CN104427514B - 一种对通信网络进行仿真的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种对通信网络进行仿真的方法和装置，在通信网络中选定一个仿真区域；将所述仿真区域划分为多个邻接的第一类子区域；将所述第一类子区域沿着各自的分区边线向外扩展第一长度，作为第二类子区域；将每一个所述第二类子区域封装在一个仿真任务中，获取执行所述仿真任务得到的第二类子区域的仿真子数据；对所述第二类子区域的仿真子数据进行合并。仿真区域规模较大，则将仿真区域划分为若干个更小的子区域，将这些更小的子区域发送给不同的仿真机对子区域进行仿真，将大规模仿真分解为若干个仿真任务，提高了仿真效率，解决了大规模仿真速度慢的问题。

Description

一种对通信网络进行仿真的方法和装置

技术领域

本发明涉及通信网络技术，特别是指一种对通信网络进行仿真的方法和装置。

背景技术

目前时分同步码分多址(TD-SCDMA，Time Division-Synchronous Code DivisionMultiple Access)及分时长期演进(TD-LTE，Time Division Long Term Evolution)网络规划技术中，对于规划区域的仿真是基于规划区域的外接矩形进行仿真，最后用规划区域去裁剪外接矩形内的仿真结果。

若仿真区域内站点较多或者面积较大，目前的规划技术的仿真或者计算效率较低，这种仿真区域内站点较多或者面积较大的多边形包括：面积很大的斜长条多边形，仿真时外接矩形包含的无效区域栅格占比过多；面积较大的规划区域，无效栅格不多，但是仿真工程本身计算工作量大。

现有技术存在如下问题：随着通信网络的扩张，各地仿真规模也逐步增大，单机仿真的计算能力以及内存已逐渐不能满足大规模仿真的需求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种对通信网络进行仿真的方法和装置，解决现有技术中，单机仿真已逐渐不能满足大规模仿真的缺陷。

为解决上述技术问题，本发明的实施例提供一种对通信网络进行仿真的方法，应用于主仿真机，方法包括：在通信网络中选定一个仿真区域；将所述仿真区域划分为多个邻接的第一类子区域；将所述第一类子区域沿着各自的分区边线向外扩展第一长度，作为第二类子区域；将每一个所述第二类子区域封装在一个仿真任务中，获取执行所述仿真任务得到的第二类子区域的仿真子数据；对所述第二类子区域的仿真子数据进行合并。

所述的方法中，将所述仿真区域划分为多个邻接的第一类子区域，包括：以所述仿真区域的几何中心作为中心点，沿着经线方向和纬线方向，以通过所述中心点的两条分区边线将所述仿真区域划分为四个邻接的第一类子区域。

所述的方法中，所述仿真区域包含的基站数目大于阈值M或者栅格数目大于阈值N；若将第一类子区域沿着各自的分区边线向外扩展第一长度后的扩展子区域中包含的基站数目小于等于阈值M且栅格数目小于等于阈值N，则作为所述第二类子区域。

所述的方法中，将第一类子区域沿着各自的分区边线向外扩展第一长度之后还包括：若所述扩展子区域中包含的基站数目大于阈值M或者栅格数目大于阈值N，则对该扩展子区域再次执行划分，并对划分后的子区域再次执行向外扩展，直至每一个扩展子区域中包含的基站数目小于等于阈值M且栅格数目小于等于阈值N，才确定当前的扩展子区域是所述第二类子区域。

所述的方法中，对所述第二类子区域的仿真子数据进行合并具体包括：对于每一个第二类子区域的仿真子数据，在该第二类子区域中确定对应的第一类子区域所占据的有效区域，并提取所述有效区域中的仿真子数据放置在所述第一类子区域中，形成第一类仿真子区域；合并各个所述第一类仿真子区域。

所述的方法中，若将第一类子区域沿着各自的分区边线向外扩展第一长度之前还包括剪裁扩展步骤：将第一类子区域沿着各自的分区边线向外扩展第二长度，得到第三类子区域，所述第二长度小于第一长度；则对所述第二类子区域的仿真子数据进行合并具体包括：对于每一个第二类子区域的仿真子数据，在该第二类子区域中确定对应的第三类子区域所占据的有效区域，并提取所述有效区域中的仿真子数据放置在所述第三类子区域中，形成第二类仿真子区域；合并各个所述第二类仿真子区域。

