專利名稱：一種基于物理層抽象算法的異構(gòu)網(wǎng)動態(tài)系統(tǒng)級仿真方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于無線通信技術(shù)領(lǐng)域，涉及LTE(Long Term Evolution，長期演進)和 802. Iln W^l^jNffi-n > RBIR(received block mean mutual information rate, ^i5F^ 互信息率)物理層抽象算法，提出了一種基于物理層抽象算法的異構(gòu)網(wǎng)動態(tài)系統(tǒng)級仿真方 法。
背景技術(shù)：
目前隨著無線通信技術(shù)發(fā)展迅速，各種標(biāo)準(zhǔn)在不斷被更新，新的無線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和 技術(shù)也不斷被提出。人們也對無線通信系統(tǒng)提出了更高的要求，如更高的傳輸速率、更高 的服務(wù)質(zhì)量以及更為廣泛的接入等，這樣的需求使得跨層設(shè)計受到了極大的關(guān)注另外，無 線局域網(wǎng)與蜂窩移動通信網(wǎng)絡(luò)的融合必將是大勢所趨。LTE(Long Term Evolution，長 期演進)作為對現(xiàn)有3G技術(shù)的增強和演進，是最新一代蜂窩移動通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；目前， Wi-Fi (wireless fidelity，無線保真/無線相容性認證)，即IEEE 802. 11系列作為高速無 線局域網(wǎng)的主要標(biāo)準(zhǔn)得到了廣泛的應(yīng)用，802. Iln已經(jīng)成為下一代主流高速無線局域網(wǎng)技 術(shù)。而LTE和802. Iln異構(gòu)網(wǎng)融合后系統(tǒng)將極其復(fù)雜，使用常見的靜態(tài)的或者準(zhǔn)靜態(tài)的方 式，進行系統(tǒng)級仿真，計算數(shù)據(jù)量龐大，復(fù)雜度極高，因此對無線通信系統(tǒng)分析與設(shè)計變得 更加困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問題是目前的無線通信中，一方面，針對802. Iln和LTE融合而 成的異構(gòu)網(wǎng)，系統(tǒng)極其復(fù)雜；另一方面，使用常見的靜態(tài)的或者準(zhǔn)靜態(tài)的方式，進行系統(tǒng)級 仿真，計算數(shù)據(jù)量龐大，復(fù)雜度極高，故欲對802. Iln和LTE融合而成的異構(gòu)網(wǎng)進行系統(tǒng)級 仿真，可謂是難上加難。本發(fā)明的技術(shù)方案為一種基于物理層抽象算法的異構(gòu)網(wǎng)動態(tài)系統(tǒng)級仿真方法， 對802. Iln和LTE融合而成的異構(gòu)網(wǎng)進行動態(tài)的系統(tǒng)級仿真，包括如下步驟第一步，確定接入的網(wǎng)絡(luò)為802. Iln或LTE ；第二步，確定選擇的調(diào)制編碼方式MCS，所述調(diào)制編碼方式MCS包括LTE蜂窩移動 通信網(wǎng)絡(luò)的調(diào)制編碼方式或802. Iln無線局域網(wǎng)絡(luò)的調(diào)制編碼方式；第三步，利用RB^物理層抽象算法建立LTE和802. Iln異構(gòu)網(wǎng)的統(tǒng)一空中接口抽 象模型，由實時信道信息得到塊平均互信息率RB^ ；第四步，利用上述統(tǒng)一的空中接口抽象模型，通過鏈路級仿真，在LTE和802. Iln 通信網(wǎng)絡(luò)的單輸入單輸出SISO以及多輸入多輸出MIMO系統(tǒng)中不同的MCS條件下，由塊平 均互信息率RBIR得到塊誤碼BLER，BLER與RBIR的函數(shù)簇為
