无线通信的系统级仿真Part-1

春庭花前月

已于 2022-06-07 10:12:23 修改

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文章标签：网络

于 2022-06-07 10:09:18 首次发布

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/gaoyichuan5500/article/details/124979382

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本文介绍了无线通信的系统级仿真，重点讲解了系统级仿真的流程，包括服务小区初始化、用户播撒、无线衰落信道建模、链路级与系统级接口实现以及Alpha调制因子的优化。系统级仿真对于评估移动通信网络性能至关重要，通过仿真可以获取整体吞吐量、用户性能参数等。文章还探讨了不同场景下的信道模型和信噪比映射方法，并提出了优化调制因子的方法。

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1.概述

由于移动通信网络的结构比较复杂，很难通过一个简单抽象的数学模型来描述，所以一般情况下，大部分研究者会借助仿真来评估技术或网络的性能，仿真手段主要分为链路级仿真（Link-level Simulink）与系统级仿真（System-level Simulink）两大类。

链路级仿真：主要考虑一对一传输时的物理层链路性能，评价指标主要为误码率(Bit Error Rate, BER)、误块率(BLock Error Rate, BLER)等；
系统级仿真：评估移动通信网络的整体性能，在一个类似于实际环境的网络中，输入发射功率、移动速度、噪声系数等基本配置，得到如系统的整体吞吐量、用户的一些应用层面的性能参数等。系统级仿真更多的关注于系统的整体性能，而对物理层的技术并不太重视。系统级仿真包括：资源调度过程、功率控制过程、自适应MCS选择过程、以及其他MAC层操作。

系统级仿真需要消耗的计算量十分巨大，系统级仿真首先获取每一时刻每一基站与每一用户间的信道信息，然后对发送的基站信号进行自适应调整，对其中一条传输链路在进行链路仿真。若我们能够利用系统仿真中获取的信道信息及相关参数从而直接得到链路仿真的结果，将简化仿真时间和计算量，因此我们需要一个链路仿真与系统仿真之间的接口。

2.系统级仿真的流程

系统的仿真流程如图1所示。仿真开始后，系统首先根据预定仿真参数，对拓扑小区及仿真环境进行初始化生成。为了保障仿真结果的可靠性，系统用户进行多次播散，确定用户的位置；当仿真进行多次循环阶段，用户独立进行信道反馈至基站进行业务功能模块的处理，包括调度和资源分配等；之后是链路级到系统级仿真接口的映射、自适应编码调制及相应的仿真结果统计。