CN101237395A - 宽带移动通信网络性能的分层动态仿真实现方法 - Google Patents
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Abstract
一种宽带移动通信系统网络性能的分层动态仿真实现方法，由三个步骤构成：(1)系统参数配置初始化阶段，(2)移动核心网仿真阶段，(3)移动接入网仿真阶段。在这三个步骤中，分层离散事件驱动模块，通过消息与其它模块交互，进行消息的分层传递与处理，该模块实时、高效驱动各软件模块进行动态仿真，且使得各模块的每次使用产生有意义的结果，引发系统状态的变化，导致仿真数据的更新。分层动态仿真系统软件是由分层离散事件驱动模块、和归类为用户模块、基站模块、网关模块和系统模块的二十个软件功能模块组成。这些功能模块能够精确建模宽带移动通信实际系统的动态性能，真实地离线仿真实际网络的运营细节。本发明采用分层离散事件驱动机制调用相应的功能模块对消息进行传递和处理，以促进用户、基站、网关的数据更新，完成整个系统的分层动态仿真，仿真结果比较精确，能反映实际系统的各种动态性能，且在提高仿真速度上有多方面优化，能够在PC机上快速运行。本发明对宽带移动通信系统的无线资源管理、网络规划和优化有现实的指导意义，应用前景好。
Description
技术领域
本发明涉及一种宽带移动通信系统网络性能的分层动态仿真实现方法，属于无线通信系统网络层的仿真技术领域。
背景技术
在3GPP TSG RAN1#26次大会上，首次提出了“Evolved UTRA and UTRAN”的研究计划，其目的是研究UMTS无线接入技术和无线接入网络的长期演进和发展，即所谓的长期演进(LTE)计划。
3GPP标准组织认为，随着HSDPA和HSUPA技术的成熟和标准的规范，UMTS无线技术在未来若干年仍然具有非常强的竞争力。但为了确保UMTS无线接入技术在更长时间内的竞争力，比如保持五年之后的技术先进性，以及应对其它技术的竞争和挑战，有必要开展LTE研究计划，把握无线接入与网络技术的前沿方向。
LTE系统研究的主要目标包括：
(1)缩减业务处理时延；
(2)为用户提供更高的业务速率；
(3)提高系统的容量和覆盖；
(4)降低运营商的运营成本。
为了达到上述目的，最重要的是采用更加高效优质的OoS网络控制机制，因此空中接口技术和无线网络结构都要逐步演进，即UTRA要演变为EUTRA，UTRAN要演变为EUTRAN。这种演进体现在高速率和灵活性两个方面。
为了评估LTE网络的性能，我们需要采用系统级仿真方法。一般的，系统级仿真包括静态网络仿真和动态网络仿真两种方法。静态网络仿真主要采用Monte Carlo仿真方法，能够较好的评估蜂窝网络的平均性能指标。而动态网络仿真采用事件驱动机制，能够较好的评估蜂窝网络的瞬时性能指标。
对于LTE这种复杂动态网络，包括移动接入网和核心网两方面的性能。为了能够详细准确的评估LTE这种宽带移动通信网络的业务特性、网络行为，我们需要采用分层离散事件驱动机制，对LTE进行分层动态网络仿真。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种宽带移动通信系统网络性能的动态分层仿真实现方法，本发明设置了多种软件功能模块建模宽带移动通信系统的各项动态性能，能够真实地离线仿真实际网络的运营情况，并给出比较精确的仿真结果；且针对传统动态仿真方法速度慢的缺点，在仿真方法上进行多方面优化和改进，使得利用本发明开发的仿真软件可以在PC机上快速运行。
为了达到上述目的，本发明提供了一种宽带移动通信网络性能的分层动态仿真的实现方法，其特征在于：该方法涉及到二十个模块，由三个步骤构成：(1)系统参数配置初始化阶段，(2)移动核心网仿真阶段，(3)移动接入网仿真阶段。在这三个步骤中，分层离散事件驱动模块，通过消息与其它模块交互，进行消息的分层传递与处理，该模块实时、高效驱动各软件模块进行动态仿真，且使得各模块的每次使用产生有意义的结果，引发系统状态的变化，导致仿真数据的更新，其具体的处理步骤如下：
(1)系统参数配置初始化阶段：通过宽带移动通信系统参数接口模块，分层离散事件驱动模块获得了宽带移动通信系统的特征参数，包括但不限于数据带宽、接入方式、子载波数目、天线配置数目，作为分层动态仿真的系统参数；
(2)移动接入网动态仿真阶段：该层仿真主要实现移动接入网部分的网络功能，包括运动和位置更新、呼叫接纳控制、自适应调制编码、信干比精确计算、数据包调度、功率控制与分配、切换、信干比估算、HARQ、查误帧率表、移动接入网数据统计、信道模型模块，分层离散事件驱动模块与这些模块进行消息交互，驱动它们按照预先确定的离散事件处理流程，进行移动接入网部分的动态仿真；
(3)移动核心网动态仿真阶段：该层仿真主要实现移动核心网部分的网络功能，包括数据包产生、数据包呼叫、TCP包映射、TCP拥塞控制、IP包呼叫、移动核心网数据统计模块，分层离散事件驱动模块与这些模块进行消息交互，驱动它们按照预先确定的离散事件处理流程，进行移动核心网部分的动态仿真。
为了达到上述目的，本发明提供了一种宽带移动通信网络性能的分层动态仿真的实现方法，其特征在于所述分层动态仿真系统软件包括下述二十个软件功能模块：
宽带移动通信系统参数接口模块，用于配置宽带移动通信系统的各种特征参数和动态仿真初始化参数：设置的特征参数包括但不限于数据带宽、接入方式、子载波数目、天线配置数目，初始化参数包括但不限于切换门限、TCP拥塞窗、时间频率资源、运动模型类型、用户和基站的最大、最小发射功率、仿真用户数；
数据包呼叫模块，用于建模多种业务的发起呼叫过程，至少包括语音业务、ftp业务、www业务、email业务、视频流业务、音频流业务的呼叫发起流程，以便使不同用户发起不同的业务呼叫；
数据包产生模块，用于建模多种业务的数据多样性，至少包括语音业务、ftp业务、www业务、email业务、视频流业务、音频流业务的数据包产生流程，以便使不同用户承载相应的不同业务；
TCP包映射模块，用于建模业务数据包到TCP包的映射过程，至少包括业务数据包到TCP包的数据分割过程；
TCP拥塞控制模块，用于实现TCP层的数据包拥塞控制算法，至少包括拥塞避免和慢启动机制来进行TCP拥塞控制；
IP包呼叫模块，用于实现TCP包到媒体接入控制MAC数据包的映射和呼叫过程，至少包括TCP包到IP包的数据分割过程，IP包到MAC包的数据分割过程以及MAC包发起呼叫的过程；
移动核心网数据统计模块，该模块用于在动态仿真中统计移动核心网的性能数据；
运动和位置更新模块，用于建模用户的多样性，可至少设置具有不同运动速度和运动方式的室内用户、步行用户、车载用户，并按所述运动速度和运动方式确定某个用户在下一时刻所在位置；
呼叫接纳控制模块，用于控制用户的接入数量和接入带宽，以便在保证用户的服务质量QoS和系统容量之间取得良好的平衡和折中；
自适应调制编码模块，用于实现用户链路调制和编码模式的自适应调整，以便根据链路质量，动态调整用户的数据速率，提高链路数据吞吐率；
信干比精确计算模块，用于计算用户通信链路的精确信干比，为评估用户业务的QoS提高参考；
数据包调度模块，用于针对语音业务和多种数据业务的不同QoS要求，实时调整不同时间、频率资源段被接纳用户数据包的传送速率，以增加系统的吞吐量；
功率控制/分配模块，用于动态调整和分配用户的发射功率，以便在满足用户信干比的基础上尽量减少对他人的干扰，对于上行链路采用功率控制算法，对于下行链路采用功率分配算法；
切换模块，负责对用户穿梭于不同小区之间的通信链路在不同基站之间进行转移，以及采用切换功能，使得用户位于小区边缘也能保证服务质量QoS；
信干比估算模块，用于实现用户通信链路的信干比估计，为用户业务的调度提高链路质量参考；
HARQ模块，用于实现用户数据的混合自动反馈重传机制，至少包括N停止等待的HARQ算法，从而提高链路数据吞吐率；
信道模型模块，用于建模用户信道的多样性，至少设置不同用户信道的大尺度、小尺度以及阴影不同衰落的数值大小；
查误帧率表模块，用于根据精确计算的信干比查找用户业务的误帧率表，从而判断是否达到用户业务的QoS要求；
移动接入网数据统计模块，该模块用于在动态仿真中统计移动接入网的性能数据；
分层离散事件驱动模块，该模块通过消息与上述各模块交互，进行消息的分层传递与处理，并将在处理过程中产生的新消息，根据该新消息所标识事件发生的时间点插入消息列表，来模拟整个系统的运行；即该模块实时、高效驱动各软件模块进行动态仿真，且使得各模块的每次使用产生有意义的结果，引发系统状态的变化，导致仿真数据的更新。
为了达到上述目的，本发明提供了一种宽带移动通信网络性能的分层动态仿真方法，其特征在于：所述软件功能模块中，除离散事件驱动模块以外的十九个模块是根据宽带移动通信的实际系统抽象得到的，在动态仿真时，可分为下述四种类型进行组织和封装：
