CN111163486A - 一种d2d通信仿真与性能测试***与方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种D2D通信仿真与性能的测试***及方法，***包括数字仿真***和数据采集硬件，所述数字仿真***，包括用户接口与监测显示模块、环境配置模块和模拟运算模块；本发明为移动网络运营商、多媒体点播或文件下载***开发者、相关科研人员提供便捷高效准确的模拟和测试手段，以便于他们测试和评估在特定真实物理条件中，部署D2D通信技术前后或者不同参数配置情况下的***性能对比，并最终决策他们的所测***具体如何部署D2D通信技术和具体如何选取和调整各种参数和策略。

Description

一种D2D通信仿真与性能测试***与方法

技术领域

本发明涉及仿真技术领域，具体涉及一种D2D通信仿真与性能测试***与方法。

背景技术

D2D(Device-to-device)通信技术是未来移动通信领域的新兴技术，在5G乃至更往后的移动通信发展过程中将逐渐得到、开发和应用。D2D通信技术的基本思想是移动用户终端设备在点播视频、下载文件等操作时，首先是向D2D通信范围内其他移动用户终端设备请求和传输数据，即D2D通信，若该范围内没有所需数据再通过传统方式向基站索取。D2D通信可以有效提高无线信号的带宽利用率，减轻基站负担。特别是在移动用户终密集的场景下，例如会场、商圈、大型活动现场等情况，理论上具有优于直接通信模式的***性能。但具体在怎样的条件下，具体如何部署D2D通信技术，以及具有哪些和多少的***性能提升，目前仍是业界探讨和的问题。特别是对于移动网络运营商、多媒体点播或文件下载***开发者、相关科研模拟人员等来说，具体在哪些现有真实蜂窝网络中，在何种情况下，以及如何具体部署D2D通信，可以实现投入和收益的平衡目前尚缺乏有效模拟与评估的手段和方法。

仿真***是通过计算机程序模拟真实物理逻辑和过程的***。仿真***可以模拟和预测真实***可能的运作情况，对感兴趣的观测对象进行追踪测量，在虚拟环境中获取和测试真实***的实际运行效果和性能。现有的D2D通信仿真尚处于科研论文理论模拟层面的简单程序代码水平，尚称不上真正应用级***。其各种物理参数以及仿真运行逻辑和效果通常为手动简化设定。更主要的是这些简单仿真程序与实际物理条件脱离，无法与真实物理蜂窝网络直接对接，无法实现对真实物理条件下的***运行状况的预测和***运行性能的评估。移动网络运营商、多媒体点播或文件下载***开发者、相关科研人员等急需一种高效、准确，既可按需配置又可直接从真实物理网络获取数据和相关逻辑信息的模拟方法和***，以便其对应用D2D通信技术前后，或者不同参数条件下，所测***的性能进行对比和评估。

发明内容

针对上述需求和问题，本发明的目的在于提供的一种D2D通信仿真与性能测试***和方法。本发明为相关科研人员提供便捷高效准确的模拟和测试***，以便于他们测试和评估在特定真实物理条件中，部署D2D通信技术前后或者不同参数配置情况下的***性能对比，决策他们的所测***具体如何部署D2D通信技术和具体如何选取和调整各种参数和策略。

本发明通过下述技术方案实现：

一种D2D通信仿真与性能的测试***，包括数字仿真***和数据采集硬件，所述数字仿真***，包括用户接口与监测显示模块、环境配置模块和模拟运算模块，其中：

数据采集硬件，与真实蜂窝网络基站连接，用于根据用户需求采集现实环境数据，并将采集的现实环境数据发送给数字仿真***的环境配置模块和模拟运算模块；

所述用户接口与监测显示模块，用接收用户指令和参数配置、显示模拟和测试结果；

所述环境配置模块，用于接收所述用户接口与监测显示模块中的用户指令和参数配置并接收数据采集硬件采集的现实环境数据，根据数据采集硬件采集的现实环境数据和/或参数配置，对模拟运算模块进行模拟运算初始化配置；

