[发明专利]一种C‑RAN系统级仿真平台

权利要求书

1.一种C-RAN系统级仿真平台，其特征在于，所述平台设计为三层：核心模拟引擎层、C-RAN网络仿真层和用户层；

所述C-RAN核心模拟引擎层负责管理事件队列、控制仿真的顺序执行以及仿真时钟的推进，是整个仿真运行的框架，其具有四个子模块：仿真事件模块、仿真实体模块、事件队列模块和仿真执行模块；

C-RAN网络仿真层根据C-RAN核心网络各个子层的特点抽象成具体模块，设计有四个子层：物理资源层、虚拟资源层、虚拟基站层、虚拟网络运营商层，每个子层设计对应组件表示该层的实际特性并且通过全局中心代理进行统一调度管理；

所述用户层用于模拟C-RAN网络中虚拟网络运营商和虚拟用户业务和资源需求，用户根据实际的仿真模型搭建自己的C-RAN网络，仿真初始化后生成用户id、无线远端（RRH）列表、虚拟用户属性、协议列表、任务量信息；

所述仿真事件模块用于表示仿真实体产生并在它们之间传递的事件消息，其中包括基本事件类型、初始化时间、结束时间、传递时间、资源标识、目标实体和传到目标实体的数据；

所述仿真实体模块是物理模型在计算机中的表示，包含属性和方法，主要属性包括：实体名称、实体id、事件缓冲链表、当前状态；主要方法包括：实体初始化、事件处理、销毁实体；

所述事件队列模块声明了SimEvent类型的链表，用于存取仿真过程中产生的事件；事件队列中，事件根据时间戳存储，采用先入先出设计；该模块包含添加事件、移除事件、获取队列长度的方法；

所述仿真执行模块是整个离散事件仿真的框架，负责管理事件队列、安排和处理事件以及时钟的推进，其中时钟推进采用先进乐观机；

所述C-RAN网络仿真层中的物理资源子层，设计有协议处理设备模块、地带处理设备模块、交换设备模块、管理设备，它们用于描述实际网络中的物理设备；所述模块继承自SimEntity基类，包括各种物理资源属性：存储资源、通用处理资源、专用处理资源、带宽资源、虚拟基站列表和资源使用状态更新方法、虚拟基站资源分配策略以及虚拟基站添加、移除和虚拟基站资源负载处理；

所述网络仿真层中全局中心代理模块接收来自虚拟网络运营商层、虚拟基站层、物理资源层的所有参数，并根据调度算法协调每一层的各个模块的工作；主要有：根据虚拟应用层的用户id链表和虚拟基站的资源图按照相应的负载均衡算法实现负载的分配以及均衡；根据物理资源层提供的物理资源利用率和虚拟基站链表实现虚拟机站的迁移、负载均衡、节能算法。

2.根据权利要求1所述的C-RAN系统级仿真平台，其特征在于：所述C-RAN网络仿真层中的虚拟资源子层，采用物理资源池对物理资源各模块处理能力进行整合，用图的形式建立物理资源类型、资源大小和设备id的映射。

3.根据权利要求1所述的C-RAN系统级仿真平台，其特征在于：所述C-RAN网络仿真层中虚拟基站子层，主要由虚拟基站模块组成；虚拟基站模块实现对C-RAN架构中虚拟基站的行为模拟，主要包括的属性有：虚拟基站id、制式、资源特征列表、用户任务链表，包括的方法有：用户任务添加、移除。

4.根据权利要求1所述的C-RAN系统级仿真平台，其特征在于：所述C-RAN网络仿真层中虚拟运营商子层，主要包括无线远端模块，所述无线远端模块包括天线部分和射频单元两个子模块。

5.利用权利要求1-4任一项所述C-RAN系统级仿真平台实现相关算法仿真的方法，所述方法的基本步骤如下：

A、初始化核心模拟引擎：在创建其他实体之前需要对CranSim参数进行初始化，包括用户数量、日期和跟中标志；

B、创建物理资源池：物理资源池整合了所有模拟实际的物理设备的模块，一个物理资源池由多个专用物理设备模块组成；物理资源池的创建包括以下几个步骤：（a）创建基带处理设备链表、创建协议处理设备链表、创建管理设备链表、创建交换设备链表；（b）创建通用处理器链表、创建专用DSP处理器链表；（c）创建通用处理器和专用处理器，完成对其中的id和处理能力MIPS设置，添加到步骤（b）中的链表中；（d）创建基带处理设备、协议处理设备、管理设备和交换设备并添加到步骤（a）创建的链表中；（e）创建物理资源池特征对象；

C、创建全局中心代理：全局中心代理负责管理物理资源层的物理资源分配、虚拟基站的生命周期以及人物的调度，用户可在全局中心代理实现对各个层次中的算法策略；

D、创建虚拟基站：对虚拟基站参数进行设置，包括基站id设置，分配给它的虚拟资源大小设置，协议id设置，资源调度方式设置并提交给全局中心代理；

E、组建无线远端网络：设置无线远端标识，并以此来构建通信小区；实现信道状态设置并在此基础上实现自己的协作算法，接收用户链表和业务链表量化成虚拟资源需求，并将这些信息添加到全局中心代理；

F、创建通信任务：针对不同协议进行典型的通信业务设置，包括用户id、用户任务量，并提交给全局中心代理；

G、启动仿真；

H、仿真结束打印结果。