用户模块：包括数据包呼叫模块、数据包产生模块、运动和位置更新模块、TCP包映射模块、TCP拥塞控制模块、IP包呼叫模块，用于设置和操作某个用户的相关数据；
基站模块：包括呼叫接纳控制模块、信干比估算模块、信干比精确计算模块、数据包调度模块、自适应调制编码模块、查误帧率表模块、切换模块、HARQ模块、信道模型模块，用于设置和操作某个基站的相关数据；
网关模块：包括数据包呼叫模块、数据包产生模块、TCP包映射模块、TCP拥塞控制模块、IP包呼叫模块，用于设置和操作某个业务网关的相关数据；
系统模块：包括宽带移动通信系统参数接口模块、功率控制/分配模块、移动接入网数据统计模块、移动核心网数据统计模块，用于设置和操作所有用户和全部基站的数据。
为了达到上述目的，本发明提供了一种宽带移动通信网络性能的分层动态仿真的实现方法，其特征在于：采用分层离散事件驱动模块对消息进行传递和处理，即在每个仿真时间点，查询消息和对该消息所标识的事件进行处理，并将处理过程中可能产生的新事件所对应的消息按照其时间发生点插入消息列表；这样，随着事件的处理和时间的推移，调用各个功能模块，从而改变用户、基站、网关以及系统的数据，而标识系统状态变化的这些数据，正是系统建模所需求的仿真数据，这样就完成整个系统的分层动态仿真；包括下述五个步骤：
(1)设置宽带移动通信系统的各种特征参数和动态仿真初始化参数：设置的特征参数包括但不限于数据带宽、接入方式、子载波数目、天线配置数目，初始化参数包括但不限于切换门限、TCP拥塞窗、时间频率资源、运动模型类型、用户和基站的最大、最小发射功率、仿真用户数；
(2)预生成仿真所需数据：先设定仿真区域，并将仿真区域划分为小方格，计算并存储每个方格中心到各基站的路径损耗或增益，备用于功率控制/分配的优化；再根据仿真区域特点，进行Wrap映射，产生虚拟小区与实际小区的卷绕Wrap对应表，以便在用户离开仿真区域时，以不影响仿真系统性能为基础和按照对称原则，使用户重新出现在对应的仿真区域；以及用户处于边缘小区时，用干扰Wrap技术消除边缘效应；然后根据网络层仿真需要选择信道类型，进行链路层仿真，并将仿真结果曲线封装存储和设置链路层仿真结果接口；
(3)设置和初始化消息列表：生成和初始化消息列表，并按照呼叫发起的随机过程产生用户的首次数据包呼叫事件，生成标识该事件的消息，并插入消息列表；产生用户的首批位置更新事件，并将对应的消息插入消息列表；
(4)执行分层离散事件驱动的动态仿真：处理非周期性事件和/或周期性事件；
(5)输出仿真结果，结束分层离散事件驱动的动态仿真。
所述步骤(4)进一步包括下列操作内容：
(41)查询消息列表，搜索当前时间点的消息，形成当前时间点临时消息列表；
(42)判断当前时间点的临时消息列表是否为空？如果不为空，顺序执行后续步骤；否则，跳转执行步骤(49)；
(43)获取下一条消息；
(44)对消息进行分析，根据消息类型确定对应事件的处理层次，判断发生该事件的用户、基站、网关；
(45)根据事件类型和与该事件相关的用户、基站、网关的解析结果，分别调用用户、基站、网关的对应模块对该消息所标识事件进行处理，处理不同模块产生的事件要遵循预先确定的先后顺序，以维持仿真系统的因果性，确保仿真结果正确；处理事件时，先根据事件类型和事件对应的层次，确定要对该事件进行的操作，再根据与该事件相关的用户、基站或者网关，确定操作需要更新的系统数据位置；在进行系统数据更新时，要充分利用当前的系统数据，根据事件类型确定操作，对当前的系统数据进行运算、变换，并将得到的结果存储于相应位置，从而实现相应系统数据的更新，并以更新的系统数据作为步骤(47)的判断依据；
(46)事件处理完毕，删除该消息，防止在后续仿真时间点，对该消息的误处理，导致仿真结果错误；也防止过期的消息导致消息列表的查询速度减慢；
(47)判断是否产生新消息，如果产生新消息，顺序执行后续步骤；否则，跳回执行步骤(42)；
(48)新消息是由新事件所产生，根据该新事件将会发生的仿真时间点，将新消息插入消息列表后，返回执行步骤(42)，继续进行系统的仿真；
(49)处理周期性事件，即对某些在设定周期的时间点上必然发生、不用消息进行标识的事件进行处理，以省略消息交互操作，提高处理速度；处理不同模块产生的周期性事件时，也要遵循预先给定的模块先后执行顺序，以维持仿真系统的因果性，确保仿真结果正确；所述周期性事件至少包括信干比估算模块、数据包调度模块、自适应调制编码模块、信干比精确计算模块、HARQ模块、功率控制/分配模块和切换模块的部分事件，且在各个不同的宽带移动通信系统中，周期性事件各有所不同，要对其作具体定义；其中，在执行信干比估算模块、信干比精确计算模块、功率控制模块和切换模块事件时，需要调用信道模型模块和使用干扰wrap技术来计算干扰；批生成位置更新事件时需使用运动wrap技术；
(410)判断是否到达设定的仿真的实际系统运营时间，如果没有到达，则返回执行步骤(41)；否则，执行步骤(5)。
所述事件是能够引发系统状态改变的操作或活动，所述消息是事件参数的载体，用于标识某种类型事件的发生，并携带该事件需要的入口参数；所述事件与消息一一对应。
在离散事件仿真系统中，事件分为两种：按照设定周期发生、并预知发生仿真时间点的周期性事件和随机发生、无法预知事件发生时间点的非周期性事件；非周期性事件又分为两类：由别的非周期性事件引发、无法预知其自身发生仿真时间点的第一类非周期性事件，非由别的事件引发、仿真时间点的产生是按照某种随机模型生成的第二类非周期性事件；当标识第二类非周期性事件发生顺序的消息批生成时，被称作批生成事件：一次性产生、持续一段实际系统运营时间的大量事件；批生成事件只取决于随机模型，可减少很多消息的交互，节省仿真时间，但要预先多占用存储资源，应在仿真速度和存储空间之间进行折中。
在下述步骤操作中使用批生成事件，以节省仿真时间：
步骤(3)中初始化消息列表时，生成初始的数据包呼叫和首批位置更新事件；
步骤(45)中处理呼叫结束事件时，生成用户的下次数据包呼叫事件；
步骤(49)中用户的位置更新事件都是作为非周期性事件而批生成。
为了达到上述目的，本发明提供了一种宽带移动通信网络性能的分层动态仿真的实现方法，其特征在于：在下行网关到基站、基站到用户方向的处理过程中，无论周期性事件还是非周期性事件的处理，都要遵循预先确定的处理流程，以维持仿真系统的因果性，其事件处理的流程包括如下步骤：
(1)宽带移动通信系统参数接口模块：设置宽带移动通信系统的各种特征参数和动态仿真初始化参数：设置的特征参数包括但不限于数据带宽、接入方式、子载波数目、天线配置数目，初始化参数包括但不限于切换门限、TCP拥塞窗、时间频率资源、运动模型类型、用户和基站的最大、最小发射功率、仿真用户数；
(2)运动和位置更新：根据步骤(1)给出的运动类型产生用户的运动和位置更新批生成事件；
(3)数据包呼叫：网关针对用户的业务类型，产生对应的首批数据包呼叫事件和呼叫结束后发起新的数据包呼叫事件；
(4)呼叫接纳控制：基站根据当前小区或扇区业务负载情况，通过呼叫接纳控制算法，判断步骤(4)产生的数据包呼叫能否接入网络，如果不能接纳，则产生拒绝消息，返回步骤(3)，重新发起呼叫，反之，则转步骤(5)；
(5)数据包产生：网关得到接纳消息后，根据用户业务类型，按照业务随机模型，产生相应的数据包；
(6)TCP包映射：根据用户的业务质量QoS要求，将上一步产生的数据包分割为多个等长度的TCP包，如果最后一个TCP包的长度大于纯数据的长度，则填充冗余比特；
(7)TCP拥塞控制：为了防止TCP数据包拥塞，采用拥塞避免和慢启动机制来进行拥塞控制；
(8)IP包呼叫：将TCP包分割映射为多个IP包，而每个IP包又分割映射为多个媒体接入控制MAC数据包，并且产生MAC包呼叫事件；
(9)信干比估算：利用信道模型模块给出的衰落信道响应信息，估算用户的链路信干比，从而大致判断用户链路质量；
(10)数据包调度：基站对所有用户的MAC数据包，根据估算出的用户链路信干比，采用合适的调度算法，为其分配适当的时间、频率资源；
(11)自适应调制编码：基站根据用户链路质量和业务质量QoS要求，采用合适的链路自适应算法，确定所有用户链路的调制和编码组合；
(12)信干比精确计算：基站根据步骤(10)和(11)已经分配好的时间-频率资源、调制编码组合，计算每个用户链路的信号功率和干扰功率，从而得到准确的用户链路信干比计算结果；
(13)查误帧率表：根据用户链路信干比计算结果，查找信干比-误帧率表，从而得到当前时刻用户链路对应的误帧率；
(14)将上一步得到当前时刻用户链路的误帧率与用户业务质量QoS要求进行比较，判断是否满足QoS要求，如果满足则转步骤(16)，如果不满足，则转步骤(15)；
(15)HARQ：由于用户数据不满足业务质量QoS要求，因此采用混合自动反馈重传机制，通过合适的数据重传算法，从而达到QoS要求，然后进入步骤(16)；
