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System Level模擬器之Wrapping Around方法

        System Level 模擬器,最主要的功能是模擬在不同的環境中,足夠的基地台和使用者之間相互影響干擾作用,比較各系統之吞吐量 (throughput)。

       典型的模擬環境為19個基地台 (gNB),每一個基地台底下有3個Cell,總共有57個Cell,可以參考下面的圖示 (圖1),所有的使用者 (UE)會分布在這19個基地台底下,給不同的基地台服務,不同位置所接收到的訊號之SINR也會不同 (圖2)。

 

          

                           圖1                                                                                              圖2

 

為什麼需要Wrapping Around?

      以下行傳輸 (Down Link)為例,可以觀察到如果只有模擬這19個基地台,外圈基地台 (圖2 [編號7 ~編號18])底下的UE明顯與中間基地台(圖2 [編號0])底下的UE感受到的SINR有所不同 (圖2),原因是中間基地台底下的使用者會感受到來自周圍18個基地台的干擾,而在外圈的使用者因為其他18個基地台都距離較遠,而周圍也沒有太多干擾的Cell,並不對稱,所以會有此現象,這也會造成分析系統表現時,統計的數值會不正確。

 

有什麼辦法解決呢?

       在模擬時有很多方法可以解決此問題,一種方法就是產生更大的網路拓樸 (Network Topology),比原本的19個基地台還多的基地台,更多的使用者在這裡面,但是這樣對於模擬器來說相對複雜也需要較久時間才可以完成,所以一個很重要的方法,常用於3GPP相關System Level模擬來簡化模擬的複雜度,就是Wrapping Around。

 

如何使用Wrapping Around?

       Wrapping Around的方法就是運用現有產生好的19個基地台網路拓樸,去模擬出近似無限延伸的網路,也可以想像成把這19個基地台拓樸變成一顆球,左邊與右邊連接起來,上面與下面也連接起來,意思是說,如果使用者一直往右邊走,走出最右邊的基地台之後,會從最左邊的基地台出現的感覺,訊號也是如此,右邊的基地台打的訊號會干擾到左邊的基地台。

       那在模擬上怎麼實現呢?這時候會將已經產生好的19個基地台的拓樸 (白色區域),複製成6個分別放在原本19個基地台拓樸的周圍重複使用,如下圖所示 (圖3),而在觀察統計時也是觀察原本產生好的19個基地台 (白色區域),每個基地台在計算干擾來源都只考慮周圍距離最近的18個基地台,使得原本外圈的基地台也有周圍18個干擾源,讓基地台近似出無限延伸的網路。

 

圖3

 

       以編號18的基地台為例,在這裡的使用者所接收到的干擾源會受到紅線所框起來的18個基地台的干擾,而來自編號10基地台的干擾將會是以距離較近的基地台為主 (編號18的左邊),不在是原本白色拓樸的最右邊的基地台,這樣和編號0的基地台一樣豐富的訊號來源,整個網路會有對稱的SINR (圖4)。

 

圖4

 

       這樣UE所統計到的干擾源才會比較正確,而這種運用附近距離較近的基地台當作訊號或是干擾源,稱之為Geographical distance based wrapping,此方法常用於System Level的模擬當中。

        而在WiSE模擬器怎麼實現這個方法,可以參考Generate Network Topology part II - Wrapped Around

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