1 ( RBIR -(X^BLER = fNETMSC(RBIR,,^2) = -erfc -L
1 V a2 J .
對于確定的網(wǎng)絡(luò)NET和調(diào)制編碼方式MSC，即可確定相應(yīng)的函數(shù)參數(shù)αρα 2，從而
3確定確定BLER與RB^的函數(shù)；第五步，將每一次傳輸實際的編碼調(diào)制與檢測過程建模為一次伯努利實驗，當(dāng)每 一時刻無線鏈路的狀態(tài)給定后，每一個用戶傳輸?shù)慕y(tǒng)計塊誤碼BLER值是通過RB^物理層 抽象算法計算得到的，伯努利實驗產(chǎn)生
均勻分布的隨機數(shù)a :a >= BLER，傳輸無誤； a < BLER，傳輸錯誤，得到該傳輸包傳輸?shù)恼`；第六步，判斷實驗結(jié)束與否否，回到第一步；是，統(tǒng)計仿真結(jié)果。為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明針對802. Iln和LTE異構(gòu)網(wǎng)融合，提出了一 種基于物理層抽象算法的異構(gòu)網(wǎng)動態(tài)系統(tǒng)級仿真方法，實現(xiàn)了動態(tài)的系統(tǒng)級仿真，并且極 大地降低了計算復(fù)雜度。物理層抽象可以將無線信道即時的狀態(tài)通過一個或幾個簡單的量 反映給系統(tǒng)的高層模塊，從而實現(xiàn)跨層信息的交互，達到系統(tǒng)整體性能的優(yōu)化。RB^物理 層抽象算法，作為一種以信息論原理為基礎(chǔ)的物理層抽象算法，不需要調(diào)整參數(shù)，具有一般 性。本發(fā)明利用物理層抽象算法，將復(fù)雜物理層的鏈路仿真簡化、抽象為一個簡單的一元帶 參數(shù)函數(shù)，屏蔽了物理層協(xié)議的細節(jié)，將802. Iln和LTE不同的物理層，抽象為統(tǒng)一的空中 接口模型，作為跨層模塊。本發(fā)明的有益效果主要體現(xiàn)兩個方面在第一，針對802. Iln和LTE異構(gòu)網(wǎng)融合，采用RB^物理層抽象算法，簡化LTE和 802. Iln異構(gòu)網(wǎng)的物理層鏈路仿真，建立統(tǒng)一空中接口抽象模型作為跨層模塊；第二，由于復(fù)雜的物理層的鏈路仿真被簡化、抽象為一個簡單的一元帶參數(shù)函數(shù)， 相較一般的系統(tǒng)級仿真，這種簡化的異構(gòu)網(wǎng)動態(tài)系統(tǒng)級仿真方法極大地降低了系統(tǒng)分析與 仿真的計算復(fù)雜度。


圖1為本發(fā)明異構(gòu)網(wǎng)動態(tài)系統(tǒng)級仿真方法流程圖。圖2為本發(fā)明利用物理層抽象算法的異構(gòu)網(wǎng)跨層設(shè)計系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。圖3為現(xiàn)有技術(shù)中一般的802. Iln和LTE異構(gòu)網(wǎng)分層系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。圖4為本發(fā)明在SISO情況下802. Iln網(wǎng)絡(luò)RB^物理層抽象算法仿真結(jié)果。圖5為本發(fā)明在MIMO情況下802. Iln網(wǎng)絡(luò)RB^物理層抽象算法仿真結(jié)果。圖6為本發(fā)明在SISO情況下LTE網(wǎng)絡(luò)RB^物理層抽象算法仿真結(jié)果。圖7為本發(fā)明在MIMO情況下LTE網(wǎng)絡(luò)RB^物理層抽象算法仿真結(jié)果。
具體實施例方式如圖1，本發(fā)明對802. Iln和LTE融合而成的異構(gòu)網(wǎng)進行動態(tài)的系統(tǒng)級仿真，包括 如下步驟對802. Iln和LTE融合而成的異構(gòu)網(wǎng)進行動態(tài)的系統(tǒng)級仿真，包括如下步驟第一步，確定接入的網(wǎng)絡(luò)為802. Iln或LTE ；第二步，確定選擇的調(diào)制編碼方式MCS，所述調(diào)制編碼方式MCS包括LTE蜂窩移動 通信網(wǎng)絡(luò)的調(diào)制編碼方式或802. Iln無線局域網(wǎng)絡(luò)的調(diào)制編碼方式；第三步，利用RB^物理層抽象算法建立LTE和802. Iln異構(gòu)網(wǎng)的統(tǒng)一空中接口抽 象模型，由實時信道信息得到塊平均互信息率RB^ ；CN 102137407 A