(16)功率分配：基站针对所有的用户链路，按照它们的业务质量QoS要求和信道模型提供的信道响应特征，采用合适的功率分配算法，为每条用户链路分配相应的发射功率，使其既满足QoS要求，又对其它用户产生最小的干扰；
(17)切换：针对所有的用户，按照它们信道模型提供的信道响应特征，计算周围基站到该用户的链路信干比，从而确定是否需要执行切换过程，更新该用户的服务基站；
(18)判断是否到达设定的仿真的实际系统运营时间，如果没有到达，则返回执行步骤(2)；否则，执行步骤(19)；
(19)输出仿真结果，结束分层离散事件驱动的动态仿真；
(20)在仿真过程中，信干比估算、信干比精确计算、功率分配和切换模块需要用到信道模型模块提供的信道衰落信息；
(21)在仿真过程中，移动核心网数据统计模块通过分层离散事件驱动模块与TCP拥塞控制模块和IP包呼叫模块进行消息交互，对移动核心网的性能指标进行数据统计；
(22)在仿真过程中，移动接入网数据统计模块通过分层离散事件驱动模块与数据包调度、自适应调制编码、信干比精确计算、HARQ模块进行消息交互，对移动接入网的性能指标进行数据统计。
为了达到上述目的，本发明提供了一种宽带移动通信网络性能的分层动态仿真的实现方法，其特征在于：在上行用户到基站、基站到网关方向的处理过程中，无论周期性事件还是非周期性事件的处理，都要遵循预先确定的处理流程，以维持仿真系统的因果性，其事件处理的流程包括如下步骤：
(1)宽带移动通信系统参数接口模块：设置宽带移动通信系统的各种特征参数和动态仿真初始化参数：设置的特征参数包括但不限于数据带宽、接入方式、子载波数目、天线配置数目，初始化参数包括但不限于切换门限、TCP拥塞窗、时间频率资源、运动模型类型、用户和基站的最大、最小发射功率、仿真用户数；
(2)运动和位置更新：根据步骤(1)给出的运动类型产生用户的运动和位置更新批生成事件；
(3)数据包呼叫：用户针对预先给定的业务类型，产生对应的首批数据包呼叫事件和呼叫结束后发起新的数据包呼叫事件；
(4)呼叫接纳控制：基站根据当前小区或扇区业务负载情况，通过呼叫接纳控制算法，判断步骤(4)产生的数据包呼叫能否接入网络，如果不能接纳，则产生拒绝消息，返回步骤(3)，重新发起呼叫，反之，则转步骤(5)；
(5)数据包产生：用户得到接纳消息后，根据业务类型，按照业务随机模型，产生相应的数据包；
(6)TCP包映射：根据用户的业务质量QoS要求，将上一步产生的数据包分割为多个等长度的TCP包，如果最后一个TCP包的长度大于纯数据的长度，则填充冗余比特；
(7)TCP拥塞控制：为了防止TCP数据包拥塞，采用拥塞避免和慢启动机制来进行拥塞控制；
(8)IP包呼叫：将TCP包分割映射为多个IP包，而每个IP包又分割映射为多个媒体接入控制MAC数据包，并且产生MAC包呼叫事件；
(9)信干比估算：利用信道模型模块给出的衰落信道响应信息，估算用户的链路信干比，从而大致判断用户链路质量；
(10)数据包调度：基站对所有用户的MAC数据包，根据估算出的用户链路信干比，采用合适的调度算法，为其分配适当的时间、频率资源；
(11)自适应调制编码：基站根据用户链路质量和业务质量QoS要求，采用合适的链路自适应算法，确定所有用户链路的调制和编码组合；
(12)信干比精确计算：基站根据步骤(10)和(11)已经分配好的时间-频率资源、调制编码组合，计算每个用户链路的信号功率和干扰功率，从而得到准确的用户链路信干比计算结果；
(13)查误帧率表：根据用户链路信干比计算结果，查找信干比-误帧率表，从而得到当前时刻用户链路对应的误帧率；
(14)将上一步得到当前时刻用户链路的误帧率与用户业务质量QoS要求进行比较，判断是否满足QoS要求，如果满足则转步骤(16)，如果不满足，则转步骤(15)；
(15)HARQ：由于用户数据不满足业务质量QoS要求，因此采用混合自动反馈重传机制，通过合适的数据重传算法，从而达到QoS要求，然后进入步骤(16)；
(16)功率控制：基站针对所有的用户链路，按照它们的业务质量QoS要求和信道模型提供的信道响应特征，采用合适的功率控制算法，自适应调整每条用户链路的发射功率，使其既满足QoS要求，又对其它用户产生最小的干扰；
(17)切换：针对所有的用户，按照它们信道模型提供的信道响应特征，计算该用户到周围基站的链路信干比，从而确定是否需要执行切换过程，更新该用户的服务基站；
(18)判断是否到达设定的仿真的实际系统运营时间，如果没有到达，则返回执行步骤(2)；否则，执行步骤(19)；
(19)输出仿真结果，结束分层离散事件驱动的动态仿真；
(20)在仿真过程中，信干比估算、信干比精确计算、功率控制和切换模块需要用到信道模型模块提供的信道衰落信息；
(21)在仿真过程中，移动核心网数据统计模块通过分层离散事件驱动模块与TCP拥塞控制模块和IP包呼叫模块进行消息交互，对移动核心网的性能指标进行数据统计；
(22)在仿真过程中，移动接入网数据统计模块通过分层离散事件驱动模块与数据包调度、自适应调制编码、信干比精确计算、HARQ模块进行消息交互，对移动接入网的性能指标进行数据统计。
所述步骤(2)进一步包括下列操作内容：设置路径损耗/增益数值表，用于存储仿真区域每个小方格中心到各个基站之间的路径损耗或增益，以便仿真计算处于某个方格内的用户的路径损耗时，直接根据该方格编号，从该数值表中读取相应数值，可快速获得路径损耗，显著节省仿真时间；且在存储路径损耗/增益数值表时，可根据仿真区域的对称特性，对存储的数据进行压缩处理。
在网络分层动态仿真过程中，既可以同时包括下行网关到基站、基站到用户方向的处理过程以及上行用户到基站、基站到网关方向的处理过程，也可以只单独包括下行网关到基站、基站到用户方向的处理过程或者上行用户到基站、基站到网关方向的处理过程。
所述PC机的配置最低要求为：奔腾4处理器、256M内存和10G硬盘，操作系统是Windows 2000或Windows XP。
宽带移动通信系统参数接口模块可以与但不限于WiMax、WiFi、HSDPA、HSUPA、802.20、LTE或AIE宽带移动通信系统进行接口，从而提取宽带移动通信系统的特征参数，进行网络层性能的分层动态仿真。
本发明是一种宽带移动通信系统网络性能分层动态仿真实现方法，通过对宽带移动通信系统实际运营动态特性的分层精确建模和分层仿真运行，能够获得比传统的静态仿真方法更准确、更具有实用价值的网络层性能曲线。为了获得更均匀、合理的仿真结果，本发明采用了运动wrap和干扰wrap技术，并采用了多种技术手段进行仿真时间的压缩，来提高动态仿真的速度。
与传统的静态仿真方法(即与静态仿真所有快照所需时间总和)相比较，本发明的仿真时间略有增加，但是获得的性能曲线更精确。传统的静态仿真只能获得某些网络性能的均值，本发明的动态仿真可以获得网络性能曲线随时间波动的数据，更能反映实际系统的运营情况。而且，本发明的分层仿真方法还可以对移动核心网进行建模仿真，得到TCP/IP数据业务在宽带移动通信网络上的运营性能数据，例如TCP拥塞概率、IP传输时延等等。
本发明的技术创新之处是：分析并概括了宽带移动通信系统的实际网络结构，将离散事件驱动机制和wrap技术引入动态仿真，在动态仿真时间的压缩上采取了多种技术措施，尤其是引入了分层仿真的思想，将移动接入网和移动核心网的动态仿真分别处理，从而在基本不增加仿真时间的前提下，获得了更多、更精确的网络层性能仿真结果。
再者，本发明的仿真软件系统功能模块是参考WiMax、WiFi、HSDPA、HSUPA、802.20、LTE、AIE等B3G和4G系统的网络架构抽象得到的，每个功能模块都包括了各种4G系统的相应软件模块的共性，采用本发明方法仿真的结果数据对于各种宽带移动通信系统，其可信度都非常高。
最后，本发明的网络层动态仿真方法可以得到的性能参数至少包括系统容量、系统覆盖、系统吞吐率、系统呼叫失败概率、系统切换失败概率、系统干扰水平、系统软切换用户比例、自适应调制编码概率分布、TCP拥塞概率分布、IP传输时延分布等网络层性能曲线，这些性能曲线对于未来宽带移动通信系统的网络规划和优化具有很好的指导意义。因此，本发明能够精确地仿真实际系统的运营细节，给出的仿真结果能够反映实际系统的各种性能，对于B3G和4G系统的网络规划和优化有现实的指导意义，具有较好的应用前景。
附图说明
图1为分层仿真的网络结构示意图。
图2是本发明宽带移动通信系统网络性能的分层动态仿真实现方法的节点和协议栈结构组成示意图。
图3是本发明宽带移动通信系统网络性能的分层动态仿真实现方法的结构组成示意图。
图4是本发明宽带移动通信系统网络性能的分层动态仿真实现方法的各模块进行消息交互的方法示意图。
图5是本发明采用分层离散事件驱动机制的宽带移动通信系统网络性能分层动态仿真方法中的消息处理流程方框图。
图6是采用分层离散时间驱动机制下的宽带移动通信系统网络性能分层动态仿真方法的上行方向操作流程方框图。
图7是采用分层离散时间驱动机制下的宽带移动通信系统网络性能分层动态仿真方法的下行方向操作流程方框图。