所述模拟运算模块，用于接收所述用户接口与监测显示模块中的用户指令和接收数据采集硬件采集的现实环境数据，根据接收的用户指令、环境配置模块的配置和数据采集硬件采集的现实环境数据，对真实蜂窝网络的物理运行逻辑和过程进行模拟。

进一步的，所述用户接口与监测显示模块还为用户提供测试***的总体的操作界面；所述操作界面显示环境配置模块、模拟运算模块和数据采集硬件的配置选项、监测和显示模拟进行过程中的实时运行数据、显示模拟最终的对比统计数据。

进一步的，所述环境配置模块，根据来自用户接口与监测显示模块的用户输入的参数配置进行配置模拟运行模块；或者读取数据采集硬件采集的现实环境数据配置模拟运算模块；或者同时根据参数配置用户接口与监测显示模块的用户输入的参数配置和数据采集硬件采集的现实环境数据配置模拟运算模块。

进一步的，所述环境配置模块，对模拟运算模块进行配置时，配置的参数包括：仿真蜂窝网络规模范围、基站节点的位置、基站节点的状态、基站节点的最大上传带宽、基站节点的最大服务容量、用户节点数量、各用户节点的类型、各用户节点的状态、各用户节点的位置、各用户节点的运动模式、用户节点与基站节点的数据请求模式、各用户节点的D2D通信范围、各用户节点的D2D通信模式、各用户节点的最大上传带宽、各用户节点的数据请求模式或概率、各用户节点的数据缓存容量、各用户节点的数据缓存策略；其中，模拟运行模块中的各用户节点的D2D通信范围、各用户节点的数据请求模式或概率、各用户节点的数据缓存策略、各用户节点的运动模式的设置通过所述环境配置模块进行多维度配置，各用户节点的D2D通信范围能够进行手动输入配置，或者根据数据采集硬件部分获取的真实设备的D2D通信信号发射功率进行自动设置。

进一步的，所述模拟运算模块对真实蜂窝网络的物理运行逻辑和过程进行模拟包括对蜂窝网络中基站和各用户终端设备的行为进行模拟以及对基站和各用户终端设备内部外部数据处理和数据收发逻辑和过程进行模拟，所述行为包括数据请求、数据收发、数据存储、移动模式和缓存策略；所述模拟运算模块接收的来自所述用户接口与监测显示模块的用户指令包括模拟运算开始、模拟运算暂停、模拟运算结束、测试和模拟的时间和次数设定、运算数据查看、运算数据保存、指定参数修改和参数配置。

一种D2D通信仿真与性能测试方法，所述方法包括以下步骤：

S1、用户通过数字仿真***的用户接口与监测显示模块下发指令和配置，对数字仿真***和数据采集硬件进行初始化；

S2、数据采集硬件通过基站的通信接口与蜂窝网络进行适配和连接，本方案中通信接口采用但不限于网口、光口、USB、空口、RS232总线；

S3、数据采集硬件收集、分析和整理各种现实环境数据，并不断更新和发送给数字仿真***，实现仿真场景和物理场景的同步；

进一步的，步骤S3具体包括以下功能和步骤：

S31、数据采集硬件实时收集各类基站配置数据、信令数据、用户数据；

S32、对收集到的数据进行分析整理，计算和转换为蜂窝网络规模范围、基站的位置、基站的状态、基站的最大上传带宽、基站的最大服务容量、用户终端设备数量、各用户终端设备的类型、各用户终端设备的状态、各用户终端设备的位置、各用户终端设备与基站的数据请求模式、各用户终端设备的最大上传带宽、各用户终端设备的数据请求记录、各用户终端设备数据请求的链接、类型和大小等信息数据；

S33、将转换后的信息数据进一步转换为用于数字仿真***配置的参数格式，包括：仿真蜂窝网络规模范围、基站节点的位置、基站节点的状态、基站节点的最大上传带宽、基站节点的最大服务容量、用户节点数量、各用户节点的类型、各用户节点的状态、各用户节点的位置、各用户节点的最大上传带宽、各用户节点的数据请求记录、各用户节点数据请求的链接、类型和大小等配置参数；

