CN105792270A

CN105792270A - 一种适用于WiMAX系统的离散事件仿真方法及其平台

Info

Publication number: CN105792270A
Application number: CN201410816620.2A
Authority: CN
Inventors: 赵涛; 李建岐; 赵勇; 高鸿坚; 安春燕; 朱伟义
Original assignee: State Grid Corp of China SGCC; China Electric Power Research Institute Co Ltd CEPRI; State Grid Shandong Electric Power Co Ltd
Current assignee: State Grid Corp of China SGCC; China Electric Power Research Institute Co Ltd CEPRI; State Grid Shandong Electric Power Co Ltd
Priority date: 2014-12-24
Filing date: 2014-12-24
Publication date: 2016-07-20

Abstract

本发明提出一种适用于WiMAX系统的离散事件仿真方法及其平台，所述方法包括(1)仿真：初始化结束条件为FALSE，初始化系统状态变量，初始化时钟，调度初始化事件或将初始事件放入事件列表；(2)循环：将时钟设置成下一事件发生时刻，执行下一事件，并将其从事件列表中移除，更新统计数据；(3)当设定的结束条件为真时，仿真循环结束，同时系统产生统计报告。所述平台包括物理层、MAC层、网络层、应用层和信道；所述MAC层及网络层协议之间安装在设备模型内；所述应用层协议承载在网络层上。本发明仿真内容和实际情况相似度高，可较真实地评估通信系统承载业务能力。

Description

一种适用于WiMAX系统的离散事件仿真方法及其平台

技术领域

本发明涉及一种仿真方法，具体讲涉及一种适用于WiMAX系统的离散事件仿真方法及其平台。

背景技术

WiMAX全称为WorldInteroperabilityforMicrowaveAccess，即全球微波接入互操作性。WiMAX称为IEEE802.16标准,即宽带无线接入(BroadbandWirelessAccess,BWA)标准。它是一项无线城域网技术,是针对微波和毫米波频段提出的一种新的空中接口标准。WiMAX具有远距离、高带宽传输特点，其网络性能和网络架构符合电力业务分布特点。然而，WiMAX在中国的使用和推广面临频点申请难题。1991年，无线电管理委员会批准230MHz频段的15对双工频点和10个单工频点作为无线负荷管理系统的专用频点(【(1991)国无管字5号】)。因此需要提供一种基于230MHz的WiMAX系统需要对数据链路层协议作大量的改进的技术方案，以既要利用IEEE802.16成熟协议的优势，又要适应230MHz频段的新特点。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出一种适用于WiMAX系统的离散事件仿真方法及其平台，实现链路层关键技术及系统性能仿真，本发明设计了230MHzWiMAX系统的仿真架构，将系统各部分抽象为应用、设备、信道、协议等网络组件。本发明将系统组网、发送、接收、时间调度、冲突/退避等行为抽象为事件，为每个事件设定时间标签，实现网络级仿真，通过仿真获得230MHzWiMAX系统性能指标。实现了基站、终端两种设备模型，分别采用不同的协议进行工作。基于230MHz频段无线信道特性建立了信道模型。本发明可仿真230MHzWiMAX系统的功能、性能等，作为数据链路层网络层的设计和优化依据。本发明根据用电信息采集规约建立了应用层发送模型，模拟符合规约的应用层数据发送行为。本发明针为协议的改进和评估提供有效手段。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

