[发明专利]面向宽带卫星通信系统的用户接入模拟系统及方法

说明书

本发明提供了一种面向宽带卫星通信系统的用户接入模拟系统及方法，包括：所述用户接入模拟系统采用GPU结合CPU的架构，其中：用户接入模拟系统采用CPU进行用户接入模拟任务的控制与分配，包括用户定义、信号参数生成与读取；用户接入模拟系统采用GPU以用户为单位，并行完成多个独立用户的接入信号生成；用户接入模拟系统采用GPU构建用户控制算法和数字信号生成算法的运行环境，以保证用户接入模拟的实时性。

技术领域

本发明涉及通信卫星技术领域，特别涉及一种面向宽带卫星通信系统的用户接入模拟系统及方法。

背景技术

低轨宽带卫星通信系统是一类庞大、复杂的网络系统，且建设成本高、建设周期长，为了降低此类系统建设的风险，可通过在地面建设一套地面试验验证系统，对关键技术进行验证、对系统能力和指标进行测试、对异常问题进行复现与排查等，大大提高系统的可靠性，可以对实际系统的建设与运行提供可靠、有效支撑。低轨宽带卫星通信系统的主要功能是为全球大量用户提供高速的通信服务，因此，如何模拟广域覆盖用户的接入行为是开展全系统试验验证的关键环节。通过开展用户通信接入仿真，可以有效支持验证协议正确性、接口匹配性以及时延、吞吐量、网络负载等关键服务性能指标。

在大规模用户随机接入仿真中，通常利用FPGA、DSP等硬件设计一批测试终端，统一控制，来模拟真实系统的大量用户终端接入行为，此类测试终端与真实终端的状态具有较高的一致性，可同时产生大量接入信号，且信号处理的实时性较好，仿真效果与实际效果较为贴近，但该方式系统复杂、成本较高，可扩展能力差。此外，也有部分仿真系统开展用户接入仿真时，采用软硬结合的方式，采用少量硬件测试终端模拟用户接入，对信号调制解调等物理过程进行验证，而大规模用户接入的测试利用软件仿真实现，侧重于协议层验证，该方式与系统的实际场景存在一定差异。

发明内容

本发明的目的在于提供一种面向宽带卫星通信系统的用户接入模拟系统及方法，以解决现有的大规模用户随机接入仿真系统复杂、成本较高，可扩展能力差或仿真精度不高的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种面向宽带卫星通信系统的用户接入模拟系统，包括：

所述用户接入模拟系统采用GPU结合CPU的架构，其中：

用户接入模拟系统采用CPU进行用户接入模拟任务的控制与分配，包括用户定义、信号参数生成与读取；

用户接入模拟系统采用GPU以用户为单位，并行完成多个独立用户的接入信号生成；

用户接入模拟系统采用GPU构建用户控制算法和数字信号生成算法的运行环境，以保证用户接入模拟的实时性。

可选的，在所述的面向宽带卫星通信系统的用户接入模拟系统中，所述用户接入模拟系统包括用户模式控制模块及数字信号生成模块，其中：

所述用户模式控制模块根据模拟场景配任务参数，所述任务参数包括用户数量、用户类型、用户比例、分布区域、分布方式及用户流量，每项任务参数均提供至系统内置模型；

所述用户模式控制模块进行用户位置和用户接入行为的模拟，其中，根据需求设定用户数量和用户位置，用户的接入分为随机接入模式及定时循环接入模式；

所述数字信号生成模块根据用户模式控制模块生成的用户数量、用户的特征识别码及用户信号产生的时序，通过GPU并行线程的方式生成数字基带信号，以保证多用户数字信号生成的实时性。

可选的，在所述的面向宽带卫星通信系统的用户接入模拟系统中，所述用户接入模拟系统还包括接口通信模块，其中：

所述接口通信模块通过光纤与其他分系统进行通信，所述其他分系统包括环境信道模拟系统、通信卫星模拟系统、运行模拟系统、效能评估系统、地面运控模拟系统及地面测控模拟系统。