S34、数据采集硬件将配置参数打包发送给数字仿真***；

S35、不断重复步骤S31-S34过程，每隔一定时隙进行一次数据采集、分析、计算、转换和传输，实现模拟配置数据和真实物理网络状态的同步更新；

S4、数字仿真***的环境配置模块应用用户接口与监测显示模块中的用户输入环境设置，整合用户输入环境设置和现实环境数据，生成最终模拟环境数据，并将最终模拟环境数据发送给模拟运算模块；

S5、数字仿真***的模拟运算模块装载模拟环境数据进行模拟过程运算；

进一步的，步骤S5具体包括以下功能和步骤：

S51、模拟运算模块接收来自环境配置模块的模拟环境数据；

S52、启动至少两个模拟进程，其中包括用于直接请求模式的进程和用于模拟D2D请求模式的进程；

S53、将模拟环境数据代入模拟直接请求模式的进程和/或模拟D2D请求模式的进程。并依据模拟环境数据分别生成基站节点和用户节点的拓扑图，并初始化基站节点和用户节点各参数和数据；

S54、在模拟直接请求模式的进程中，当用户节点有数据需求时，直接向基站节点发送数据请求，基站节点根据数据请求发送数据给用户节点。各用户节点的数据请求是依据模拟环境数据中的各用户节点的数据请求数据；

S55、在模拟D2D请求模式的进程中，所有用户节点均缓存一部分已获取的数据，任一个用户节点在有数据需求时，首先向处于蜂窝网络内且在D2D请求范围内的其他用户节点发送数据请求，若在该范围内存在用户节点缓存了所请求的数据，则缓存了该数据的用户节点向发送请求的用户节点发送数据；若在该范围内的其他用户节点均没有所请求的数据，则有数据需求的用户节点向所属蜂窝网络的基站节点发送数据请求。在此过程中任何节点缓存存满时，必须执行一定的缓存策略，以确定缓存中删除和保留的数据。除了和直接请求模式一样，从模拟环境数据中获取各用户节点的数据请求数据外，在模拟D2D请求模式的进程中，还需要从模拟环境数据中获取并应用D2D模拟用户节点缓存策略；各用户节点的缓存策略可选一些常用缓存策略，用户也可以自定义缓存策略，以丰富模拟手段；

进一步的，步骤S54和S55没有先后顺序，即S54可以先于S55执行，也可以晚于S55执行，也可以和S55同时执行。

进一步的，步骤S54和/或步骤S55中，模拟过程中，模拟用户可随时通过用户接口与监测显示模块，随时对仿真过程进行监测、保存、干预和配置修改；包括模拟运算开始、模拟运算暂停、模拟运算结束、测试和模拟时间和次数设定、指定参数修改、运算数据查看、运算数据保存等操作。

进一步的，步骤S54和/或55中用户通过用户接口与监测显示模块进行指定参数修改时，将依据用户需求，对S52步骤中的模拟D2D请求模式的进程进一步复制为多个子进程。然后对每个子进程依据参数修改情况作修改和调整，即每个子进程对应一种参数修改情况，以此分别测试和对比在某些不同配置参数条件下，被测***应用D2D通信技术时的性能。

S6、模拟运算模块结束仿真模拟后，通过用户接口与监测显示模块，输出性能测试结果。

进一步的，步骤S6具体包括以下功能和步骤：

S61、根据用户定制，收集和计算模拟运算模块的中途或最终模拟数据，并通过多种图形和表格形式显示***的实时运行数据，对比应用D2D通信技术前后，或者不同用户手动环境设置和现实环境数据条件下，各种***性能差异；

S62、生成一个包括模拟最终结果对比统计页面，该页面通过动态图像形式显示和对比在相同配置条件或者相同真实物理条件下，应用D2D通信技术与不应用D2D通信技术时，或者不同用户手动环境设置和现实环境数据条件下，所测试***采用但不限制的蜂窝网络、多媒体点播***、文件下载***、相关科研模拟***等，在缓存命中率、基站卸载率、***吞吐量、***承载用户数、用户接通率、用户终端设备平均下载速率等方面的性能差异；单次或多次模拟结果可根据用户需要进行保存，并可在事后进行任意读取和再次动态显示和比较。