图8是三层19小区57扇区结构地理拓扑和Wrap技术示意图。
图9是使用本发明方法的LTE系统分层动态仿真实施例中的某用户的运动轨迹示意图。
图10是使用本发明方法的LTE系统分层动态仿真实施例中采用最大载干比调度方式下用户吞吐量CDF曲线图。
图11是使用本发明方法的LTE系统分层动态仿真实施例中采用轮询Round-Robin调度方式下用户吞吐量CDF曲线图。
图12是使用本发明方法的LTE系统分层动态仿真实施例中采用比例公平调度方式下用户吞吐量CDF曲线图。
图13是使用本发明方法的LTE系统分层动态仿真实施例中分别采用三种调度方式下各种调制编码方式MCS利用率CDF比较示意图。
图14是使用本发明方法的LTE系统分层动态仿真实施例中TCP拥塞窗变化图。
图15是使用本发明方法的LTE系统分层动态仿真实施例中TCP时延分布图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细描述。
参见图1和图2，本发明方法涉及到二十个模块，由三个步骤构成：(1)系统参数配置初始化阶段，(2)移动核心网仿真阶段，(3)移动接入网仿真阶段。在这三个步骤中，分层离散事件驱动模块，通过消息与其它模块交互，进行消息的分层传递与处理，该模块实时、高效驱动各软件模块进行动态仿真，且使得各模块的每次使用产生有意义的结果，引发系统状态的变化，导致仿真数据的更新，其具体的处理步骤如下：
(1)系统参数配置初始化阶段：通过宽带移动通信系统参数接口模块，分层离散事件驱动模块获得了宽带移动通信系统的特征参数，包括但不限于数据带宽、接入方式、子载波数目、天线配置数目，作为分层动态仿真的系统参数；
(2)移动接入网动态仿真阶段：该层仿真主要实现移动接入网部分的网络功能，包括运动和位置更新、呼叫接纳控制、自适应调制编码、信干比精确计算、数据包调度、功率控制与分配、切换、信干比估算、HARQ、查误帧率表、移动接入网数据统计、信道模型模块，分层离散事件驱动模块与这些模块进行消息交互，驱动它们按照预先确定的离散事件处理流程，进行移动接入网部分的动态仿真；
(3)移动核心网动态仿真阶段：该层仿真主要实现移动核心网部分的网络功能，包括数据包产生、数据包呼叫、TCP包映射、TCP拥塞控制、IP包呼叫、移动核心网数据统计模块，分层离散事件驱动模块与这些模块进行消息交互，驱动它们按照预先确定的离散事件处理流程，进行移动核心网部分的动态仿真。
参见图3，本发明方法为了获得更多有意义的仿真结果，更精确地模拟宽带移动通信系统的运营情况，本发明分层动态仿真实现方法建模并仿真的应用软件包括二十个功能模块：宽带移动通信系统参数接口模块1，数据包呼叫模块2，数据包产生模块3，TCP包映射模块4，TCP拥塞控制模块5，IP包呼叫模块6，移动核心网数据统计模块7，运动和位置更新模块8，呼叫接纳控制模块9，自适应调制编码模块10，信干比精确计算模块11，数据包调度模块12，功率控制/分配模块13，切换模块14，信干比估算模块15，HARQ模块16，信道模型模块17，查误帧率表模块18，移动接入网数据统计模块19和用于高效驱动这十九个模块进行仿真运行、实现分层离散事件驱动机制的驱动模块20。其中：
宽带移动通信系统参数接口模块1，用于配置宽带移动通信系统的各种特征参数和动态仿真初始化参数：设置的特征参数包括但不限于数据带宽、接入方式、子载波数目、天线配置数目，初始化参数包括但不限于切换门限、TCP拥塞窗、时间频率资源、运动模型类型、用户和基站的最大、最小发射功率、仿真用户数；
数据包呼叫模块2，用于建模多种业务的发起呼叫过程，至少包括语音业务、ftp业务、www业务、email业务、视频流业务、音频流业务的呼叫发起流程，以便使不同用户发起不同的业务呼叫；
数据包产生模块3，用于建模多种业务的数据多样性，至少包括语音业务、ftp业务、www业务、email业务、视频流业务、音频流业务的数据包产生流程，以便使不同用户承载相应的不同业务；
TCP包映射模块4，用于建模业务数据包到TCP包的映射过程，至少包括业务数据包到TCP包的数据分割过程；
TCP拥塞控制模块5，用于实现TCP层的数据包拥塞控制算法，至少包括拥塞避免和慢启动机制来进行TCP拥塞控制；
IP包呼叫模块6，用于实现TCP包到媒体接入控制MAC数据包的映射和呼叫过程，至少包括TCP包到IP包的数据分割过程，IP包到MAC包的数据分割过程以及MAC包发起呼叫的过程；
移动核心网数据统计模块7，该模块用于在动态仿真中统计移动核心网的性能数据；
运动和位置更新模块8，用于建模用户的多样性，可至少设置具有不同运动速度和运动方式的室内用户、步行用户、车载用户，并按所述运动速度和运动方式确定某个用户在下一时刻所在位置；
呼叫接纳控制模块9，用于控制用户的接入数量和接入带宽，以便在保证用户的服务质量QoS和系统容量之间取得良好的平衡和折中；
自适应调制编码模块10，用于实现用户链路调制和编码模式的自适应调整，以便根据链路质量，动态调整用户的数据速率，提高链路数据吞吐率；
信干比精确计算模块11，用于计算用户通信链路的精确信干比，为评估用户业务的QoS提高参考；
数据包调度模块12，用于针对语音业务和多种数据业务的不同QoS要求，实时调整不同时间、频率资源段被接纳用户数据包的传送速率，以增加系统的吞吐量；
功率控制/分配模块13，用于动态调整和分配用户的发射功率，以便在满足用户信干比的基础上尽量减少对他人的干扰，对于上行链路采用功率控制算法，对于下行链路采用功率分配算法；
切换模块14，负责对用户穿梭于不同小区之间的通信链路在不同基站之间进行转移，以及采用切换功能，使得用户位于小区边缘也能保证服务质量QoS；
信干比估算模块15，用于实现用户通信链路的信干比估计，为用户业务的调度提高链路质量参考；
HARQ模块16，用于实现用户数据的混合自动反馈重传机制，至少包括N停止等待的HARQ算法，从而提高链路数据吞吐率；
信道模型模块17，用于建模用户信道的多样性，至少设置不同用户信道的大尺度、小尺度以及阴影不同衰落的数值大小；
查误帧率表模块18，用于根据精确计算的信干比查找用户业务的误帧率表，从而判断是否达到用户业务的QoS要求；
移动接入网数据统计模块19，该模块用于在动态仿真中统计移动接入网的性能数据；
分层离散事件驱动模块20，该模块通过消息与上述各模块交互，进行消息的分层传递与处理，并将在处理过程中产生的新消息，根据该新消息所标识事件发生的时间点插入消息列表，来模拟整个系统的运行；即该模块实时、高效驱动各软件模块进行动态仿真，且使得各模块的每次使用产生有意义的结果，引发系统状态的变化，导致仿真数据的更新。
上述软件功能模块中，除离散事件驱动模块以外的十九个模块是根据宽带移动通信的实际系统抽象得到的，在动态仿真时，可分为下述四种类型进行组织和封装：(参见图4)
用户模块：包括数据包呼叫模块、数据包产生模块、运动和位置更新模块、TCP包映射模块、TCP拥塞控制模块、IP包呼叫模块，用于设置和操作某个用户的相关数据；
基站模块：包括呼叫接纳控制模块、信干比估算模块、信干比精确计算模块、数据包调度模块、自适应调制编码模块、查误帧率表模块、切换模块、HARQ模块、信道模型模块，用于设置和操作某个基站的相关数据；
网关模块：包括数据包呼叫模块、数据包产生模块、TCP包映射模块、TCP拥塞控制模块、IP包呼叫模块，用于设置和操作某个业务网关的相关数据；
系统模块：包括初始化参数配置模块、功率控制/分配模块、移动接入网数据统计模块、移动核心网数据统计模块，用于设置和操作所有用户和全部基站的数据。
上述划分主要考虑宽带移动通信系统的实际网络架构和各模块访问数据的便利，不是绝对的标准。图中的虚线大框为分层离散事件驱动模块，该模块通过消息与其他四类共19个软件功能模块进行交互，使得用户数据和扇区/基站数据被更新。虚线大框内的带有A、B、C各字母的方框分别表示在某个时间点发生的各种类型的事件。图4说明了本发明采用分层离散事件驱动机制进行动态仿真的方法：采用离散事件驱动模块对消息进行传递和处理：在每个仿真时间点，查询消息和对该消息所标识的事件A、或B、或C进行处理，并将处理过程中可能产生的新事件所对应的消息按照其时间发生点插入消息列表；这样，随着事件的处理和时间的推移，调用各个功能模块，从而改变用户、基站、网关以及系统的数据，而标识系统状态变化的这些数据，正是系统建模所需求的仿真数据，这样就完成整个系统的分层动态仿真。
参见图5，介绍本发明采用分层离散事件驱动机制进行动态仿真的五个步骤：
(1)设置宽带移动通信系统的各种特征参数和动态仿真初始化参数：设置的特征参数包括但不限于数据带宽、接入方式、子载波数目、天线配置数目，初始化参数包括但不限于切换门限、TCP拥塞窗、时间频率资源、运动模型类型、用户和基站的最大、最小发射功率、仿真用户数；
