LTE Module User Documentation（翻译）

时间：2016-05-13 12:53:52 阅读：313 评论：0 收藏：0 [点我收藏+]

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LTE用户文档

（如有不当的地方，欢迎指正！）

1.背景

假定读者已经熟悉 ns-3 simulator ，能运行一般的仿真程序。如果不是的话，强烈推荐读者参考 [ns3tutorial].

2. 使用概述

ns-3 LTE 模块是一个软件库，允许仿真LTE网络，一些情况下还可以仿真核心网 Evolved Packet Core (EPC)。仿真过程通常涉及以下几个步骤：

定义仿真场景。
编写程序，重建期望的仿真场景拓扑/架构，通过使用 ns3::LteHelper API（定义在 src/lte/helper/lte-helper.h 中）访问 ns-3 LTE 模型库。
指定 objects 的配置参数，通过使用 input files（通过 ns3::ConfigStore）或直接在仿真程序中编写。
配置仿真器期望的输出。
运行仿真。

下面将通过实例解释这些步骤。

3. 基本的仿真程序

下面是一个最简单的仿真程序，只能允许 LTE-only 仿真（没有EPC）。

1. 初始模板：

#include <ns3/core-module.h>
#include <ns3/network-module.h>
#include <ns3/mobility-module.h>
#include <ns3/lte-module.h>

using namespace ns3;

int main (int argc, char *argv[])
{
  // the rest of the simulation program follows

2. 创建一个 LteHelper 对象：

Ptr<LteHelper> lteHelper = CreateObject<LteHelper> ();

这会实例化一些常见对象（例如信道对象），并提供方法用于添加 eNBs 和UEs 然后配置它们。

3. 为 eNB(s) 和 UEs 创建 Node 对象：

NodeContainer enbNodes; 
enbNodes.Create (1); 
NodeContainer ueNodes; 
ueNodes.Create (2);

注意上述节点实例此时并没有安装 LTE 协议栈；它们还是空节点。

4. 为所有节点配置移动性模型：

MobilityHelper mobility;
mobility.SetMobilityModel ("ns3::ConstantPositionMobilityModel");
mobility.Install (enbNodes);
mobility.SetMobilityModel ("ns3::ConstantPositionMobilityModel");
mobility.Install (ueNodes);

上述代码会将所有节点放置在坐标 (0,0,0)。请参考 ns-3 移动性模型文档学习如何设置自己想要的位置或者配置节点运动。

5. 在 eNB(s) 上安装 LTE 协议栈：

NetDeviceContainer enbDevs;
enbDevs = lteHelper->InstallEnbDevice (enbNodes);

6. 在 UEs 上安装LTE协议栈：

NetDeviceContainer ueDevs;
ueDevs = lteHelper->InstallUeDevice (ueNodes);

7. 连接 UEs 到一个 eNB。这会根据 eNB 配置来配置每个 UE ，并在 eNB 和 UE 之间创建 RRC 连接。

lteHelper->Attach (ueDevs, enbDevs.Get (0));

8.在每个 UE 和它所连接的 eNB 之间激活数据无线承载：

enum EpsBearer::Qci q = EpsBearer::GBR_CONV_VOICE;
EpsBearer bearer (q);
lteHelper->ActivateDataRadioBearer (ueDevs, bearer);

该方法也激活了该承载的两种饱和业务生成器，分别用于上行和下行。

9.设置仿真停止时间：

Simulator::Stop (Seconds (0.005));

3 配置 LTE 模型参数

所有与LTE 模型相关的参数都可以通过 ns-3 属性系统管理。关于实现它的所有可能方法（例如环境变量， C++ API, GtkConfigStore...）的详细信息请参考[ns3tutorial] 和 [ns3manual] 。

接下来，我们开始简短总结如何使用 input files 和 ns-3 ConfigStore 来实现它。首先，你需要把下列程序放入到代码中，在 main () 开始的后面：

CommandLine cmd;
cmd.Parse (argc, argv);
ConfigStore inputConfig;
inputConfig.ConfigureDefaults ();
// parse again so you can override default values from the command line
cmd.Parse (argc, argv);

要想上述代码工作，确保包含头文件 #include "ns3/cinfug-store.h"。现在创建一个文本文件命名为（例如）input-defaults.txt 指定你想使用的一些属性的新的默认值：

default ns3::LteHelper::Scheduler "ns3::PfFfMacScheduler"
default ns3::LteHelper::PathlossModel "ns3::FriisSpectrumPropagationLossModel"
default ns3::LteEnbNetDevice::UlBandwidth "25"
default ns3::LteEnbNetDevice::DlBandwidth "25"
default ns3::LteEnbNetDevice::DlEarfcn "100"
default ns3::LteEnbNetDevice::UlEarfcn "18100"
default ns3::LteUePhy::TxPower "10"
default ns3::LteUePhy::NoiseFigure "9"
default ns3::LteEnbPhy::TxPower "30"
default ns3::LteEnbPhy::NoiseFigure "5"