一种适用于WiMAX系统的离散事件仿真方法，其改进之处在于，所述方法包括

(1)仿真：初始化结束条件为FALSE，初始化系统状态变量，初始化时钟，调度初始化事件或将初始事件放入事件列表；

(2)循环：将时钟设置成下一事件发生时刻，执行下一事件，并将其从事件列表中移除，更新统计数据；

(3)当设定的结束条件为真时，仿真循环结束，同时系统产生统计报告。

优选的，所述离散事件仿真中的时间是跳跃的，其事件是瞬时发生的，所述时钟用一个64比特的整数表示。

优选的，所述事件列表包括用事件发生的时刻和类型来描述一个事件，事件类型标识用于仿真事件的代码，事件代码都是参数化的，事件描述中还包含表示事件代码的参数。

优选的，所述统计数据用于记录系统的统计数据，用以表示一些需要的统计量。

优选的，所述结束条件包括到达某个时间、在处理n个事件后和当统计量达到某值时。

本发明基于另一目的提供的一种适用于WiMAX系统的离散事件仿真平台，其改进之处在于，所述平台包括物理层、MAC层、网络层、应用层和信道；

所述物理层包括基站和终端两类设备模型，用于完成协议安装、信道接入、发送/接收行为；

所述MAC层及网络层协议之间安装在设备模型内；所述应用层协议承载在网络层上。

优选的，所述应用层参照DL/T645规约，模拟用电信息采集系统的实际帧长和发送频率，仿真用电信息采集系统的交互行为，验证通信承载能力。

优选的，所述信道采用230MHz频段，将实测数据导入信道模型，起包括衰减特性，宽带和窄带噪声特性。

与现有技术比，本发明的有益效果为：

1、本发明是一种适用于WiMAX系统的离散事件仿真方法，可实现链路层及网络层(可选)关键技术及系统性能仿真。

2、该仿真占用很少的计算机资源，运行速度快。300节点规模的网络，1次抄收数据，仿真时间在2秒之内。

3、导入经过实测的230MHz频段数据，使仿真更加真实有效。

4、该仿真可根据需要灵活地输出希望获得的统计数据，如：信道接入时间，不同信道场景下的误码率、丢包率、重传次数等。

5、本发明根据用电信息采集规约建立了应用层发送模型，模拟符合规约的应用层数据发送行为。仿真内容和实际情况相似度高，可较真实地评估通信系统承载业务能力。

附图说明

图1为一种适用于WiMAX系统的离散事件仿真方法流程图。

图2为本发明提供的一种适用于WiMAX系统的离散事件仿真结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。

本发明提出一种适用于WiMAX系统的离散事件仿真方法。具体方案为：

利用面向对象的思想，将基站、终端抽象为两类设备模型(NetDevice)，模型实现基本的物理层信息，并预留MAC协议接口及网络层协议接口，设备模型可完成协议安装、信道接入、发送/接收等行为。

MAC层及网络层协议之间安装在设备模型内上。应用层协议(645App)承载在网络层之上。应用层参照DL/T645规约，模拟用电信息采集系统的实际帧长和发送频率，可高度仿真用电信息采集系统的交互行为，验证通信承载能力。

信道(230Channel)采用230MHz频段，将实测数据导入信道模型。包括衰减特性，宽带、窄带噪声特性等。附图2为仿真模型架构图。

如附图1所示，本发明采用一种适用于WiMAX系统的离散事件仿真方法，本发明采用的离散事件仿真方法关键要素包括：系统状态变量、系统事件发生逻辑。这两个因素与被仿真的行为本身有直接关系。具体如下：

1)开始：初始化结束条件为FALSE。初始化系统状态变量。初始化时钟(Clock)。调度(Schedule)初始化事件(即将初始事件放入事件列表。

2)循环(“Doloop”or“Whileloop”)：

While(结束条件(EndingCondition)为FALSE)thendo：

{

将时钟设置成下一事件发生时刻。

执行下一事件，并将其从事件列表(EventsList)中移除。

更新统计数据。

}

3)结束(End)：当设定的结束条件为真时，仿真循环结束，同时系统产生统计报告。

其中，本发明所涉及的其它因素具体如下：

(1)时钟。仿真系统必须要保持对当前仿真时间的跟踪。本发明的离散事件仿真中时间是跳跃的，事件是瞬时发生的。随着仿真的进展，时钟跳跃到下一事件的开始时间。本方法内部仿真时钟用一个64比特的整数表示。

(2)事件列表。该方法设计了维护一个仿真事件列表，一个事件用事件发生的时刻和类型来描述，事件类型标识用于仿真事件的代码，事件代码都是参数化的，事件描述中还包含表示事件代码的参数。

(3)随机数发生器。根据系统模型，仿真系统需要产生各种类型的随机变量。这由一个或多个伪随机数发生器产生。

(4)统计数据

仿真系统通常会记录系统的统计数据，用以表示一些需要的统计量。

(5)结束条件

事件是自举的，理论上来说离散事件仿真系统可以永远运行下去。因此，本发明设计了三种结束条件：1、到达某个时间2、在处理n个事件后3、当统计量达到某值时。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，所属领域的普通技术人员参照上述实施例依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。

Claims

1.一种适用于WiMAX系统的离散事件仿真方法，其特征在于，所述方法包括

2.如权利要求1所述的一种适用于WiMAX系统的离散事件仿真方法，其特征在于，所述离散事件仿真中的时间是跳跃的，其事件是瞬时发生的，所述时钟用一个64比特的整数表示。

3.如权利要求1所述的一种适用于WiMAX系统的离散事件仿真方法，其特征在于，所述事件列表包括用事件发生的时刻和类型来描述一个事件，事件类型标识用于仿真事件的代码，事件代码都是参数化的，事件描述中还包含表示事件代码的参数。

4.如权利要求1所述的一种适用于WiMAX系统的离散事件仿真方法，其特征在于，所述统计数据用于记录系统的统计数据，用以表示一些需要的统计量。

5.如权利要求1所述的一种适用于WiMAX系统的离散事件仿真方法，其特征在于，所述结束条件包括到达某个时间、在处理n个事件后和当统计量达到某值时。

6.一种适用于WiMAX系统的离散事件仿真平台，其特征在于，所述平台包括物理层、MAC层、网络层、应用层和信道；

7.如权利要求6所述的一种适用于WiMAX系统的离散事件仿真平台，其特征在于，所述应用层参照DL/T645规约，模拟用电信息采集系统的实际帧长和发送频率，仿真用电信息采集系统的交互行为，验证通信承载能力。

8.如权利要求6所述的一种适用于WiMAX系统的离散事件仿真平台，其特征在于，所述信道采用230MHz频段，将实测数据导入信道模型，起包括衰减特性，宽带和窄带噪声特性。