与现有技术相比，本发明具有如下的优点和有益效果：

本发明一种D2D通信仿真与性能的测试***和测试方法，

1.本发明的一种D2D通信仿真与性能的测试***和测试方法通过数据采集硬件和环境配置模块和相关方法，能够将现实蜂窝网络环境直接映射到仿真***中，并加以演算和分析对比D2D通信技术部署前后的所测***的性能差异；

2.本发明的一种D2D通信仿真与性能的测试***和测试方法，用户还可以非常便捷的定制和修改模拟环境参数，以进一步对不同参数下应用D2D通信的所测***的性能进行分析和对比；

3.本发明的一种D2D通信仿真与性能的测试***和测试方法能够对真实蜂窝网络中直接通信模式和D2D通信模式的物理运行逻辑和过程进行忠实模拟，还能够对包括对蜂窝网络中基站和各用户终端设备的数据请求、数据收发、数据存储、移动模式、缓存策略等行为进行忠实模拟，以及对基站和各用户终端设备内部外部数据处理和数据收发逻辑和过程进行忠实模拟，实现模拟预测与真实性能吻合；

4.本发明的一种D2D通信仿真与性能的测试***和测试方法，用户接口与监测显示模块和相关方法能够的实时显示和监测仿真过程和模拟结果，为模拟人员提供清晰易懂和准确明了的人机交互界面和接口，使模拟人员能够对中间过程和测试结果一目了然。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1是本发明实施例1的D2D通信仿真与性能的测试***的结构图；

图2是本发明实施例2的D2D通信仿真与性能的测试方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1

如图1所示，一种D2D通信仿真与性能的测试***，包括数字仿真***和数据采集硬件，所述数字仿真***，包括用户接口与监测显示模块、环境配置模块和模拟运算模块，其中：

数据采集硬件，与真实蜂窝网络基站连接，用于根据用户需求采集现实环境数据，并将采集的现实环境数据发送给数字仿真***的环境配置模块和模拟运算模块；

所述用户接口与监测显示模块，用接收用户指令和参数配置、显示模拟和测试结果；

所述环境配置模块，用于接收所述用户接口与监测显示模块中的用户指令和参数配置并接收数据采集硬件采集的现实环境数据，根据数据采集硬件采集的现实环境数据和/或参数配置，对模拟运算模块进行模拟运算初始化配置；

所述模拟运算模块，用于接收所述用户接口与监测显示模块中的用户指令和接收数据采集硬件采集的现实环境数据，根据接收的用户指令、环境配置模块的配置和数据采集硬件采集的现实环境数据，对真实蜂窝网络的物理运行逻辑和过程进行模拟。

所述用户接口与监测显示模块还为用户提供测试***的总体的操作界面；所述操作界面显示环境配置模块、模拟运算模块和数据采集硬件的配置选项、监测和显示模拟进行过程中的实时运行数据、显示模拟最终的对比统计数据。

所述环境配置模块，根据来自用户接口与监测显示模块的用户输入的参数配置进行配置模拟运行模块；或者读取数据采集硬件采集的现实环境数据配置模拟运算模块；或者同时根据参数配置用户接口与监测显示模块的用户输入的参数配置和数据采集硬件采集的现实环境数据配置模拟运算模块。

所述环境配置模块，对模拟运算模块进行配置时，配置的参数包括：仿真蜂窝网络规模范围、基站节点的位置、基站节点的状态、基站节点的最大上传带宽、基站节点的最大服务容量、用户节点数量、各用户节点的类型、各用户节点的状态、各用户节点的位置、各用户节点的运动模式、用户节点与基站节点的数据请求模式、各用户节点的D2D通信范围、各用户节点的D2D通信模式、各用户节点的最大上传带宽、各用户节点的数据请求模式或概率、各用户节点的数据缓存容量、各用户节点的数据缓存策略；其中，模拟运行模块中的各用户节点的D2D通信范围、各用户节点的数据请求模式或概率、各用户节点的数据缓存策略、各用户节点的运动模式的设置通过所述环境配置模块进行多维度配置，各用户节点的D2D通信范围能够进行手动输入配置，或者根据数据采集硬件部分获取的真实设备的D2D通信信号发射功率进行自动设置。