說明書
3/5頁第四步，利用上述統(tǒng)一的空中接口抽象模型，通過鏈路級仿真，在LTE和802. Iln 通信網(wǎng)絡(luò)的單輸入單輸出SISO以及多輸入多輸出MIMO系統(tǒng)中不同的MCS條件下，由塊平 均互信息率RBIR得到塊誤碼BLER，BLER與RBIR的函數(shù)簇為
1 ( RBIR -(X^
權(quán)利要求
1. 一種基于物理層抽象算法的異構(gòu)網(wǎng)動態(tài)系統(tǒng)級仿真方法，其特征是對802. Iln和 LTE融合而成的異構(gòu)網(wǎng)進行動態(tài)的系統(tǒng)級仿真，包括如下步驟 第一步，確定接入的網(wǎng)絡(luò)為802. Iln或LTE ；第二步，確定選擇的調(diào)制編碼方式MCS，所述調(diào)制編碼方式MCS包括LTE蜂窩移動通信 網(wǎng)絡(luò)的調(diào)制編碼方式或802. Iln無線局域網(wǎng)絡(luò)的調(diào)制編碼方式；第三步，利用RB^物理層抽象算法建立LTE和802. 1 In異構(gòu)網(wǎng)的統(tǒng)一空中接口抽象模 型，由實時信道信息得到塊平均互信息率RB^ ；第四步，利用上述統(tǒng)一的空中接口抽象模型，通過鏈路級仿真，在LTE和802. Iln通信 網(wǎng)絡(luò)的單輸入單輸出SISO以及多輸入多輸出MIMO系統(tǒng)中不同的MCS條件下，由塊平均互 信息率RBIR得到塊誤碼BLER，BLER與RBIR的函數(shù)簇為1 ( RBIR -(X^ BLER = fNETMSC(RBIR,,^2) = -erfc -L1 V a2 J . 對于確定的網(wǎng)絡(luò)NET和調(diào)制編碼方式MSC，即可確定相應(yīng)的函數(shù)參數(shù)αρα 2，從而確定 確定BLER與RBIR的函數(shù)；第五步，將每一次傳輸實際的編碼調(diào)制與檢測過程建模為一次伯努利實驗，當(dāng)每一時 刻無線鏈路的狀態(tài)給定后，每一個用戶傳輸?shù)慕y(tǒng)計塊誤碼BLER值是通過RB^物理層抽象 算法計算得到的，伯努利實驗產(chǎn)生W，l]均勻分布的隨機數(shù)a :a> =BLER,傳輸無誤；a < BLER，傳輸錯誤，得到該傳輸包傳輸?shù)恼`；第六步，判斷實驗結(jié)束與否否，回到第一步；是，統(tǒng)計仿真結(jié)果。
全文摘要
一種基于物理層抽象算法的異構(gòu)網(wǎng)動態(tài)系統(tǒng)級仿真方法，針對LTE蜂窩移動通信網(wǎng)絡(luò)與基于Wi-Fi無線傳輸標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議802.11n的下一代高速無線局域網(wǎng)的異構(gòu)網(wǎng)融合，利用物理層抽象算法，將復(fù)雜物理層的鏈路仿真簡化、抽象為一個簡單的一元帶參數(shù)函數(shù)，屏蔽了物理層協(xié)議的細節(jié)，將802.11n和LTE不同的物理層，抽象為統(tǒng)一的空中接口模型，作為跨層模塊。本發(fā)明提出了一種基于物理層抽象算法的異構(gòu)網(wǎng)動態(tài)系統(tǒng)級仿真方法，實現(xiàn)了動態(tài)的系統(tǒng)級仿真，并且極大地降低了計算復(fù)雜度。
文檔編號H04W16/22GK102137407SQ20111005499
公開日2011年7月27日 申請日期2011年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月8日
發(fā)明者印芷漪, 張威, 張金寶, 王婉苓, 衡偉 申請人:東南大學(xué)