(2)预生成仿真所需数据：先设定仿真区域，并将仿真区域划分为小方格，计算并存储每个方格中心到各基站的路径损耗或增益，备用于功率控制/分配的优化；再根据仿真区域特点，进行Wrap映射，产生虚拟小区与实际小区的卷绕Wrap对应表，以便在用户离开仿真区域时，以不影响仿真系统性能为基础和按照对称原则，使用户重新出现在对应的仿真区域；以及用户处于边缘小区时，用干扰Wrap技术消除边缘效应；然后根据网络层仿真需要选择信道类型，进行链路层仿真，并将仿真结果曲线封装存储和设置链路层仿真结果接口；
(3)设置和初始化消息列表：生成和初始化消息列表，并按照呼叫发起的随机过程产生用户的首次数据包呼叫事件，生成标识该事件的消息，并插入消息列表；产生用户的首批位置更新事件，并将对应的消息插入消息列表；
(4)执行分层离散事件驱动的动态仿真：处理非周期性事件和/或周期性事件；
(5)输出仿真结果，结束分层离散事件驱动的动态仿真。
所述步骤(4)进一步包括下列操作内容：
(41)查询消息列表，搜索当前时间点的消息，形成当前时间点临时消息列表；
(42)判断当前时间点的临时消息列表是否为空？如果不为空，顺序执行后续步骤；否则，跳转执行步骤(49)；
(43)获取下一条消息；
(44)对消息进行分析，根据消息类型确定对应事件的处理层次，判断发生该事件的用户、基站、网关；
(45)根据事件类型和与该事件相关的用户、基站、网关的解析结果，分别调用用户、基站、网关的对应模块对该消息所标识事件进行处理，处理不同模块产生的事件要遵循预先确定的先后顺序，以维持仿真系统的因果性，确保仿真结果正确；处理事件时，先根据事件类型和事件对应的层次，确定要对该事件进行的操作，再根据与该事件相关的用户、基站或者网关，确定操作需要更新的系统数据位置；在进行系统数据更新时，要充分利用当前的系统数据，根据事件类型确定操作，对当前的系统数据进行运算、变换，并将得到的结果存储于相应位置，从而实现相应系统数据的更新，并以更新的系统数据作为步骤(47)的判断依据；
(46)事件处理完毕，删除该消息，防止在后续仿真时间点，对该消息的误处理，导致仿真结果错误；也防止过期的消息导致消息列表的查询速度减慢；
(47)判断是否产生新消息，如果产生新消息，顺序执行后续步骤；否则，跳回执行步骤(42)；
(48)新消息是由新事件所产生，根据该新事件将会发生的仿真时间点，将新消息插入消息列表后，返回执行步骤(42)，继续进行系统的仿真；
(49)处理周期性事件，即对某些在设定周期的时间点上必然发生、不用消息进行标识的事件进行处理，以省略消息交互操作，提高处理速度；处理不同模块产生的周期性事件时，也要遵循预先给定的模块先后执行顺序，以维持仿真系统的因果性，确保仿真结果正确；所述周期性事件至少包括信干比估算模块、数据包调度模块、自适应调制编码模块、信干比精确计算模块、HARQ模块、功率控制/分配模块和切换模块的部分事件，且在各个不同的宽带移动通信系统中，周期性事件各有所不同，要对其作具体定义；其中，在执行信干比估算模块、信干比精确计算模块、功率控制模块和切换模块事件时，需要调用信道模型模块和使用干扰wrap技术来计算干扰；批生成位置更新事件时需使用运动wrap技术；
(410)判断是否到达设定的仿真的实际系统运营时间，如果没有到达，则返回执行步骤(41)；否则，执行步骤(5)。
(5)输出仿真结果，结束分层离散事件驱动的动态仿真。
为了使仿真系统中潜在用户不会丢失和保证各个仿真小区内的统计结果不受区域影响，本发明方法采用了Wrap技术，例如步骤(2)中设置的虚拟小区与实际小区的Wrap对应表。由于计算机运算资源的有限，只仿真有限的地理区域。而动态仿真时，区域内的用户将按照设定的运动模型运动，由于运动的随机性，用户可能会运动到仿真区域以外，这样就造成仿真系统中潜在用户的丢失。如果不让离开仿真区域的用户再回来，则仿真一段时间后，仿真系统中将可能不再有用户，仿真失败。运动Wrap技术在用户离开仿真区域的时候，按照对称原则，以不影响仿真系统性能为前提，使用户重新出现在仿真区域。本发明在运动和位置更新模块中和步骤(45)处理位置更新事件时，都采用运动Wrap技术，进行Wrap映射，保证用户不流失。再者，处在中心区域的用户会受到周围小区的干扰，而当用户处在边缘区域，因为通常对仿真区域以外的小区没有进行建模仿真，用户会明显感觉干扰的不均匀，造成边缘效应，使得干扰结果统计不正确。干扰Wrap技术在用户处于边缘小区时，假想仿真区域外有虚拟小区对它进行干扰，并将虚拟小区与仿真中的实际小区建立对应关系，确保仿真结果统计的均匀性，消除边缘效应。本发明步骤(49)中，处理周期性事件中涉及的周期性功率控制事件的处理，就使用干扰Wrap技术进行干扰的计算。
参见图6，介绍本发明在下行网关到基站、基站到用户方向的处理过程中，为了维持仿真系统的因果性，其事件处理的流程包括如下步骤：
(1)宽带移动通信系统参数接口模块：设置宽带移动通信系统的各种特征参数和动态仿真初始化参数：设置的特征参数包括但不限于数据带宽、接入方式、子载波数目、天线配置数目，初始化参数包括但不限于切换门限、TCP拥塞窗、时间频率资源、运动模型类型、用户和基站的最大、最小发射功率、仿真用户数；
(2)运动和位置更新：根据步骤(1)给出的运动类型产生用户的运动和位置更新批生成事件；
(3)数据包呼叫：网关针对用户的业务类型，产生对应的首批数据包呼叫事件和呼叫结束后发起新的数据包呼叫事件；
(4)呼叫接纳控制：基站根据当前小区或扇区业务负载情况，通过呼叫接纳控制算法，判断步骤(4)产生的数据包呼叫能否接入网络，如果不能接纳，则产生拒绝消息，返回步骤(3)，重新发起呼叫，反之，则转步骤(5)；
(5)数据包产生：网关得到接纳消息后，根据用户业务类型，按照业务随机模型，产生相应的数据包；
(6)TCP包映射：根据用户的业务质量QoS要求，将上一步产生的数据包分割为多个等长度的TCP包，如果最后一个TCP包的长度大于纯数据的长度，则填充冗余比特；
(7)TCP拥塞控制：为了防止TCP数据包拥塞，采用拥塞避免和慢启动机制来进行拥塞控制；
(8)IP包呼叫：将TCP包分割映射为多个IP包，而每个IP包又分割映射为多个媒体接入控制MAC数据包，并且产生MAC包呼叫事件；
(9)信干比估算：利用信道模型模块给出的衰落信道响应信息，估算用户的链路信干比，从而大致判断用户链路质量；
(10)数据包调度：基站对所有用户的MAC数据包，根据估算出的用户链路信干比，采用合适的调度算法，为其分配适当的时间、频率资源；
(11)自适应调制编码：基站根据用户链路质量和业务质量QoS要求，采用合适的链路自适应算法，确定所有用户链路的调制和编码组合；
(12)信干比精确计算：基站根据步骤(10)和(11)已经分配好的时间-频率资源、调制编码组合，计算每个用户链路的信号功率和干扰功率，从而得到准确的用户链路信干比计算结果；
(13)查误帧率表：根据用户链路信干比计算结果，查找信干比-误帧率表，从而得到当前时刻用户链路对应的误帧率；
(14)将上一步得到当前时刻用户链路的误帧率与用户业务质量QoS要求进行比较，判断是否满足QoS要求，如果满足则转步骤(16)，如果不满足，则转步骤(15)；
(15)HARQ：由于用户数据不满足业务质量QoS要求，因此采用混合自动反馈重传机制，通过合适的数据重传算法，从而达到QoS要求，然后进入步骤(16)；
(16)功率分配：基站针对所有的用户链路，按照它们的业务质量QoS要求和信道模型提供的信道响应特征，采用合适的功率分配算法，为每条用户链路分配相应的发射功率，使其既满足QoS要求，又对其它用户产生最小的干扰；
(17)切换：针对所有的用户，按照它们信道模型提供的信道响应特征，计算周围基站到该用户的链路信干比，从而确定是否需要执行切换过程，更新该用户的服务基站；
(18)判断是否到达设定的仿真的实际系统运营时间，如果没有到达，则返回执行步骤(2)；否则，执行步骤(19)；
(19)输出仿真结果，结束分层离散事件驱动的动态仿真；
(20)在仿真过程中，信干比估算、信干比精确计算、功率分配和切换模块需要用到信道模型模块提供的信道衰落信息；
(21)在仿真过程中，移动核心网数据统计模块通过分层离散事件驱动模块与TCP拥塞控制模块和IP包呼叫模块进行消息交互，对移动核心网的性能指标进行数据统计；
(22)在仿真过程中，移动接入网数据统计模块通过分层离散事件驱动模块与数据包调度、自适应调制编码、信干比精确计算、HARQ模块进行消息交互，对移动接入网的性能指标进行数据统计。
参见图7，介绍本发明在上行用户到基站、基站到网关方向的处理过程中，为了维持仿真系统的因果性，其事件处理的流程包括如下步骤：
(1)宽带移动通信系统参数接口模块：设置宽带移动通信系统的各种特征参数和动态仿真初始化参数：设置的特征参数包括但不限于数据带宽、接入方式、子载波数目、天线配置数目，初始化参数包括但不限于切换门限、TCP拥塞窗、时间频率资源、运动模型类型、用户和基站的最大、最小发射功率、仿真用户数；
(2)运动和位置更新：根据步骤(1)给出的运动类型产生用户的运动和位置更新批生成事件；
