0034]本發明將無線信道的管理功能分配到各個節點自行處理，從而使得分布式仿真成為可能。仿真中，每個UE都維護其與所有eNB連接的下行信道，而每個eNB都維護其與所有UE連接的上行信道，這種設定與實際情況一致。以UE維護的下行信道生成為例，在初始化確定UE位置后，UE向所有eNB發送信道計算請求，eNB將自己的位置、天線配置、發送功率等信息發送給UE，UE根據這些信息依次計算其大尺度和小尺度信道參數，以備仿真時的信道調用。UE和eNB的交互過程如圖7所示。
[0035]以上對本發明的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本發明并不局限于上述特定實施方式，本領域技術人員可以在權利要求的范圍內做出各種變形或修改，這并不影響本發明的實質內容。
【主權項】
1.一種用于LTE系統的分布式并行化系統級仿真方法，其特征在于，包括如下步驟: 51、定義網絡拓撲，將網絡中的每個eNB通過一個GateInterface的中間層與所有UE顯式的連接在一起，建立雙向連接，從eNB到UE的連接用于傳遞下行數據包以及控制、調度等信息，從UE到eNB的連接用于傳遞上行數據包以及各種測量反饋信息； 52、將網絡中的所有節點分配到不同的LP，把位置相同或相近的eNB及其所服務的UE劃分到相同的LP ； 53、進行節點初始化，包括參數讀入、位置歸屬選擇、信道生成等工作； 54、初始化結束后，即可開始在各個節點的應用層生成數據包驅動仿真進行。
2.根據權利要求1所述的一種用于LTE系統的分布式并行化系統級仿真方法，其特征在于，所述步驟S3中的位置歸屬具體為當UE位置和大尺度信道由配置文件導入時，只需預先計算好UE的歸屬，即可將其與歸屬的eNB劃分到相同的LP中，當UE地理位置需要隨機生成的情況時，需預先設定UE的歸屬并重復撒點確定UE位置，直至該位置的eNB歸屬與預設一致為止。
3.根據權利要求1所述的一種用于LTE系統的分布式并行化系統級仿真方法，其特征在于，所述步驟S3中信道生成步驟為:在初始化確定UE位置后，UE向所有eNB發送信道計算請求，eNB將自己的位置、天線配置、發送功率等信息發送給UE，UE根據這些信息依次完成大尺度、小尺度信道的計算。
【專利摘要】本發明公開了一種用于LTE系統的分布式并行化系統級仿真方法，通過顯式指定eNB、UE間的連接，并在每個節點獨立維護該節點的無線信道，實現了LTE系統的分布式并行化仿真，為LTE系統大規模高復雜度的網絡仿真提供了可能；將地理位置相同或相近的eNB及其所服務的UE劃分到相同的LP，以最大程度降低仿真同步開銷，有效提升分布式并行化仿真速度，可與底層的通用通信接口(如MPI)結合，實現服務器集群的分布式仿真。
【IPC分類】H04W16-22
【公開號】CN104602254
【申請號】CN201510014448
【發明人】夏斌, 張朝賢, 楊晨晨, 張書天
【申請人】上海交通大學
【公開日】2015年5月6日
【申請日】2015年1月12日