所述模拟运算模块对真实蜂窝网络的物理运行逻辑和过程进行模拟包括对蜂窝网络中基站和各用户终端设备的行为进行模拟以及对基站和各用户终端设备内部外部数据处理和数据收发逻辑和过程进行模拟，所述行为包括数据请求、数据收发、数据存储、移动模式和缓存策略；所述模拟运算模块接收的来自所述用户接口与监测显示模块的用户指令包括模拟运算开始、模拟运算暂停、模拟运算结束、测试和模拟的时间和次数设定、运算数据查看、运算数据保存、指定参数修改和参数配置。

本实施例中，数据采集硬件采用PCI卡。蜂窝网络基站的基本构成包括外部天线(射频天馈)和内部的RRU和BBU，本实施例中PCI卡连接BBU。BBU上有各种接口，包括但不限于光口、调试接口，本实施例中PCI卡也具有多个接口，以便可以与各种厂商的BBU的光口、调试接口等接口相连，BBU和PCI卡分别做一定配置，就可以把基站的数据(现实环境数据)传输给PCI卡；PCI卡再将基站的数据发送给数字仿真***。

实施例2

如图2所示，本实施例提供一种D2D通信仿真与性能的测试方法，所述方法包括以下步骤：

S1、用户通过数字仿真***的用户接口与监测显示模块下发指令和配置，对数字仿真***和数据采集硬件进行初始化；

S2、数据采集硬件通过基站的通信接口与蜂窝网络进行适配和连接，本方案中通信接口采用但不限于网口、光口、USB、空口、RS232总线；

S3、数据采集硬件收集、分析和整理各种现实环境数据，并不断更新和发送给数字仿真***，实现仿真场景和物理场景的同步；

步骤S3具体包括以下步骤：

S31、数据采集硬件实时收集各类基站配置数据、信令数据、用户数据；

S32、对数据采集硬件模块收集到的数据进行分析整理，计算和转换为蜂窝网络规模范围、基站的位置、基站的状态、基站的最大上传带宽、基站的最大服务容量、用户终端设备数量、各用户终端设备的类型、各用户终端设备的状态、各用户终端设备的位置、各用户终端设备与基站的数据请求模式、各用户终端设备的最大上传带宽、各用户终端设备的数据请求记录、各用户终端设备数据请求的链接、类型和大小信息数据；

S33、将转换后的信息数据进一步转换为用于数字仿真***配置的参数格式，包括：仿真蜂窝网络规模范围、基站节点的位置、基站节点的状态、基站节点的最大上传带宽、基站节点的最大服务容量、用户节点数量、各用户节点的类型、各用户节点的状态、各用户节点的位置、各用户节点的最大上传带宽、各用户节点的数据请求记录、各用户节点数据请求的链接、类型和大小等配置参数；

S34、数据采集硬件将配置参数打包发送给数字仿真***；

S35、不断重复以步骤S31-S34，每隔一定时隙进行一次数据采集、分析、计算、转换和传输，实现模拟配置数据和真实物理网络状态的同步更新。

S4、数字仿真***的环境配置模块应用用户接口与监测显示模块中的用户输入环境设置，

整合用户输入环境设置和现实环境数据，生成最终模拟环境数据，并将最终模拟环境数据发送给模拟运算模块；

S5、数字仿真***的模拟运算模块装载模拟环境数据进行仿真模拟过程运算；

步骤S5具体包括以下步骤：

S51、模拟运算模块接收来自环境配置模块的模拟环境数据；

S52、启动至少两个模拟进程，其中包括用于直接请求模式的进程和用于模拟D2D请求模式的进程；

S53、将模拟环境数据代入模拟直接请求模式的进程和模拟D2D请求模式的进程；并依据模拟环境数据分别生成基站节点和用户节点的拓扑图，并初始化基站节点和用户节点各参数和数据；