(3)数据包呼叫：用户针对预先给定的业务类型，产生对应的首批数据包呼叫事件和呼叫结束后发起新的数据包呼叫事件；
(4)呼叫接纳控制：基站根据当前小区或扇区业务负载情况，通过呼叫接纳控制算法，判断步骤(4)产生的数据包呼叫能否接入网络，如果不能接纳，则产生拒绝消息，返回步骤(3)，重新发起呼叫，反之，则转步骤(5)；
(5)数据包产生：用户得到接纳消息后，根据业务类型，按照业务随机模型，产生相应的数据包；
(6)TCP包映射：根据用户的业务质量QoS要求，将上一步产生的数据包分割为多个等长度的TCP包，如果最后一个TCP包的长度大于纯数据的长度，则填充冗余比特；
(7)TCP拥塞控制：为了防止TCP数据包拥塞，采用拥塞避免和慢启动机制来进行拥塞控制；
(8)IP包呼叫：将TCP包分割映射为多个IP包，而每个IP包又分割映射为多个媒体接入控制MAC数据包，并且产生MAC包呼叫事件；
(9)信干比估算：利用信道模型模块给出的衰落信道响应信息，估算用户的链路信干比，从而大致判断用户链路质量；
(10)数据包调度：基站对所有用户的MAC数据包，根据估算出的用户链路信干比，采用合适的调度算法，为其分配适当的时间、频率资源；
(11)自适应调制编码：基站根据用户链路质量和业务质量QoS要求，采用合适的链路自适应算法，确定所有用户链路的调制和编码组合；
(12)信干比精确计算：基站根据步骤(10)和(11)已经分配好的时间-频率资源、调制编码组合，计算每个用户链路的信号功率和干扰功率，从而得到准确的用户链路信干比计算结果；
(13)查误帧率表：根据用户链路信干比计算结果，查找信干比-误帧率表，从而得到当前时刻用户链路对应的误帧率；
(14)将上一步得到当前时刻用户链路的误帧率与用户业务质量QoS要求进行比较，判断是否满足QoS要求，如果满足则转步骤(16)，如果不满足，则转步骤(15)；
(15)HARQ：由于用户数据不满足业务质量QoS要求，因此采用混合自动反馈重传机制，通过合适的数据重传算法，从而达到QoS要求，然后进入步骤(16)；
(16)功率控制：基站针对所有的用户链路，按照它们的业务质量QoS要求和信道模型提供的信道响应特征，采用合适的功率控制算法，自适应调整每条用户链路的发射功率，使其既满足QoS要求，又对其它用户产生最小的干扰；
(17)切换：针对所有的用户，按照它们信道模型提供的信道响应特征，计算该用户到周围基站的链路信干比，从而确定是否需要执行切换过程，更新该用户的服务基站；
(18)判断是否到达设定的仿真的实际系统运营时间，如果没有到达，则返回执行步骤(2)；否则，执行步骤(19)；
(19)输出仿真结果，结束分层离散事件驱动的动态仿真；
(20)在仿真过程中，信干比估算、信干比精确计算、功率控制和切换模块需要用到信道模型模块提供的信道衰落信息；
(21)在仿真过程中，移动核心网数据统计模块通过分层离散事件驱动模块与TCP拥塞控制模块和IP包呼叫模块进行消息交互，对移动核心网的性能指标进行数据统计；
(22)在仿真过程中，移动接入网数据统计模块通过分层离散事件驱动模块与数据包调度、自适应调制编码、信干比精确计算、HARQ模块进行消息交互，对移动接入网的性能指标进行数据统计。
总之，本发明是一种宽带移动通信网络性能的分层动态仿真的实现方法，可以广泛应用于WiMax、WiFi、HSDPA、HSUPA、802.20、LTE或AIE宽带移动通信系统网络层性能的分层动态仿真。
本发明已经进行了试验实施，实施例的仿真是由PC机上根据分层离散事件驱动机制和C/C++语言开发设计的软件模块以及通用PC平台所组成，软件模块可被操作系统加载入内存运行，仿真结果能够通过人机接口显示或存储在硬盘上。下面结合LTE系统的分层网络动态仿真实施例的试验过程，进一步说明采用本发明方法实现动态仿真的具体实施步骤：
1、选取仿真地理拓扑结构，确定场景、扇区、天线参数配置。宽带移动通信系统常用仿真场景有三种：办公室(微微蜂窝)场景、曼哈顿(微蜂窝)场景和宏蜂窝场景，实施例选用宏蜂窝场景。宏蜂窝场景通常由正六边行的小区进行覆盖，至少需要仿真三层19个小区/57扇区结构才能充分仿真各个小区之间的影响，实施例选用的三层19小区/57扇区结构如图8所示。每个小区可以由三个扇区构成，每个扇区由具有一定角度范围的定向天线覆盖。实施例选择三扇区120°定向天线进行全小区覆盖。
2、进行Wrap技术映射。仿真区域为图8中间位置的白色三层19小区/57扇区结构，但是为了在各小区得到均匀的仿真结果和仿真过程中用户不流失，在该中间的三层19小区/57扇区周围添加虚拟小区/扇区，虚拟小区与实际小区之间存在对应关系(参见图8)。如果用户从白色实际小区16运动到虚拟小区8，则已离开仿真区域，但它会从相对应的白色实际小区8相对其中心点同样的位置出现，并保持自己运动速度大小和方向，这样能够确保仿真用户不流失。同样，在计算干扰时，实际白色16号小区会受到第一层小区15号、5号、17号、8号、12号和11号的干扰，其中后三个小区为虚拟小区，要对应到实际白色小区8号、12号、11号；但是路径损耗计算时使用虚拟小区与实际小区之间的路径损耗，而非实际小区与实际小区的路径损耗。对于第二层小区的干扰计算是如法炮制。切换的时候，如果用户处在16号白色实际小区，与虚拟小区12进行连接，则转换为与12号实际白色小区进行连接，所有的无线资源管理功能均由白色12号小区负责处理。为了加快仿真，将实际小区和虚拟小区之间的对应关系制成表，供分层动态仿真时查询。
3、为了加快动态仿真速度，本发明在分层动态仿真前先将仿真区域划分为小方格，宏蜂窝场景通常为10m×10m，计算每个小方格中心到各个基站的路径增益(考虑到功率控制算法计算量的压缩)，并存储为路径增益表；由于路径增益表需要频繁查取，应将该表放入内存，加快查表速度。生成路径增益表时，可以利用仿真区域的对称性，进行表的压缩，减少内存的占用空间。利用区域的对称性，可以将表的容量压缩到原来的1/12甚至更少。在动态仿真之前，除了存储路径增益，还需要进行链路层的仿真，对于链路层各种配置(例如编码方式、调制方式、各种链路性能增强技术等进行组合)，仿真尽可能多的链路层性能曲线后，进行封装，再设置方便的接口，供本发明动态仿真时使用。
下面简要说明上述实施例LTE系统的分层网络性能仿真结果。
参见图9，介绍运动Wrap技术有效保证仿真过程中的潜在用户不流失：在宏蜂窝场景下，用户使用车载模型进行位置更新，图中所示为某用户在仿真区域中的运动轨迹，正方形代表起点，四边菱形代表终点。可以看到在用户从17号小区(参见图9)运动到虚拟的11号小区以后，又从实际的11号小区返回，且保持速度大小与方向都不变。
LTE是基于全IP的分组交换网络，系统带宽从1.25MHz到20MHz，大于典型场景信道相干带宽，因此可以利用无线信道衰落特性进行时频二维调度，在保证用户QoS的同时，最大化系统容量。为了简化仿真，我们暂时不考虑实际系统中信道质量反馈和控制信道的限制。
下面是在单个信道条件下几种典型的资源调度算法：
(1)最大载干比算法(Max C/I)
在每个调度时刻，这种算法选取信道状况最好的用户来传输数据。使用这种算法，可以极大地提高系统的吞吐量，但是会导致信道状况相对比较恶劣的用户很难得到数据传输的机会，所以对用户的QOS没有任何保证。
(2)轮询算法(Round Robin)
这种算法在每个调度时刻，轮流地选择用户进行数据传输，能够保证用户以相同的概率分配到无线资源，但是没有考虑到用户的信道状况，即使在用户的信道状况极其恶劣的情况下也会被调度。这对无线资源是一种很大的浪费。
(3)比例公平算法(Proportional Fair)
这种算法结合了上述两种方法的优点，在保证用户之间相对公平性的同时，尽可能地提高系统的吞吐量。
参见图10～12，分别给出了三种调度方式下用户归一化吞吐量的CDF曲线。其中，横坐标的归一化吞吐量为单个用户吞吐量与所有用户平均吞吐量的比值。根据这三张图，可以看出：
(1)Max C/I调度方式中，对子载波的调度，每次只选取信道状况最好的用户传输数据，导致大部分的用户没有被调度。如图10所示，大约有70％的用户吞吐量几乎为零。
(2)Round Robin调度方式中，由于用户以相同的概率获得频率资源，所以信道状况相对较差的用户吞吐量得到了显著的改善。
(3)Proportional Fair调度方式中，在考虑信道状况的同时考虑了用户的实际传输速率，用户之间的公平性得到进一步的体现。
图13显示了三种调度方式下各种调制编码的利用率，其中调制编码组合方式如表1所示。从不同的利用率中很容易可以看出不同的调度方式对系统吞吐量的影响，因为高效率调制编码组合的利用率越高，系统吞吐量越大。