一种对通信网络进行仿真的装置，包括：仿真区域单元，用于在通信网络中选定一个仿真区域；划分单元，用于将所述仿真区域划分为多个邻接的第一类子区域；子区域扩展单元，用于将第一类子区域沿着各自的分区边线向外扩展第一长度，作为第二类子区域；仿真任务单元，用于将每一个第二类子区域封装在一个仿真任务中，获取执行所述仿真任务得到的第二类子区域的仿真子数据；合并单元，用于对所述第二类子区域的仿真子数据进行合并。

所述的装置中，划分单元包括：中心划分模块，用于以所述仿真区域的几何中心作为中心点，沿着经线方向和纬线方向，以通过所述中心点的两条分区边线将所述仿真区域划分为四个邻接的第一类子区域。

所述的装置中，合并单元包括：第一合并模块，用于对于每一个第二类子区域的仿真子数据，在该第二类子区域中确定对应的第一类子区域所占据的有效区域，并提取所述有效区域中的仿真子数据放置在所述第一类子区域中，形成第一类仿真子区域；合并各个所述第一类仿真子区域。

所述的装置中，还包括：剪裁扩展单元，用于在将第一类子区域沿着各自的分区边线向外扩展第一长度之前，将第一类子区域沿着各自的分区边线向外扩展第二长度，得到第三类子区域，所述第二长度小于第一长度；合并单元包括第一合并模块，第一合并模块，用于对于每一个第二类子区域的仿真子数据，在该第二类子区域中确定对应的第三类子区域所占据的有效区域，并提取所述有效区域中的仿真子数据放置在所述第三类子区域中，形成第二类仿真子区域，合并各个所述第二类仿真子区域。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：若仿真区域包含的基站数目大于阈值M或者栅格数目大于阈值N，则将仿真区域划分为若干个更小的子区域，使得被用于仿真的子区域中包含的基站数目小于等于阈值M，栅格数目小于等于阈值N，发送给不同的仿真机对子区域进行仿真，将大规模仿真分解为若干个仿真任务，提高了仿真效率，解决了大规模仿真速度慢的问题。

附图说明

图1表示一种对通信网络进行仿真的方法的流程示意图；

图2表示在通信网络中选定一个仿真区域的示意图；

图3表示将仿真区域划分为多个邻接的第一类子区域的示意图；

图4表示将第一类子区域沿分区边线向外扩展第二长度的示意图；

图5表示将第一类子区域沿分区边线向外扩展第一长度的示意图；

图6表示基于第二类子区域形成的仿真结果的示意图；

图7表示拼接各第二类子区域的仿真子数据得到的仿真结果的专题图图层；

图8表示对仿真区域进行整体仿真得到的仿真结果的专题图图层。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

现有通信网络技术的发展过程中，对仿真规模的要求越来越高，本发明实施例中通过设计算法对大规模的通信网络进行仿真。仿真过程中涉及的若干个概念中：

多边形，在地图上绘制的一定区域。

规划区域，地图上的多边形，在一次仿真中在地图上所定义的一个地理区域。

仿真任务，指分布式计算机每个节点负责一个独立的子规划区域(简称：子区域)的仿真工作，即一项仿真任务。

本发明实施例提供一种对通信网络进行仿真的方法，应用于主仿真机，如图1所示，方法包括：

步骤101，在通信网络中选定一个仿真区域；

步骤102，将所述仿真区域划分为多个邻接的第一类子区域；

步骤103，将第一类子区域沿着各自的分区边线向外扩展第一长度，作为第二类子区域；

步骤104，将每一个第二类子区域封装在一个仿真任务中，获取执行所述仿真任务得到的第二类子区域的仿真子数据；

步骤105，对所述第二类子区域的仿真子数据进行合并。

应用所提供的技术，当仿真区域过大时，例如包含的基站数目大于阈值M或者栅格数目大于阈值N，则将仿真区域划分为若干个更小的子区域，将这些更小的子区域发送给不同的仿真机进行仿真，如此，实现了将大规模仿真分解为若干个小规模仿真任务，提高了仿真效率，解决了大规模仿真速度慢的问题。

在一个优选实施例中，按照一定的要求或无线通信网络的实际情况绘制一个区域，设置该区域为仿真区域，如图2所示，粗线边框围绕的区域是仿真区域。

如图3所示，确定仿真区域的中心点，自中心点处将所述仿真区域划分为多个邻接的第一类子区域A11、A12、A21和A22，在一个优选实施例中，将所述仿真区域划分为多个邻接的第一类子区域，包括：

