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在当前移动用户数量急剧增加以及移动业务呈现多元化趋势下,为了应对用户对服务质量要求的不断提高,特别是高数据传输的需求,国际电信联盟无线电通信组(ITU-R)提出了IMT-Advanced(International Mobile Telecommunications-Advanced),也就是第四代移动通信标准(4G)。在2008年1月开启了该项技术的标准化工作,并向全球征集IMT-Advanced的候选技术标准。
LTE是3GPP在第三代移动通信标准之后的一次阶段性的变革,采用了MIMO和OFDM为代表的先进无线传输技术及全新理念的扁平化网络结构,大幅度地提高了数据速率和系统容量。虽然LTE已经具有4G的技术特征,但并没有完全达到IMT-Advanced的要求。因此为了达到IMT-Advanced的技术征集要求,保持LTE在宽带无线移动通信市场上的竞争地位,3GPP提出了LTE-Advanced的演进计划。在LTE-A作为LTE的进一步增强技术,保持了对LTE的向后兼容,实现平滑演进。为了达到IMT-Advanced的性能要求,LTE-A在LTE的技术基础上,采用了载波聚合技术、中继技术、协作多点传输技术及更高阶MIMO等关键技术。在3GPP的后续工作中,需要对提出的技术标准方案进行仿真评估验证,一个仿真平台成为一个必不可少的工具。
本论文的主要研究工作是构建一个通用的移动通信系统级仿真平台。根据移动仿真模块算法的多变性及仿真程序的计算密集性等特点,并同时从软件角度考虑代码可复用、易于拓展及便于维护等目标,利用C++面向对象思想设计出一个适合于系统级仿真的软件架构。编码实现了包括场景拓扑、天线增益、大/小尺度衰落等系统级仿真通用模块。在此基础上,采用3GPP标准对LTE-A仿真器的校验参数对平台进行配置,比较仿真结果与其对应的校验结果,验证平台的正确性。同时,需要指出的是,本论文虽然基于LTE-A进行平台仿真校验,但本平台的设计适合于大部分的移动系统的仿真,是一个基础的仿真平台,只需要简单地增加一些模块就可以进行其他移动系统的仿真。