图14给出了调度算法的不稳定性对TCP拥塞窗变化的影响。由于TCP设计的初衷是保证有线网中数据的可靠传输，无线传输的一系列特性为TCP在无线网络中的应用提出了巨大挑战。如何为用户提供一个稳定的数据传输环境是无线资源管理的主导思想之一，其中调度算法对用户QoS起主导作用。如果调度周期不稳定，很可能对TCP的性能造成严重影响。如图所示，由于调度算法的不稳定，会造成TCP拥塞窗剧烈的变化。由于本实施例采用了分层动态仿真方法，因此可以得到调度算法对于TCP性能的影响结果，从而有助于将来设计保证用户业务QoS要求的调度算法。
图15给出了TCP时延分布的特性，充分说明了本实施例分层动态仿真在评估TCP性能方面的作用。
本发明方法在LTE系统仿真过程中的试验性实施，得到了以上的仿真结果。限于篇幅，还有很多有意义的结果没有展示。由于本发明方法建模的精确性和完备性，对于实际运营系统需要的仿真结果，几乎都可以仿真。该方法不但着眼于仿真结果精确性，还在仿真时间上进行了多方面的压缩，大大节省了仿真时间，很好地实现了发明目的。
表1：使用本发明方法的LTE系统分层动态仿真实施例中所采用的调制编码方式MCS的组合。
| MCS类型 | 调制类型/编码码率 |
| 0 | (BPSK，1/3) |
| 1 | (BPSK，1/2) |
| 2 | (QPSK，1/3) |
| 3 | (QPSK，1/2) |
| 4 | (16QAM，1/3) |
| 5 | (QPSK，3/4) |
| 6 | (64QAM，1/3) |
| 7 | (16QAM，2/3) |
| 8 | (64QAM，1/2) |
| 9 | (64QAM，2/3) |
| 10 | (64QAM，3/4) |
Claims (10)
1. 一种宽带移动通信网络性能的分层动态仿真的实现方法，其特征在于：所述方法涉及到二十个模块，由三个步骤构成：(1)系统参数配置初始化阶段，(2)移动核心网仿真阶段，(3)移动接入网仿真阶段。在这三个步骤中，分层离散事件驱动模块，通过消息与其它模块交互，进行消息的分层传递与处理，该模块实时、高效驱动各软件模块进行动态仿真，且使得各模块的每次使用产生有意义的结果，引发系统状态的变化，导致仿真数据的更新，其具体的处理步骤如下：
步骤1，系统参数配置初始化阶段：通过宽带移动通信系统参数接口模块，分层离散事件驱动模块获得了宽带移动通信系统的特征参数，包括但不限于数据带宽、接入方式、子载波数目、天线配置数目，作为分层动态仿真的系统参数；
步骤2，移动接入网动态仿真阶段：该层仿真主要实现移动接入网部分的网络功能，包括运动和位置更新、呼叫接纳控制、自适应调制编码、信干比精确计算、数据包调度、功率控制与分配、切换、信干比估算、HARQ、查误帧率表、移动接入网数据统计、信道模型模块，分层离散事件驱动模块与这些模块进行消息交互，驱动它们按照预先确定的离散事件处理流程，进行移动接入网部分的动态仿真；
步骤3，移动核心网动态仿真阶段：该层仿真主要实现移动核心网部分的网络功能，包括数据包产生、数据包呼叫、TCP包映射、TCP拥塞控制、IP包呼叫、移动核心网数据统计模块，分层离散事件驱动模块与这些模块进行消息交互，驱动它们按照预先确定的离散事件处理流程，进行移动核心网部分的动态仿真。
2. 根据权利要求1所述的网络性能的分层动态仿真的实现方法，其特征在于：采用分层离散事件驱动模块对消息进行传递和处理，即在每个仿真时间点，查询消息和对该消息所标识的事件进行处理，并将处理过程中可能产生的新事件所对应的消息按照其时间发生点插入消息列表；这样，随着事件的处理和时间的推移，调用各个功能模块，从而改变用户、基站、网关以及系统的数据，而标识系统状态变化的这些数据，正是系统建模所需求的仿真数据，这样就完成整个系统的分层动态仿真；包括下述五个步骤：
步骤1，设置宽带移动通信系统的各种特征参数和动态仿真初始化参数：设置的特征参数包括但不限于数据带宽、接入方式、子载波数目、天线配置数目，初始化参数包括但不限于切换门限、TCP拥塞窗、时间频率资源、运动模型类型、用户和基站的最大、最小发射功率、仿真用户数；
步骤2，预生成仿真所需数据：先设定仿真区域，并将仿真区域划分为小方格，计算并存储每个方格中心到各基站的路径损耗或增益，备用于功率控制/分配的优化；再根据仿真区域特点，进行Wrap映射，产生虚拟小区与实际小区的卷绕Wrap对应表，以便在用户离开仿真区域时，以不影响仿真系统性能为基础和按照对称原则，使用户重新出现在对应的仿真区域；以及用户处于边缘小区时，用干扰Wrap技术消除边缘效应；然后根据网络层仿真需要选择信道类型，进行链路层仿真，并将仿真结果曲线封装存储和设置链路层仿真结果接口；
步骤3，设置和初始化消息列表：生成和初始化消息列表，并按照呼叫发起的随机过程产生用户的首次数据包呼叫事件，生成标识该事件的消息，并插入消息列表；产生用户的首批位置更新事件，并将对应的消息插入消息列表；
步骤4，执行分层离散事件驱动的动态仿真：处理非周期性事件和/或周期性事件；
步骤5，输出仿真结果，结束分层离散事件驱动的动态仿真。
3. 根据权利要求1所述的网络性能的分层动态仿真的实现方法，其特征在于：所述宽带移动通信系统参数接口模块可以与但不限于WiMax、WiFi、HSDPA、HSUPA、802.20、LTE或AIE宽带移动通信系统进行接口，从而提取宽带移动通信系统的特征参数，进行网络层性能的分层动态仿真。
4. 根据权利要求2所述的网络性能的分层动态仿真的实现方法，其特征在于：所述步骤4进一步包括下列操作内容：
步骤1，查询消息列表，搜索当前时间点的消息，形成当前时间点临时消息列表；
步骤2，判断当前时间点的临时消息列表是否为空？如果不为空，顺序执行后续步骤；否则，跳转执行步骤9；
步骤3，获取下一条消息；
步骤4，对消息进行分析，根据消息类型确定对应事件的处理层次，判断发生该事件的用户、基站、网关；
步骤5，根据事件类型和与该事件相关的用户、基站、网关的解析结果，分别调用用户、基站、网关的对应模块对该消息所标识事件进行处理，处理不同模块产生的事件要遵循预先确定的先后顺序，以维持仿真系统的因果性，确保仿真结果正确；处理事件时，先根据事件类型和事件对应的层次，确定要对该事件进行的操作，再根据与该事件相关的用户、基站或者网关，确定操作需要更新的系统数据位置；在进行系统数据更新时，要充分利用当前的系统数据，根据事件类型确定操作，对当前的系统数据进行运算、变换，并将得到的结果存储于相应位置，从而实现相应系统数据的更新，并以更新的系统数据作为步骤7的判断依据；
步骤6，事件处理完毕，删除该消息，防止在后续仿真时间点，对该消息的误处理，导致仿真结果错误；也防止过期的消息导致消息列表的查询速度减慢；
步骤7，判断是否产生新消息，如果产生新消息，顺序执行后续步骤；否则，跳回执行步骤2；
步骤8，新消息是由新事件所产生，根据该新事件将会发生的仿真时间点，将新消息插入消息列表后，返回执行步骤二，继续进行系统的仿真；
步骤9，处理周期性事件，即对某些在设定周期的时间点上必然发生、不用消息进行标识的事件进行处理，以省略消息交互操作，提高处理速度；处理不同模块产生的周期性事件时，也要遵循预先给定的模块先后执行顺序，以维持仿真系统的因果性，确保仿真结果正确；所述周期性事件至少包括信干比估算模块、数据包调度模块、自适应调制编码模块、信干比精确计算模块、HARQ模块、功率控制/分配模块和切换模块的部分事件，且在各个不同的宽带移动通信系统中，周期性事件各有所不同，要对其作具体定义；其中，在执行信干比估算模块、信干比精确计算模块、功率控制模块和切换模块事件时，需要调用信道模型模块和使用干扰wrap技术来计算干扰；批生成位置更新事件时需使用运动wrap技术；
步骤10，判断是否到达设定的仿真的实际系统运营时间，如果没有到达，则返回执行步骤1；否则，执行权利要求2中的步骤5。
5. 根据权利要求2所述的网络性能的分层动态仿真的实现方法，其特征在于：在下行网关到基站、基站到用户方向的处理过程中，无论周期性事件还是非周期性事件的处理，都要遵循预先确定的处理流程，以维持仿真系统的因果性，其事件处理的流程包括如下步骤：
步骤1，宽带移动通信系统参数接口模块：设置宽带移动通信系统的各种特征参数和动态仿真初始化参数：设置的特征参数包括但不限于数据带宽、接入方式、子载波数目、天线配置数目，初始化参数包括但不限于切换门限、TCP拥塞窗、时间频率资源、运动模型类型、用户和基站的最大、最小发射功率、仿真用户数；
步骤2，运动和位置更新：根据步骤1给出的运动类型产生用户的运动和位置更新批生成事件；
步骤3，数据包呼叫：网关针对用户的业务类型，产生对应的首批数据包呼叫事件和呼叫结束后发起新的数据包呼叫事件；
步骤4，呼叫接纳控制：基站根据当前小区或扇区业务负载情况，通过呼叫接纳控制算法，判断步骤3产生的数据包呼叫能否接入网络，如果不能接纳，则产生拒绝消息，返回步骤3，重新发起呼叫，反之，则转步骤5；
步骤5，数据包产生：网关得到接纳消息后，根据用户业务类型，按照业务随机模型，产生相应的数据包；
