5G系统级仿真

1. 仿真场景与布局设置

  • 基站布局:遵循3GPP规范(如宏站通常采用六边形蜂窝网格,通常是19个站点,每个站点3个扇区;或者微站、室内热点场景)

  • 用户撒点:用户撒点 (UE Drop): 将用户设备分布在网络中。可以是均匀随机分布,也可以集中在特定热点区域。

  • 移动性模型:定义用户的运动轨迹和速度(如静止、行人3km/h、车载120km/h或高铁500km/h),这会直接影响信道的多普勒频移和切换(Handover)触发

2. 信道模型

遵循TR 38.901定义的空间信道模型

  • 大尺度衰落:计算路径损耗(Path Loss)和阴影衰落(Shadow Fading)
  • 小尺度衰落:模拟多径效应和终端移动带来的快速衰落

3.业务模型生成

模拟真实网络中的数据流特性

  • embb:通常采用全缓冲(Full Buffer,无限数据待传,用于测试网络极限吞吐量)、FTP文件下载模型或视频流模型。
  • urllc:采用突发性的短数据包模型,强调时延和极低的丢包率
  • mmtc:模拟海量设备零星、周期性的极小数据包上报

4.无线资源管理

系统仿真中最核心的算法逻辑层,考虑上行链路:

终端向基站发送SRS

SINR计算:根据当前的信道状态、波束赋形增益和全网干扰,计算每个资源块上的SINR


分组调度:在每个TTI(传输时间间隔)或时隙内,将哪些RB分配给哪些用户。常见的算法包括轮询、比例公平和最大载干比

由于单用户的信号跨越多个频率衰落不同的RB传输,使用EESM(指数有效SINR映射)或MIESM(互信息有效SINR映射)等算法,将多个RB的SINR压缩成一个"等效SINR"

基站内部查找预先存好的链路级仿真曲线(LUT)【如何得到?】,目标是找到在当前 SINR 下,满足目标误块率(通常为 BLER ≤\le≤ 10%)的最优传输配置

基站直接将选定的最优配置转化为对应的 MCS 索引(0-28 之间的一个数字),决定了即将使用的调制方式(QPSK/16QAM/64QAM/256QAM)和码率

基站通过物理下行控制信道(PDCCH)向终端发送一条下行控制信息(DCI),请在某某时频资源上,使用MCS等级X,给我发送数据

结果体现在:误块率(BLER)和吞吐量上

5.仿真推进与性能统计

  • 系统以时隙(Slot)或TTI为步长向前推进,在每个时间步内执行上述的调度、信道计算、干扰计算和数据传输。

  • 统计指标: 运行数千到数万个时隙后,收集统计数据,如:系统总吞吐量、小区边缘用户吞吐量(通常取5%最差用户的吞吐量,即 5%-tile UE throughput)、端到端时延、频谱效率(bps/Hz/cell)以及掉话率。


  • 语义链路级的自适应:

等效SINR、评估传输内容的复杂度、任务

基站为用户选择语义编码策略,包括

  • 语义压缩比
  • 选择提取哪些特征
  • 选择语义模型的复杂度

语义保真度、端到端时延和语义谱效

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