假定你的仿真程序称为 src/lte/examples/lte-sim-with-input，可以通过以下方式传递属性设置到仿真程序中：

./waf --command-template="%s --ns3::ConfigStore::Filename=input-defaults.txt --ns3::ConfigStore::Mode=Load --ns3::ConfigStore::FileFormat=RawText" --run src/lte/examples/lte-sim-with-input

而且，你可以使用下列命令生成模板输入文件：

./waf --command-template="%s --ns3::ConfigStore::Filename=input-defaults.txt --ns3::ConfigStore::Mode=Save --ns3::ConfigStore::FileFormat=RawText" --run src/lte/examples/lte-sim-with-input

注意上述代码会将所有的默认值（注册在你特定建立的仿真器中）放入到输入文件 input-defaults.txt 中，还包括一些非 LTE 属性。

我的仿真过程：

首先创建一个输入文件 input-defaults.txt ，如下：

其次，按照前面的步骤编写一个最简单的 LTE 程序 “lte-sim-with-input.cc”。代码如下：

 1 #include "ns3/core-module.h"
 2 #include "ns3/network-module.h"
 3 #include "ns3/mobility-module.h"
 4 #include "ns3/lte-module.h"
 5 #include "ns3/config-store.h"
 6 #include <ns3/buildings-helper.h>
 7 //#include "ns3/gtk-config-store.h"
 8  
 9 using namespace ns3;
10  
11 int main (int argc, char *argv[])
12 {   
13   CommandLine cmd;
14   cmd.Parse (argc, argv);
15  
16   //注意，先load 再 save！
17   // to save a template default attribute file run it like this:
18   // ./waf --command-template="%s --ns3::ConfigStore::Filename=input-defaults.txt --ns3::ConfigStore::Mode=Save --ns3::ConfigStore::FileFormat=RawText" --run src/lte/examples/lte-sim-with-input
19   //
20   // to load a previously created default attribute file
21   // ./waf --command-template="%s --ns3::ConfigStore::Filename=input-defaults.txt --ns3::ConfigStore::Mode=Load --ns3::ConfigStore::FileFormat=RawText" --run src/lte/examples/lte-sim-with-input
22  
23   ConfigStore inputConfig;
24   inputConfig.ConfigureDefaults ();
25 
26   // Parse again so you can override default values from the command line
27   cmd.Parse (argc, argv);
28  
29   Ptr<LteHelper> lteHelper = CreateObject<LteHelper> ();
30  
31   // Uncomment to enable logging
32 //  lteHelper->EnableLogComponents ();
33  
34   // Create Nodes: eNodeB and UE
35   NodeContainer enbNodes;
36   NodeContainer ueNodes;
37   enbNodes.Create (1);
38   ueNodes.Create (1);
39  
40   // Install Mobility Model
41   MobilityHelper mobility;
42   mobility.SetMobilityModel ("ns3::ConstantPositionMobilityModel");
43   mobility.Install (enbNodes);
44   BuildingsHelper::Install (enbNodes);
45 //  mobility.SetMobilityModel ("ns3::ConstantPositionMobilityModel");
46 //  mobility.Install (ueNodes);
47 //  BuildingsHelper::Install (ueNodes);
48  
49   mobility.SetPositionAllocator ("ns3::RandomDiscPositionAllocator",
50                                  "X", StringValue ("100.0"),
51                                  "Y", StringValue ("100.0"),
52                                  "Rho", StringValue ("ns3::UniformRandomVariable[Min=0|Max=30]"));
53   mobility.SetMobilityModel ("ns3::RandomWalk2dMobilityModel",
54                              "Mode", StringValue ("Time"),
55                              "Time", StringValue ("2s"),
56                              "Speed", StringValue ("ns3::ConstantRandomVariable[Constant=1.0]"),
57                              "Bounds", StringValue ("0|200|0|200"));
58   mobility.Install(ueNodes);
59   BuildingsHelper::Install (ueNodes);
60  
61   // Create Devices and install them in the Nodes (eNB and UE)
62   NetDeviceContainer enbDevs;
63   NetDeviceContainer ueDevs;
64   // Default scheduler is PF, uncomment to use RR
65   //lteHelper->SetSchedulerType ("ns3::RrFfMacScheduler");
66  
67   enbDevs = lteHelper->InstallEnbDevice (enbNodes);
68   ueDevs = lteHelper->InstallUeDevice (ueNodes);
69  
70   // Attach a UE to a eNB
71   lteHelper->Attach (ueDevs, enbDevs.Get (0));
72  
73   // Activate a data radio bearer
74   enum EpsBearer::Qci q = EpsBearer::GBR_CONV_VOICE;
75   EpsBearer bearer (q);
76   lteHelper->ActivateDataRadioBearer (ueDevs, bearer);
77   //lteHelper->EnableTraces ();
78  
79   Simulator::Stop (Seconds (1.05));
80  
81   // configure all the simulation scenario here...
82   lteHelper->EnablePhyTraces ();
83   lteHelper->EnableMacTraces ();
84   lteHelper->EnableRlcTraces ();
85   lteHelper->EnablePdcpTraces ();
86  
87   Simulator::Run ();
88  
89   // GtkConfigStore config;
90   // config.ConfigureAttributes ();
91  
92   Simulator::Destroy ();
93   return 0;
94 }