步骤6，TCP包映射：根据用户的业务质量QoS要求，将上一步产生的数据包分割为多个等长度的TCP包，如果最后一个TCP包的长度大于纯数据的长度，则填充冗余比特；
步骤7，TCP拥塞控制：为了防止TCP数据包拥塞，采用拥塞避免和慢启动机制来进行拥塞控制；
步骤8，IP包呼叫：将TCP包分割映射为多个IP包，而每个IP包又分割映射为多个媒体接入控制MAC数据包，并且产生MAC包呼叫事件；
步骤9，信干比估算：利用信道模型模块给出的衰落信道响应信息，估算用户的链路信干比，从而大致判断用户链路质量；
步骤10，数据包调度：基站对所有用户的MAC数据包，根据估算出的用户链路信干比，采用合适的调度算法，为其分配适当的时间、频率资源；
步骤11，自适应调制编码：基站根据用户链路质量和业务质量QoS要求，采用合适的链路自适应算法，确定所有用户链路的调制和编码组合；
步骤12，信干比精确计算：基站根据步骤10和11已经分配好的时间-频率资源、调制编码组合，计算每个用户链路的信号功率和干扰功率，从而得到准确的用户链路信干比计算结果；
步骤13，查误帧率表：根据用户链路信干比计算结果，查找信干比-误帧率表，从而得到当前时刻用户链路对应的误帧率；
步骤14，将上一步得到当前时刻用户链路的误帧率与用户业务质量QoS要求进行比较，判断是否满足QoS要求，如果满足则转步骤16，如果不满足，则转步骤15；
步骤15，HARQ：由于用户数据不满足业务质量QoS要求，因此采用混合自动反馈重传机制，通过合适的数据重传算法，从而达到QoS要求，然后进入步骤16；
步骤16，功率分配：基站针对所有的用户链路，按照它们的业务质量QoS要求和信道模型提供的信道响应特征，采用合适的功率分配算法，为每条用户链路分配相应的发射功率，使其既满足QoS要求，又对其它用户产生最小的干扰；
步骤17，切换：针对所有的用户，按照它们信道模型提供的信道响应特征，计算周围基站到该用户的链路信干比，从而确定是否需要执行切换过程，更新该用户的服务基站；
步骤18，判断是否到达设定的仿真的实际系统运营时间，如果没有到达，则返回执行步骤2；否则，执行步骤19；
步骤19，输出仿真结果，结束分层离散事件驱动的动态仿真；
步骤20，在仿真过程中，信干比估算、信干比精确计算、功率分配和切换模块需要用到信道模型模块提供的信道衰落信息；
步骤21，在仿真过程中，移动核心网数据统计模块通过分层离散事件驱动模块与TCP拥塞控制模块和IP包呼叫模块进行消息交互，对移动核心网的性能指标进行数据统计；
步骤22，在仿真过程中，移动接入网数据统计模块通过分层离散事件驱动模块与数据包调度、自适应调制编码、信干比精确计算、HARQ模块进行消息交互，对移动接入网的性能指标进行数据统计。
6. 根据权利要求2所述的网络性能的分层动态仿真的实现方法，其特征在于：在上行用户到基站、基站到网关方向的处理过程中，无论周期性事件还是非周期性事件的处理，都要遵循预先确定的处理流程，以维持仿真系统的因果性，其事件处理的流程包括如下步骤：
步骤1，宽带移动通信系统参数接口模块：设置宽带移动通信系统的各种特征参数和动态仿真初始化参数：设置的特征参数包括但不限于数据带宽、接入方式、子载波数目、天线配置数目，初始化参数包括但不限于切换门限、TCP拥塞窗、时间频率资源、运动模型类型、用户和基站的最大、最小发射功率、仿真用户数；
步骤2，运动和位置更新：根据步骤1给出的运动类型产生用户的运动和位置更新批生成事件；
步骤3，数据包呼叫：用户针对预先给定的业务类型，产生对应的首批数据包呼叫事件和呼叫结束后发起新的数据包呼叫事件；
步骤4，呼叫接纳控制：基站根据当前小区或扇区业务负载情况，通过呼叫接纳控制算法，判断步骤3产生的数据包呼叫能否接入网络，如果不能接纳，则产生拒绝消息，返回步骤3，重新发起呼叫，反之，则转步骤5；
步骤5，数据包产生：用户得到接纳消息后，根据业务类型，按照业务随机模型，产生相应的数据包；
步骤6，TCP包映射：根据用户的业务质量QoS要求，将上一步产生的数据包分割为多个等长度的TCP包，如果最后一个TCP包的长度大于纯数据的长度，则填充冗余比特；
步骤7，TCP拥塞控制：为了防止TCP数据包拥塞，采用拥塞避免和慢启动机制来进行拥塞控制；
步骤8，IP包呼叫：将TCP包分割映射为多个IP包，而每个IP包又分割映射为多个媒体接入控制MAC数据包，并且产生MAC包呼叫事件；
步骤9，信干比估算：利用信道模型模块给出的衰落信道响应信息，估算用户的链路信干比，从而大致判断用户链路质量；
步骤10，数据包调度：基站对所有用户的MAC数据包，根据估算出的用户链路信干比，采用合适的调度算法，为其分配适当的时间、频率资源；
步骤11，自适应调制编码：基站根据用户链路质量和业务质量QoS要求，采用合适的链路自适应算法，确定所有用户链路的调制和编码组合；
步骤12，信干比精确计算：基站根据步骤10和11已经分配好的时间-频率资源、调制编码组合，计算每个用户链路的信号功率和干扰功率，从而得到准确的用户链路信干比计算结果；
步骤13，查误帧率表：根据用户链路信干比计算结果，查找信干比-误帧率表，从而得到当前时刻用户链路对应的误帧率；
步骤14，将上一步得到当前时刻用户链路的误帧率与用户业务质量QoS要求进行比较，判断是否满足QoS要求，如果满足则转步骤16，如果不满足，则转步骤15；
步骤15，HARQ：由于用户数据不满足业务质量QoS要求，因此采用混合自动反馈重传机制，通过合适的数据重传算法，从而达到QoS要求，然后进入步骤16；
步骤16，功率控制：基站针对所有的用户链路，按照它们的业务质量QoS要求和信道模型提供的信道响应特征，采用合适的功率控制算法，自适应调整每条用户链路的发射功率，使其既满足QoS要求，又对其它用户产生最小的干扰；
步骤17，切换：针对所有的用户，按照它们信道模型提供的信道响应特征，计算该用户到周围基站的链路信干比，从而确定是否需要执行切换过程，更新该用户的服务基站；
步骤18，判断是否到达设定的仿真的实际系统运营时间，如果没有到达，则返回执行步骤2；否则，执行步骤19；
步骤19，输出仿真结果，结束分层离散事件驱动的动态仿真；
步骤20，在仿真过程中，信干比估算、信干比精确计算、功率控制和切换模块需要用到信道模型模块提供的信道衰落信息；
步骤21，在仿真过程中，移动核心网数据统计模块通过分层离散事件驱动模块与TCP拥塞控制模块和IP包呼叫模块进行消息交互，对移动核心网的性能指标进行数据统计；
步骤22，在仿真过程中，移动接入网数据统计模块通过分层离散事件驱动模块与数据包调度、自适应调制编码、信干比精确计算、HARQ模块进行消息交互，对移动接入网的性能指标进行数据统计。
7. 根据权利要求2所述的网络性能的分层动态仿真的实现方法，其特征在于：所述事件是能够引发系统状态改变的操作或活动，所述消息是事件参数的载体，用于标识某种类型事件的发生，并携带该事件需要的入口参数；所述事件与消息一一对应；
在离散事件仿真系统中，事件分为两种：按照设定周期发生、并预知发生仿真时间点的周期性事件和随机发生、无法预知事件发生时间点的非周期性事件；非周期性事件又分为两类：由别的非周期性事件引发、无法预知其自身发生仿真时间点的第一类非周期性事件，非由别的事件引发、仿真时间点的产生是按照某种随机模型生成的第二类非周期性事件；当标识第二类非周期性事件发生顺序的消息批生成时，被称作批生成事件：一次性产生、持续一段实际系统运营时间的大量事件；批生成事件只取决于随机模型，可减少很多消息的交互，节省仿真时间，但要预先多占用存储资源，应在仿真速度和存储空间之间进行折中。
8. 根据权利要求2所述的网络性能的分层动态仿真的实现方法，其特征在于：在下述步骤操作中使用批生成事件，以节省仿真时间：
权利要求2的步骤3中初始化消息列表时，生成初始的数据包呼叫和首批位置更新事件；
权利要求4的步骤5中处理呼叫结束事件时，生成用户的下次数据包呼叫事件；
权利要求4的步骤9中用户的位置更新事件都是作为非周期性事件而批生成。
9. 根据权利要求2所述的网络性能的分层动态仿真的实现方法，其特征在于：所述步骤2进一步包括下列操作内容：设置路径损耗/增益数值表，用于存储仿真区域每个小方格中心到各个基站之间的路径损耗或增益，以便仿真计算处于某个方格内的用户的路径损耗时，直接根据该方格编号，从该数值表中读取相应数值，可快速获得路径损耗，显著节省仿真时间；且在存储路径损耗/增益数值表时，可根据仿真区域的对称特性，对存储的数据进行压缩处理。
10. 根据权利要求3或4所述的网络性能的分层动态仿真的实现方法，其特征在于：在网络分层动态仿真过程中，既可以同时包括下行网关到基站、基站到用户方向的处理过程以及上行用户到基站、基站到网关方向的处理过程，也可以只单独包括下行网关到基站、基站到用户方向的处理过程或者上行用户到基站、基站到网关方向的处理过程。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Open date: 20080806 |