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专利号: 2019113468050
申请人: 重庆邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-05-07
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种D2D通信仿真与性能的测试系统,包括数字仿真系统,其特征在于,还包括数据采集硬件,所述数字仿真系统包括用户接口与监测显示模块、环境配置模块和模拟运算模块,其中:

数据采集硬件,与真实蜂窝网络基站连接,用于根据用户需求采集现实环境数据,并将采集的现实环境数据发送给数字仿真系统的环境配置模块和模拟运算模块;

所述用户接口与监测显示模块,用接收用户指令和参数配置、显示模拟和测试结果;

所述环境配置模块,用于接收所述用户接口与监测显示模块中的用户指令和参数配置并接收数据采集硬件采集的现实环境数据,根据数据采集硬件采集的现实环境数据和/或参数配置,对模拟运算模块进行模拟运算初始化配置;

所述模拟运算模块,用于接收所述用户接口与监测显示模块中的用户指令和接收数据采集硬件采集的现实环境数据,根据接收的用户指令、环境配置模块的配置和数据采集硬件采集的现实环境数据,对真实蜂窝网络的物理运行逻辑和过程进行模拟;

所述环境配置模块根据来自用户接口与监测显示模块的用户输入的参数配置进行配置模拟运行模块;或者读取数据采集硬件采集的现实环境数据配置模拟运算模块;或者同时根据参数配置用户接口与监测显示模块的用户输入的参数配置和数据采集硬件采集的现实环境数据配置模拟运算模块;

所述环境配置模块对模拟运算模块进行配置时,配置的参数包括:仿真蜂窝网络规模范围、基站节点的位置、基站节点的状态、基站节点的最大上传带宽、基站节点的最大服务容量、用户节点数量、各用户节点的类型、各用户节点的状态、各用户节点的位置、各用户节点的运动模式、用户节点与基站节点的数据请求模式、各用户节点的D2D通信范围、各用户节点的D2D通信模式、各用户节点的最大上传带宽、各用户节点的数据请求模式或概率、各用户节点的数据缓存容量、各用户节点的数据缓存策略;其中,模拟运行模块中的各用户节点的D2D通信范围、各用户节点的数据请求模式或概率、各用户节点的数据缓存策略、各用户节点的运动模式的设置通过所述环境配置模块读取本身存储的数据进行配置,各用户节点的D2D通信范围通过所述环境配置模块读取用户的手动输入的参数配置进行配置,或者通过所述环境配置模块根据数据采集硬件获取的现实环境数据中的用户终端的D2D通信信号发射功率进行自动设置。

2.根据权利要求1所述的测试系统,其特征在于,所述用户接口与监测显示模块还为用户提供测试系统的总体的操作界面;所述操作界面显示环境配置模块、模拟运算模块和数据采集硬件的配置选项、监测和显示模拟进行过程中的实时运行数据、显示模拟最终的对比统计数据。

3.根据权利要求1所述的测试系统,其特征在于,所述模拟运算模块对真实蜂窝网络的物理运行逻辑和过程进行模拟包括对蜂窝网络中基站和各用户终端设备的行为进行模拟以及对基站和各用户终端设备内部外部数据处理和数据收发逻辑和过程进行模拟,所述行为包括数据请求、数据收发、数据存储、移动模式和缓存策略;所述模拟运算模块接收的来自所述用户接口与监测显示模块的用户指令包括模拟运算开始、模拟运算暂停、模拟运算结束、测试和模拟的时间和次数设定、运算数据查看、运算数据保存、指定参数修改和参数配置。

4.根据权利要求1至3任一项所述的测试系统,其特征在于,所述现实环境数据包括基站配置数据、信令数据、用户数据。

5.一种D2D通信仿真与性能测试方法,其特征在于,采用权利要求1‑4中任一所述的一种D2D通信仿真与性能的测试系统,所述方法包括以下步骤:S1、用户通过数字仿真系统的用户接口与监测显示模块下发用户指令和参数配置,对数字仿真系统和数据采集硬件进行初始化;

S2、数据采集硬件通过基站的通信接口与蜂窝网络进行适配和连接;

