Тема работы: Применение симулятора LTE-Sim для моделирования сети передачи данных LTE.

Выполнил:        

ст.гр. 218        

Лошкарев А.       

    Цель работы заключается в демонстрации основных возможностей симулятора LTE-Sim. В данной статье проведем моделирование системы связи LTE с помощью симулятора.

    Программа написана на C++. На момент написания статьи на сайте разработчика выложена ссылка на версию 5.0. Работа с программой осуществляется через консоль в ОС Ubuntu 16.04 LTS (ссылка на настроенную виртуальную машину находится в списке используемой литературы). Для успешного запуска виртуальной машины на некоторых системах необходимо в настройках виртуальной машины изменить число используемых ядер процессора и объем выделенной оперативной памяти. Путь к рабочей папке выглядит следующим образом:

$ /home/lte-sim/Documents/lte-sim-r5.

Программа позволяет моделировать следующее:

– систему LTE в пределах одной соты;

– свойства канала связи;

– построение ОСШ;

– масштабируемость системы связи;

– эффективность различных моделей планирования;

– мобильность устройства пользователя.

Вышеперечисленное также можно производить и для фемтосетей.

 

    Рассмотрим моделирование сети в пределах одной соты.

    На первом этапе требуется настроить параметры моделирования. Они задаются в файле doSim1.sh, который находится в папке RUN\do_simulations.

 Этот файл предназначен для моделирования системы, используя следующие алгоритмы планирования:

– PF. Данный планировщик соблюдает баланс между общей пропускной способностью базовой станции и справедливостью при разделении ресурса между абонентами;

– EXP/PF. Планировщик соблюдает экспоненциальную зависимость между общей пропускной способностью базовой станции и справедливостью при разделении ресурса между абонентами;

– M-LWDF. Планировщик для чувствительного к задержкам трафика.

 Ниже перечислены переменные, необходимые для установки параметров моделирования.

FILE = "Sim" # имя выходного файла

NUMSIM = 5 #количество запусков моделирования

FILENAME = "Video_BE_VOIP" # имя файла, в который записывается видеопоток

MINUSERS = 5 # начальное число пользователей

INTERVAL= 5 # интервал между количеством пользователей

MAXUSERS = 20 #максимальное число пользователей

 

RADIUS = 1 # Радиус соты в километрах

NBVOIP = 1 # Количество VoIP потоков

NBVIDEO = 1 #количество видео потоков

NBBE = 1 # количество потоков с негарантированной доставкой

NBCBR = 0 #число потоков с равномерным трафиком

FRAME_STRUCT = 1 # структура кадра(0 – FDD или 1 – TDD)

SPEED = 3  # скорости пользователей

MAXDELAY = 0,1  максимальная задержка

VIDEOBITRATE = 242 # битрейт видео

Остальные параметры разработчик настоятельно рекомендует не изменять.

    Для запуска необходимо ввести ./doSim1.sh. (При запуске через sh выдается ошибка).

    Результатом ее выполнения являются графики зависимости спектральной эффективности соты, пропускной способности потока, задержки потока, коэффициента гарантированной доставки, коэффициента потерь пакетов от числа абонентов в одной соте для различных планировщиков. Построенные графики находятся в той же папке.

 

Рисунок 1 – Спектральная эффективность соты.

Из графика можно сделать вывод о том, что использование пропорционального планировщика становится невыгодным с увеличением числа абонентов.

Для удобной навигации по остальным графикам результаты моделирования сведем в таблицу 1.

Таблица 1 – Таблица для навигации по остальным графикам результатов моделирования                                          

Параметры потока	Тип трафика
	Video	VoIP	Из буфера бесконечной емкости
Задержка	Рисунок 2	Рисунок 6	Рисунок 10
Коэффициент гарантированной доставки	Рисунок 3	Рисунок 7	Рисунок 11
Коэффициент потери пакетов	Рисунок 4	Рисунок 8	Рисунок 12
Пропускная способность	Рисунок 5	Рисунок 9	Рисунок 13

 

 

Рисунок 2 – Задержка видео потока.

Рисунок 3 – Коэффициент гарантированной доставки видео.

 

Рисунок 4 – Коэффициент потери пакетов видео.

 

Рисунок 5 – Пропускная способность видеопотока

 

Рисунок 6 – Задержка VoIP потока.

 

Рисунок 7 – Коэффициент гарантированной доставки VoIP.

 

Рисунок 8 – Коэффициент потери пакетов VoIP

 

Рисунок 9 – Пропускная способность VoIP

 

Рисунок 10 – Задержка потока с буфера бесконечной емкости

 

Рисунок 11 – Коэффициент гарантированной доставки с буфера бесконечной емкости

 

Рисунок 12 – Коэффициент потери пакетов потока с буфера бесконечной емкости

Рисунок 13 – Пропускная способность потока с буфера бесконечной емкости

 

На момент написания статьи не удалось решить некоторые проблемы с виртуальной машиной, в связи с чем нельзя провести моделирование мобильности устройства пользователя и свойства канала связи.

 

 

    Список используемых программ:

1. Образ WMvare Ubuntu 16.04 + LTE-Sim.

2. LTE-Sim.

3.      

            Список используемой литературы:

1. http://telematics.poliba.it/index.php/en/lte-sim

2. http://telematics.poliba.it/publications/2010/TVT/PiroTVT2010.pdf

3. https://groups.google.com/forum/#!forum/lte-sim