以所述仿真区域的几何中心作为中心点，沿着经线方向和纬线方向，以通过所述中心点的两条分区边线将所述仿真区域划分为四个邻接的第一类子区域。

确定仿真区域的中心点有若干种方式，可以预先指定一个中心点，或者计算其几何中心点，或者根据仿真区域中基站的分布情况计算出一个中心点。

在一个优选实施例中，所述仿真区域包含的基站数目大于阈值M或者栅格数目大于阈值N；

若将第一类子区域沿着各自的分区边线向外扩展第一长度后的扩展子区域中包含的基站数目小于等于阈值M且栅格数目小于等于阈值N，则该扩展子区域作为所述第二类子区域。

在一个优选实施例中，步骤103之前，将第一类子区域沿着各自的分区边线向外扩展第一长度之前还包括剪裁扩展步骤，如图4所示：

将第一类子区域沿着各自的分区边线向外扩展第二长度，得到第三类子区域A11s、A12s、A21s和A22s，所述第二长度的s米小于第一长度的t米。

第二长度具体是一个栅格的边线的长度，例如当栅格是20m*20m时，第二长度具体是s=20m。

由于第二长度小于第一长度，因此从同一个第一类子区域演化而来的第三类子区域的面积是小于其第二类子区域的。

在一个优选实施例中，将第一类子区域沿着各自的分区边线向外扩展第一长度之后还包括：

若所述扩展子区域中包含的基站数目大于阈值M或者栅格数目大于阈值N，则对该扩展子区域再次执行划分(步骤102)，并对划分后的子区域再次执行向外扩展，直至每一个扩展子区域中包含的基站数目小于等于阈值M且栅格数目小于等于阈值N，才确定当前的扩展子区域是所述第二类子区域。

在一个应用场景中，如图3所示，沿仿真区域的中心点按经度纬度方向画分区边线将整个仿真区域划分得到四个多边形A11、A12、A21和A22，

A11、A12、A21和A22分别沿对应的分区边线向外延伸20m(一个栅格)的距离，如图4所示，得到四个多边形A11s、A12s、A21s和A22s。分别延伸一个栅格距离是为了保证切割后的小区域(第三类子区域)的仿真子数据，在后面的拼接过程中不出现无效栅格的现象。

如图5所示，将多边形A11、A12、A21和A22与仿真区域的中心点相交的两条分区边线向外(多边形A11、A12、A21和A22的外部)扩展t米，得到扩展子区域A11T、A12T、A21T和A22T，作为后续分块仿真的第二类子区域。t的值系统自动计算或者自定义配置，t可以是几十米、几百米直至上千米。

向外扩展t米，保证分区边线向外扩展后可以包含第一子区域周围两圈的基站，避免直接四分切割形成的多边形，在仿真时分区边线的栅格处仿真结果因干扰而造成的最终结果不准确。

判定第二类子区域A11T、A12T、A21T和A22T内所包含的基站数目均小于阈值M且包含的栅格数量目均小于阈值N，则将每一个第二类子区域封装在一个仿真任务中；否则，对于不满足条件的扩展子区域继续执行步骤102中的迭代分块，即，若此时的扩展子区域中包含的基站数目大于阈值M或者栅格数目大于阈值N，则对该扩展子区域再次划分，并对划分后的子区域再次执行向外扩展，直至得到符合条件的第二类子区域。

分割后得到C个(本实施例中是四个)第二类子区域A11T、A12T、A21T和A22T，进行分布式计算-将仿真任务分派给各个从仿真机完成。

在一个优选实施例中，执行智能分块的计算机作为主机，主机是分布式仿真的总控制台，将C个第二类子区域分别作为一个独立的仿真任务发送给从机-执行子规划区域仿真的计算机，由从机完成具体的仿真任务。如图6所示，各从机通过计算得到C个第二类子区域的仿真子数据A11R、A12R、A21R和A22R。

为了缩短传输时间，从机在完成仿真任务后，仅将第二类子区域的仿真子数据传回主机，如图7所示，主机将从机的仿真子数据汇总合并，完成仿真子数据图层的叠加分析处理。对完成了仿真任务，具有仿真子数据的第二类子区域进行合并，对C个第二类子区域的仿真子数据进行裁剪，此时需要根据之前是否执行了剪裁扩展步骤来分情况讨论：

