[发明专利]一种大规模复杂无线通信系统的仿真方法和系统

说明书

本发明公开了一种大规模复杂无线通信系统的仿真方法，该方法包括：客户端读取仿真配置参数，确定并行工作的各个CPU的功能类型并创建对应的仿真任务，通过任务管理器向并行工作的各个CPU下发仿真任务；并行工作的CPU接收任务管理器下发的仿真任务，根据客户端配置的功能类型与其他CPU进行数据交互和同步操作，运行仿真代码。本发明能够解决大规模复杂无线通信系统仿真过程中面临的内存压力、计算压力，并为仿真平台提供灵活性、扩展性好的并行架构。

技术领域

本发明涉及无线通信、高性能计算应用领域，尤其涉及的是一种大规模复杂无线通信系统的仿真方法和系统。

背景技术

随着社会发展，新的应用和需求不断出现，如物联网、公共安全、突发事件等方面的需求，随之而来的是对无线通信技术提出更高的要求，主要体现在：更高的速率、更低的时延、更加可靠的网络覆盖、满足热点区域业务要求以及移动条件下仍能提供优质服务。

为了满足这些要求，一系列技术被提出：更高的频段、更大的带宽、天线增强技术、大规模天线阵列以提高速率；采用中继技术以保障小区边缘的覆盖和提升系统容量；针对移动场景，提出移动网络场景，包括移动中继(Relay)、游牧节点；为了满足物联网发展要求，实施MTC(Machine Type Communication，机器类型通信)技术，提出了大规模机器通信(Massive Machine Communication，MMC)的研究方向；针对公共安全需求和增强覆盖需求，实施终端直通技术(Device 2Device，D2D)；针对未来80％-90％的系统吞吐量来自室内和热点场景，提出密集小区布网方案和256QAM高阶调制技术；为解决密集组网引起的小区间干扰和频繁切换问题，提出宏微小区双链接、垂直波束赋形、虚拟小区、无线回传、MM(Massive MIMO，大规模多输入多输出)和笔形波束赋形等；为了节约能源，提出了小区快速开关和小区发现技术。

上述技术的引入，导致无线网络有如下发展趋势：网络规模越来越大，且网络规模根据业务变化而动态改变；网络结构越来越复杂，主要体现在多制式多频点共存和互操作、多种覆盖模式共存，拓扑结构复杂，不规则网络，且随终端、机器、移动Relay(中继)、游牧节点的移动而动态变化；网络节点种类越来越多，由此产生多种无线链路共存和多种业务需求共存，网络节点之间的协作越来越频繁；多种物理层处理技术将被引入；更多天线相关技术的引入，必然需要对无线信道进行精确建模，如采用射线追踪技术和3D信道、3D场景建模技术。

传统的单核/单机仿真平台已经无法完成对上述技术的仿真和评估，主要体现在无法提供足够的内存支持大规模场景仿真，无法保存仿真过程中产生的大量信道等数据；无法提供高速的计算速率以支持对大量复杂的物理层处理、大规模天线阵列建模和大量高层逻辑处理；无法提供灵活的架构以支持多制式共存、多模覆盖、多业务共存等的仿真；无法提供较好的可扩展结构以支持协议的演进，随着协议的演进，对不同类型网络节点的添加和删除可能导致将仿真平台推倒重来。单核目前用于在64天线超大规模天线阵列技术和射线追踪仿真中，运行速度极慢，需要几天才能完成一个仿真；在精确信道建模的射线追踪技术仿真中内存达到100G，且运算速度非常慢，更不用提对后续5G技术的仿真。

仿真技术的滞后必将严重阻碍5G标准的研究和推进，因此，需要研究适用于大规模复杂无线通信系统性能指标的新的仿真方法和平台。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种大规模复杂无线通信系统的仿真方法和系统，能够解决大规模复杂无线通信系统仿真过程中面临的内存压力、计算压力，并为仿真平台提供灵活性、扩展性好的并行架构。

本发明提供了一种大规模复杂无线通信系统的仿真方法，该方法包括：

客户端读取仿真配置参数，确定并行工作的各个CPU的功能类型并创建对应的仿真任务，通过任务管理器向并行工作的各个CPU下发仿真任务；

并行工作的CPU接收任务管理器下发的仿真任务，根据客户端配置的功能类型与其他CPU进行数据交互和同步操作，运行仿真代码。