S3、数据采集硬件收集、分析和整理各种现实环境数据,并不断更新和发送给数字仿真系统,实现仿真场景和物理场景的同步;

S4、数字仿真系统的环境配置模块应用用户接口与监测显示模块中的用户输入环境设置,整合用户输入环境设置和现实环境数据,生成最终模拟环境数据,并将最终模拟环境数据发送给模拟运算模块;

S5、数字仿真系统的模拟运算模块装载模拟环境数据进行仿真模拟过程运算;

S6、模拟运算模块结束仿真模拟后,通过用户接口与监测显示模块,输出性能测试结果。

6.根据权利要求5所述的一种D2D通信仿真与性能测试方法,其特征在于,步骤S3具体包括以下步骤:

S31、数据采集硬件实时收集各类基站配置数据、信令数据、用户数据;

S32、对数据采集硬件模块收集到的数据进行分析整理,计算和转换为蜂窝网络规模范围、基站的位置、基站的状态、基站的最大上传带宽、基站的最大服务容量、用户终端设备数量、各用户终端设备的类型、各用户终端设备的状态、各用户终端设备的位置、各用户终端设备与基站的数据请求模式、各用户终端设备的最大上传带宽、各用户终端设备的数据请求记录、各用户终端设备数据请求的链接、类型和大小信息数据;

S33、将转换后的信息数据进一步转换为用于数字仿真系统配置的参数格式,包括:仿真蜂窝网络规模范围、基站节点的位置、基站节点的状态、基站节点的最大上传带宽、基站节

点的最大服务容量、用户节点数量、各用户节点的类型、各用户节点的状态、各用户节点的位置、各用户节点的最大上传带宽、各用户节点的数据请求记录、各用户节点数据请求的链接、类型和大小;

S34、数据采集硬件将配置参数打包发送给数字仿真系统;

S35、不断重复以步骤S31‑S34,每隔一定时隙进行一次数据采集、分析、计算、转换和传输,实现模拟配置数据和真实物理网络状态的同步更新。

7.根据权利要求5所述的一种D2D通信仿真与性能测试方法,其特征在于,步骤S5具体包括以下步骤:

S51、模拟运算模块接收来自环境配置模块的模拟环境数据;

S52、启动至少两个模拟进程,其中包括用于直接请求模式的进程和用于模拟D2D请求模式的进程;

S53、将模拟环境数据代入模拟直接请求模式的进程和/或模拟D2D请求模式的进程;并依据模拟环境数据分别生成基站节点和用户节点的拓扑图,并初始化基站节点和用户节点各参数和数据;

S54、在模拟直接请求模式的进程中,当用户节点有数据需求时,直接向基站节点发送数据请求,基站节点根据数据请求发送数据给用户节点;各用户节点的数据请求是依据模拟环境数据中的各用户节点的数据请求数据;

S55、在模拟D2D请求模式的进程中,所有用户节点均缓存一部分已获取的数据,任一个用户节点在有数据需求时,首先向处于蜂窝网络内且在D2D请求范围内的其他用户节点发送数据请求,若在该范围内存在用户节点缓存了所请求的数据,则缓存了该数据的用户节点向发送请求的用户节点发送数据;若在该范围内的其他用户节点均没有所请求的数据,则有数据需求的用户节点向所属蜂窝网络的基站节点发送数据请求。

8.根据权利要求5所述的一种D2D通信仿真与性能测试方法,其特征在于,步骤S6具体包括以下步骤S61‑S62:S61、根据用户配置,收集和计算模拟运算模块的中途或最终模拟数据,并通过图形和表格形式显示系统的实时运行数据,对比应用D2D通信技术前后,或者不同用户输入环境设置和现实环境数据条件下,各种系统性能差异;

S62、生成一个包括模拟最终结果对比统计页面,并对模拟结果进行保存;

步骤S5中,在模拟直接请求模式的进程中和模拟D2D请求模式的进程中,用户能够通过用户接口与监测显示模块对模拟过程进行配置修改,包括指定参数修改;在进行指定参数修改时,依据用户需求,对S52步骤中的模拟D2D请求模式的进程复制为多个子进程,对每个子进程依据参数修改情况作修改和调整。