在一个优选实施例中，对所述第二类子区域的仿真子数据进行合并具体包括：

对于每一个第二类子区域的仿真子数据，在该第二类子区域中确定对应的第一类子区域所占据的有效区域，并提取所述有效区域中的仿真子数据放置在所述第一类子区域中，形成第一类仿真子区域；

合并各个所述第一类仿真子区域。

具体地，可以采用外边界匹配对齐的方式，在该第二类子区域中确定对应的第一类子区域所占据的有效区域，因为，若第二类子区域的外边界和第一类子区域的外边界是相同的，且通常呈现多边形形状，若外边界对齐，则表明两者已经对齐。有效区域的面积与第二类子区域的面积相同。

在一个优选实施例中，若将第一类子区域沿着各自的分区边线向外扩展第一长度之前还包括剪裁扩展步骤：将第一类子区域沿着各自的分区边线向外扩展第二长度，得到第三类子区域，所述第二长度小于第一长度；

则对所述第二类子区域的仿真子数据进行合并具体包括：对于每一个第二类子区域的仿真子数据，在该第二类子区域中确定对应的第三类子区域所占据的有效区域，并提取所述有效区域中的仿真子数据放置在所述第三类子区域中，形成第二类仿真子区域；

合并各个所述第二类仿真子区域。

具体地，可以采用外边界匹配对齐的方式，在该第二类子区域中确定对应的第三类子区域所占据的有效区域。

采用A11s、A12s、A21s和A22s对应裁剪仿真子数据得到图6中的A11R、A12R、A21R和A22R，得到裁减后的仿真结果进行合并，如图7所示，得到拼接的仿真子数据的专题图图层。

在一个优选实施例中，如果在仿真过程中出现异常情况，主机与从机会根据协议进行通信以确定下一步工作。在全部分布式仿真过程中，主机可以与多台从机进行通信，每台从机只能与主机进行通信，从机之间不能两两进行通信。

将图7所示的仿真子数据的专题图图层与如图8所示的基于原始仿真区域的仿真结果的专题图图层进行比较，且两者使用相同的分段值和色带，所得的仿真结果是一致的。这就表明，本发明实施例提供的技术能够在提升仿真效率的同时，保证仿真结果数据的准确性。

本发明实施例提供一种对通信网络进行仿真的装置，包括：

仿真区域单元，用于在通信网络中选定一个仿真区域；

划分单元，用于将所述仿真区域划分为多个邻接的第一类子区域；

子区域扩展单元，用于将第一类子区域沿着各自的分区边线向外扩展第一长度，作为第二类子区域；

仿真任务单元，用于将每一个第二类子区域封装在一个仿真任务中，获取执行所述仿真任务得到的第二类子区域的仿真子数据；

合并单元，用于对所述第二类子区域的仿真子数据进行合并。

在一个优选实施例中，划分单元包括：

中心划分模块，用于以所述仿真区域的几何中心作为中心点，沿着经线方向和纬线方向，以通过所述中心点的两条分区边线将所述仿真区域划分为四个邻接的第一类子区域。

在一个优选实施例中，合并单元包括：

第一合并模块，用于对于每一个第二类子区域的仿真子数据，在该第二类子区域中确定对应的第一类子区域所占据的有效区域，并提取所述有效区域中的仿真子数据放置在所述第一类子区域中，形成第一类仿真子区域；

合并各个所述第一类仿真子区域。

在一个优选实施例中，还包括：

剪裁扩展单元，用于在将第一类子区域沿着各自的分区边线向外扩展第一长度之前，将第一类子区域沿着各自的分区边线向外扩展第二长度，得到第三类子区域，所述第二长度小于第一长度；

合并单元包括第一合并模块，第一合并模块，用于对于每一个第二类子区域的仿真子数据，在该第二类子区域中确定对应的第三类子区域所占据的有效区域，并提取所述有效区域中的仿真子数据放置在所述第三类子区域中，形成第二类仿真子区域，合并各个所述第二类仿真子区域。

采用本方案之后的优势是：若仿真区域包含的基站数目大于阈值M或者栅格数目大于阈值N，则将仿真区域划分为若干个更小的子区域，使得被用于仿真的子区域中包含的基站数目小于等于阈值M，栅格数目小于等于阈值N，将每一个子区域作为仿真任务发送给不同的从仿真机，由从仿真机对子区域进行仿真，如此，将大规模仿真分解为若干个仿真任务，提高了仿真效率，解决了大规模仿真速度慢的问题。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种对通信网络进行仿真的方法，应用于主仿真机，其特征在于，方法包括：

