[发明专利]一种C‑RAN系统级仿真平台

说明书

技术领域

本发明属于无线通信技术领域。具体地涉及一种实现C-RAN架构无线接入系统仿真平台。

背景技术

随着移动运营商所面临的竞争日趋激烈，虽然用户数量和业务量在急剧增加，但是单用户的ARPU值却增长缓慢甚至慢慢减少，严重的削弱了移动运营商的盈利能力和市场优势。无线接入网是移动运营商的生存资本，而传统无线接入网有着许多固有缺点，如：基站数量巨大，需要高额的建设和运维成本；基站实际利用率低，网络平均负载大大低于忙时负载，基站之间不能共享处理能力，难以提高频谱效率；平台的专有性使得运营商需要维护多个不同制式且不兼容的平台，增加了扩容和维护时的成本。在这种情况下一种新型的无线接入网架构C-RAN被提出，以解决以上困境。

C-RAN是一种有4C(Clean、Centralized、Cooperative、Cloud)特点的绿色无线接入网，也是目前移动通信无线网络架构的主要演进方向。如图1所示，C-RAN主要包括三个部分：远端无线射频单元和天线组成的分布式无线网络；有高宽带低延迟的光纤或传输网络连接射频单元；有高性能通用处理器和实时虚拟化技术组成的集中式基带处理池。这种新型无线接入网技术是由中国移动通信研究院在2010年3月首次提出，旨在达到降低能源消耗较少资本和运维开支，提高频谱利用率增加用户带宽，开放平台支持多标准共存和平滑升级，对终端用户提供更好的因特网服务。

目前C-RAN无线接入网构架的组件还面临诸多技术挑战，其中包括：低成本光网络传输无线信号、先进的协作发射/接收技术、基站虚拟化技术等。鉴于C-RAN无线接入网的诸多优势，自提出之日起就受到了极大的重视，许多研究机构纷纷投入了大量的精力从事处理芯片设备和算法的研究。处理芯片方面主要包括基于通用CPU的通用处理平台、基于软基带DSP的物理层硬件加速器的研究以构建大规模基带处理池。算法方面包括基于实时虚拟化技术的虚拟基站管理、基带资源分配、协议资源分配和动态载波迁移技术等。但是各种芯片设备和算法的研究都着重解决专有问题，到目前为止还没有一个专有的平台把各种算法协调到一个C-RAN架构的仿真系统中，实现对算法在C-RAN系统中的性能整体表现的评估。

发明内容

针对以上问题，本发明的目的在于搭建一个基于C-RAN架构的系统级仿真平台，以达到对C-RAN仿真环境进行模拟，对提出的新算法在C-RAN系统中的性能改善进行整体评估的目的。

本发明的技术方案如下：

所述C-RAN系统级仿真平台设计为三个层次：核心模拟引擎层、C-RAN网络仿真层和用户层。

所述C-RAN核心模拟引擎层设计了四个子模块：仿真事件模块(SimEvent)、仿真实体模块(SimEntity)、事件队列模块(EventQueue)和仿真执行模块(CranSim)。

所述C-RAN网络仿真层是对整个C-RAN无线接入网核心物理设备、资源抽象、资源分配管理的具体实现。结合C-RAN架构的特点，C-RAN网络仿真层设计四个子层：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。

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。

具体地，所述C-RAN核心模拟引擎层的仿真事件模块(SimEvent)用于表示仿真实体产生并在他们之间传递的事件消息，其中包括基本事件类型(evtype)、初始化时间(startime)、结束时间(endtime)、传递时间(waitingtime)、资源标识(srcobject)、目标实体(tagobject)和传到目标实体的数据(data)。

具体地，所述C-RAN核心模拟引擎层的仿真实体模块(SimEntity)是模型在计算机中的表示。主要包含属性和方法，属性是具体模型特征的表征，方法用于表示是模型的状态转移。在核心模拟引擎层中，仿真实体模块是根据C-RAN网络中物理资源的特性进行抽象，主要属性包括：实体名称(name)、实体id、事件缓冲链表(evbuffer)、当前状态(state)；主要方法主要包括：实体初始化(startEntity())、事件处理(processEvent())、销毁实体(closeEntity())。