【摘要】：隨著無(wú)線通信和智能應(yīng)用的快速發(fā)展,高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需求量呈現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)。在無(wú)線通信仿真研究領(lǐng)域,第四代通信系統(tǒng)的各種技術(shù)研究已經(jīng)較為成熟,但隨著第五代通信系統(tǒng)的到來(lái),更大的天線數(shù)、更多的連接數(shù)、以及超密集組網(wǎng)等技術(shù)的應(yīng)用,使得仿真效率低下的問(wèn)題逐漸凸顯。尤其是 Massive MIMO(Massive Multiple-Input and Multiple-Output,大規(guī)模天線)技術(shù)的廣泛應(yīng)用,帶來(lái)天線數(shù)量的大量增加,導(dǎo)致信道系數(shù)矩陣規(guī)模也增大,給仿真帶來(lái)了較大壓力,使得高效化仿真的需求越來(lái)越迫切。因此,如何優(yōu)化仿真平臺(tái),盡可能減少仿真時(shí)間,是一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。本文首先測(cè)試了傳統(tǒng) LTE-Advanced(Long Term Evolution Advanced,長(zhǎng)期演進(jìn)技術(shù)升級(jí)版)系統(tǒng)級(jí)平臺(tái)的仿真時(shí)間,分析了仿真的復(fù)雜度構(gòu)成,接著層層剖析原平臺(tái)中潛在的并行點(diǎn),確定合適的并行方案,并基于Matlab并行計(jì)算工具箱,搭建了并行系統(tǒng)級(jí)平臺(tái)。平臺(tái)的設(shè)計(jì)一方面從加速計(jì)算的角度,提出了宏扇區(qū)并行和快照并行的內(nèi)外兩層并行結(jié)構(gòu);另一方面從減少開(kāi)銷的角度,提出了基于并行獨(dú)立存儲(chǔ)原則的數(shù)據(jù)分發(fā)方案和基于文件存取方式的數(shù)據(jù)更新方案。仿真表明,并行系統(tǒng)的仿真結(jié)果正確,并且當(dāng)設(shè)置不同的快照數(shù),并行平臺(tái)帶來(lái)了 1.75～8.17的加速比;當(dāng)設(shè)置不同的用戶數(shù)、傳輸時(shí)間間隔數(shù)時(shí),并行加速比大約為4～5,加速效果明顯。其次,針對(duì)Massive MIMO系統(tǒng)級(jí)仿真平臺(tái)中存在的內(nèi)存不足和干擾計(jì)算較復(fù)雜的問(wèn)題,本文首先提出了基于概率分布的信道增益生成方法。由鏈路級(jí)仿真產(chǎn)生信道,計(jì)算波束賦形,然后統(tǒng)計(jì)波束賦形和信道傳輸后的增益分布,在系統(tǒng)級(jí)仿真時(shí)隨機(jī)選取其樣本值,解決了大量信道同時(shí)生成帶來(lái)的內(nèi)存不足問(wèn)題。基于波束賦形之后小區(qū)基站對(duì)用戶的干擾特征,本文提出了簡(jiǎn)化的干擾計(jì)算模型�？紤]只有當(dāng)用戶正好處于鄰小區(qū)基站和鄰小區(qū)用戶的延長(zhǎng)線上或處于鄰小區(qū)基站的旁瓣信號(hào)方向時(shí),才受到鄰小區(qū)干擾。由此對(duì)于每個(gè)用戶,實(shí)際需要計(jì)算的小區(qū)間干擾有所減少,降低了計(jì)算的復(fù)雜度。結(jié)合前文設(shè)計(jì)的并行系統(tǒng)進(jìn)行仿真,當(dāng)設(shè)置不同的用戶數(shù)時(shí),仿真時(shí)間明顯下降,并行加速比普遍超過(guò)5。
【學(xué)位授予單位】：北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TN92;TP391.9
【圖文】：

發(fā)掘并行計(jì)算點(diǎn)，并對(duì)原有串行平臺(tái)做必要性的修改處理。逡逑結(jié)合現(xiàn)有的ＬＴＥ－Ａｄｖａｎｃ．ｅｄ系統(tǒng)級(jí)仿真平臺(tái)的代碼特點(diǎn)，本文設(shè)計(jì)的主要思逡逑想是建立內(nèi)外兩層并行的結(jié)構(gòu)，使并行加速的效果最大化，如圖３－２所示。逡逑１８逡逑

每一次循環(huán)當(dāng)成一個(gè)獨(dú)立的子任務(wù)，則循環(huán)體內(nèi)的統(tǒng)計(jì)模塊應(yīng)去除原有的疊加邏逡逑輯，僅統(tǒng)計(jì)該子任務(wù)的仿真結(jié)果，在并行計(jì)算結(jié)束后，即快照循環(huán)體外，需要新逡逑增模塊以對(duì)各子任務(wù)的仿真結(jié)果統(tǒng)計(jì)平均。設(shè)計(jì)的外層并行結(jié)構(gòu)如圖３－３所示。逡逑Ｍａｔｌａｂ計(jì)算機(jī)集群配置ＡＰＩ逡逑．．．逡逑快照１邐快照２邐……邐快照Ｎ逡逑Ｔ邐%煎

本文編號(hào)：2725797