在通信网络中选定一个仿真区域；

将所述仿真区域划分为多个邻接的第一类子区域；

将所述第一类子区域沿着各自的分区边线向外扩展第一长度，作为第二类子区域；

将每一个所述第二类子区域封装在一个仿真任务中，获取执行所述仿真任务得到的第二类子区域的仿真子数据；

对所述第二类子区域的仿真子数据进行合并；

所述仿真区域包含的基站数目大于阈值M或者栅格数目大于阈值N；

若将第一类子区域沿着各自的分区边线向外扩展第一长度后的扩展子区域中包含的基站数目小于等于阈值M且栅格数目小于等于阈值N，则作为所述第二类子区域。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述仿真区域划分为多个邻接的第一类子区域，包括：

以所述仿真区域的几何中心作为中心点，沿着经线方向和纬线方向，以通过所述中心点的两条分区边线将所述仿真区域划分为四个邻接的第一类子区域。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将第一类子区域沿着各自的分区边线向外扩展第一长度之后还包括：

若所述扩展子区域中包含的基站数目大于阈值M或者栅格数目大于阈值N，则对该扩展子区域再次执行划分，并对划分后的子区域再次执行向外扩展，直至每一个扩展子区域中包含的基站数目小于等于阈值M且栅格数目小于等于阈值N，才确定当前的扩展子区域是所述第二类子区域。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述第二类子区域的仿真子数据进行合并具体包括：

对于每一个第二类子区域的仿真子数据，在该第二类子区域中确定对应的第一类子区域所占据的有效区域，并提取所述有效区域中的仿真子数据放置在所述第一类子区域中，形成第一类仿真子区域；

合并各个所述第一类仿真子区域。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，若将第一类子区域沿着各自的分区边线向外扩展第一长度之前还包括剪裁扩展步骤：将第一类子区域沿着各自的分区边线向外扩展第二长度，得到第三类子区域，所述第二长度小于第一长度，第二长度具体是一个栅格的边线的长度；

则对所述第二类子区域的仿真子数据进行合并具体包括：对于每一个第二类子区域的仿真子数据，在该第二类子区域中确定对应的第三类子区域所占据的有效区域，并提取所述有效区域中的仿真子数据放置在所述第三类子区域中，形成第二类仿真子区域；

合并各个所述第二类仿真子区域。

6.一种对通信网络进行仿真的装置，其特征在于，包括：

仿真区域单元，用于在通信网络中选定一个仿真区域；

划分单元，用于将所述仿真区域划分为多个邻接的第一类子区域；

子区域扩展单元，用于将第一类子区域沿着各自的分区边线向外扩展第一长度，作为第二类子区域；其中，所述仿真区域包含的基站数目大于阈值M或者栅格数目大于阈值N；若将第一类子区域沿着各自的分区边线向外扩展第一长度后的扩展子区域中包含的基站数目小于等于阈值M且栅格数目小于等于阈值N，则作为所述第二类子区域；

仿真任务单元，用于将每一个第二类子区域封装在一个仿真任务中，获取执行所述仿真任务得到的第二类子区域的仿真子数据；

合并单元，用于对所述第二类子区域的仿真子数据进行合并。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，划分单元包括：

中心划分模块，用于以所述仿真区域的几何中心作为中心点，沿着经线方向和纬线方向，以通过所述中心点的两条分区边线将所述仿真区域划分为四个邻接的第一类子区域。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，合并单元包括：

第一合并模块，用于对于每一个第二类子区域的仿真子数据，在该第二类子区域中确定对应的第一类子区域所占据的有效区域，并提取所述有效区域中的仿真子数据放置在所述第一类子区域中，形成第一类仿真子区域；

合并各个所述第一类仿真子区域。

9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括：

剪裁扩展单元，用于在将第一类子区域沿着各自的分区边线向外扩展第一长度之前，将第一类子区域沿着各自的分区边线向外扩展第二长度，得到第三类子区域，所述第二长度小于第一长度，第二长度具体是一个栅格的边线的长度；

合并单元包括第一合并模块，第一合并模块，用于对于每一个第二类子区域的仿真子数据，在该第二类子区域中确定对应的第三类子区域所占据的有效区域，并提取所述有效区域中的仿真子数据放置在所述第三类子区域中，形成第二类仿真子区域，合并各个所述第二类仿真子区域。