【摘要】：隨著無線通信和智能應(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。在無線通信仿真研究領(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,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,給仿真帶來了較大壓力,使得高效化仿真的需求越來越迫切。因此,如何優(yōu)化仿真平臺,盡可能減少仿真時間,是一個亟待解決的問題。本文首先測試了傳統(tǒng) LTE-Advanced(Long Term Evolution Advanced,長期演進技術(shù)升級版)系統(tǒng)級平臺的仿真時間,分析了仿真的復(fù)雜度構(gòu)成,接著層層剖析原平臺中潛在的并行點,確定合適的并行方案,并基于Matlab并行計算工具箱,搭建了并行系統(tǒng)級平臺。平臺的設(shè)計一方面從加速計算的角度,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);另一方面從減少開銷的角度,提出了基于并行獨立存儲原則的數(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),并行平臺帶來了 1.75～8.17的加速比;當(dāng)設(shè)置不同的用戶數(shù)、傳輸時間間隔數(shù)時,并行加速比大約為4～5,加速效果明顯。其次,針對Massive MIMO系統(tǒng)級仿真平臺中存在的內(nèi)存不足和干擾計算較復(fù)雜的問題,本文首先提出了基于概率分布的信道增益生成方法。由鏈路級仿真產(chǎn)生信道,計算波束賦形,然后統(tǒng)計波束賦形和信道傳輸后的增益分布,在系統(tǒng)級仿真時隨機選取其樣本值,解決了大量信道同時生成帶來的內(nèi)存不足問題�；诓ㄊx形之后小區(qū)基站對用戶的干擾特征,本文提出了簡化的干擾計算模型�？紤]只有當(dāng)用戶正好處于鄰小區(qū)基站和鄰小區(qū)用戶的延長線上或處于鄰小區(qū)基站的旁瓣信號方向時,才受到鄰小區(qū)干擾。由此對于每個用戶,實際需要計算的小區(qū)間干擾有所減少,降低了計算的復(fù)雜度。結(jié)合前文設(shè)計的并行系統(tǒng)進行仿真,當(dāng)設(shè)置不同的用戶數(shù)時,仿真時間明顯下降,并行加速比普遍超過5。
【學(xué)位授予單位】：北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TN92;TP391.9
【圖文】：

發(fā)掘并行計算點，并對原有串行平臺做必要性的修改處理。逡逑結(jié)合現(xiàn)有的ＬＴＥ－Ａｄｖａｎｃ．ｅｄ系統(tǒng)級仿真平臺的代碼特點，本文設(shè)計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)成一個獨立的子任務(wù)，則循環(huán)體內(nèi)的統(tǒng)計模塊應(yīng)去除原有的疊加邏逡逑輯，僅統(tǒng)計該子任務(wù)的仿真結(jié)果，在并行計算結(jié)束后，即快照循環(huán)體外，需要新逡逑增模塊以對各子任務(wù)的仿真結(jié)果統(tǒng)計平均。設(shè)計的外層并行結(jié)構(gòu)如圖３－３所示。逡逑Ｍａｔｌａｂ計算機集群配置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：2725797