[发明专利]一种在通信仿真系统中实现初始业务快速平稳的仿真方法

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种在通信仿真系统中实现初始业务快速平稳的仿真方法。

背景技术

计算机仿真作为评估通信网络性能的一种常用方法，具有开发周期短、成本低、方便灵活的特点，已经在通信系统的设计、开发和优化过程中发挥了重要的作用。为了准确地反映通信网络的真实性能，需要在仿真平台中对通信网络中的各种关键行为特征进行抽象建模，这其中业务源是通信仿真系统中的一项重要的功能模块。

通信仿真系统中的业务源模块的功能是模拟真实通信网络中的用户业务的产生过程。对于当前以分组数据为核心的通信网络，具体而言，业务源模块就是要对分组数据包的大小和产生时间的规律进行模拟。考虑到真实网络的业务特点，目前公认的用于计算机仿真的业务源模型通常采用基于“会话-包呼叫-数据包”的三层业务模型，如图1所示。

如图1所示，会话作为三层业务模型中的最上层结构，用来表示每一次业务服务过程；以常见的WWW（World Wide Web，环球信息网）业务为例，一次会话代表用户在一段时间内的网页浏览行为，用户可以在这段时间内先后浏览多个网页。在一次会话内部包含多个包呼叫及其之间的包呼叫间隔；仍然以WWW业务为例，一个包呼叫代表一个网页，而包呼叫间隔代表网页之间的阅读时间，在这段时间内用户停留在某个网页上进行浏览，因而不会产生新的数据流量。一个包呼叫由多个数据包组成，数据包之间的间隔时间通常由数据包的大小以及传输链路的速率来确定。

为了便于在通信仿真系统中实现上述三层业务模型，通常会针对某种给定的具体业务类型给出相关业务模型参数的随机分布特征。如上所述，三层业务模型中的参数主要包括：会话间隔、单个会话内的包呼叫个数、包呼叫间隔、单个包呼叫内的数据包个数、数据包间隔以及数据包大小。对于一些常见的业务，通过对真实网络中的业务流量的观测和拟合，已有相关标准协议给出上述业务模型参数所满足的随机分布。

例如，在ETSI TR101112V3.2.0,“Selection procedures for the choice of radio transmission technologies of the UMTS（UMTS30.03version3.2.0）”中给出业务速率为384kbit/s的WWW业务的业务模型参数如表1所示。

表1典型的WWW业务模型参数

在通信仿真系统中，基于图1的三层业务模型的业务源模块的实现流程可以用图2描述，如图2所示，为现有技术中的业务源模块处理流程的流程示意图。在图2的相应步骤中给出了所使用的表1中的参数。

通信仿真可以认为是在有限时间内对真实通信网络内的各种行为和事件的模拟。从原理上讲，这种模拟可以从真实网络的任意时刻开始。因此，按照上述的三层业务模型，如图3所示，包括三种可能的初始状态：

初始状态（1）：上一个会话已经结束，正在等待下一个会话的到达；

初始状态（2）：处于正在进行的某个会话之中，上一个包呼叫已经结束，正在等待下一个包呼叫的到达；

初始状态（3）：处于正在进行的某个包呼叫之中，正在等待下一个数据包的到达。

因此，为了在仿真开始时刻就能够准确地模拟真实网络的业务，需要知道用户业务所处的初始状态。特别的，对于上述每一种初始状态，包含一系列相关的初始业务参数。例如，对于初始状态（1），需要知道下一个会话的剩余等待时间；对于初始状态（2），需要知道下一个包呼叫的剩余等待时间以及剩余的包呼叫的个数；对于初始状态（3），需要知道下一个数据包的剩余等待时间、本次包呼叫的剩余的数据包的个数以及本次会话的剩余的包呼叫的个数。显然，由于三层业务模型的复杂性以及业务模型参数本身的多样性，很难给出可用于获得初始业务状态及初始业务参数的随机分布模型。而一旦初始业务状态及参数设定不合理，将导致在仿真初始阶段仿真系统中的业务量偏离所仿真的真实网络的实际业务量，使得仿真得到的网络性能指标的准确性降低甚至无效。

在传统的仿真方法中，为了解决上述问题通常采用“预热”的方法，具体的实现方式有两种。

在第一种预热方法中，所有的用户在仿真开始时刻同时产生第一个会话，该会话结束之后再按照业务模型中的会话间隔时间的分布产生下一个会话，如图4A所示，为现有技术中的第一种预热方法的示意图。

在第二种预热方法中，在仿真开始时刻，为每个用户指定一段时延然后产生第一个业务会话，如图4B所示，为现有技术中的第二种预热方法的示意图。