S54、在模拟D2D请求模式的进程中，所有用户节点均缓存一部分已获取的数据，任一个用户节点在有数据需求时，首先向处于蜂窝网络内且在D2D请求范围内的其他用户节点发送数据请求，若在该范围内存在用户节点缓存了所请求的数据，则缓存了该数据的用户节点向发送请求的用户节点发送数据；若在该范围内的其他用户节点均没有所请求的数据，则有数据需求的用户节点向所属蜂窝网络的基站节点发送数据请求；

S55、在模拟直接请求模式的进程中，当用户节点有数据需求时，直接向基站节点发送数据请求，基站节点根据数据请求发送数据给用户节点。各用户节点的数据请求是依据实验环境数据中的各用户节点的数据请求数据；

步骤S54和S55没有先后顺序。即S54可以先于S55执行，也可以晚于S55执行，也可以和S55同时执行。

如果需要本方案还可以在仿真过程中，模拟用户可随时通过用户接口与监测显示模块，随时对仿真过程进行监测、保存、干预和配置修改；步骤S54中模拟用户通过用户接口与监测显示模块进行指定参数修改时，将依据用户需求，对S52步骤中的模拟D2D请求模式的进程进一步复制为多个子进程。然后对每个子进程依据参数修改情况作修改和调整，即每个子进程对应一种参数修改情况，以此分别测试和对比在某些不同配置参数条件下，被测***应用D2D通信技术时的性能；

S6、模拟运算模块结束仿真模拟后，通过用户接口与监测显示模块，输出性能测试结果；

步骤S6具体包括以下步骤；

S61、根据用户配置，收集和计算模拟运算模块的中途或最终模拟数据，并通过图形和表格形式显示***的实时运行数据，对比应用D2D通信技术前后，或者不同用户手动环境设置和现实环境数据条件下，各种***性能差异；

S62、生成一个包括模拟最终结果对比统计页面，并对模拟结果进行保存。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种D2D通信仿真与性能的测试***，包括数字仿真***，其特征在于，还包括数据采集硬件，所述数字仿真***包括用户接口与监测显示模块、环境配置模块和模拟运算模块，其中：

数据采集硬件，与真实蜂窝网络基站连接，用于根据用户需求采集现实环境数据，并将采集的现实环境数据发送给数字仿真***的环境配置模块和模拟运算模块；

所述用户接口与监测显示模块，用接收用户指令和参数配置、显示模拟和测试结果；

所述环境配置模块，用于接收所述用户接口与监测显示模块中的用户指令和参数配置并接收数据采集硬件采集的现实环境数据，根据数据采集硬件采集的现实环境数据和/或参数配置，对模拟运算模块进行模拟运算初始化配置；

所述模拟运算模块，用于接收所述用户接口与监测显示模块中的用户指令和接收数据采集硬件采集的现实环境数据，根据接收的用户指令、环境配置模块的配置和数据采集硬件采集的现实环境数据，对真实蜂窝网络的物理运行逻辑和过程进行模拟。

2.根据权利要求1所述的测试***，其特征在于，所述用户接口与监测显示模块还为用户提供测试***的总体的操作界面；所述操作界面显示环境配置模块、模拟运算模块和数据采集硬件的配置选项、监测和显示模拟进行过程中的实时运行数据、显示模拟最终的对比统计数据。

3.根据权利要求1所述的测试***，其特征在于，所述环境配置模块根据来自用户接口与监测显示模块的用户输入的参数配置进行配置模拟运行模块；或者读取数据采集硬件采集的现实环境数据配置模拟运算模块；或者同时根据参数配置用户接口与监测显示模块的用户输入的参数配置和数据采集硬件采集的现实环境数据配置模拟运算模块。

4.根据权利要求3所述的测试***，其特征在于，所述环境配置模块对模拟运算模块进行配置时，配置的参数包括：仿真蜂窝网络规模范围、基站节点的位置、基站节点的状态、基站节点的最大上传带宽、基站节点的最大服务容量、用户节点数量、各用户节点的类型、各用户节点的状态、各用户节点的位置、各用户节点的运动模式、用户节点与基站节点的数据请求模式、各用户节点的D2D通信范围、各用户节点的D2D通信模式、各用户节点的最大上传带宽、各用户节点的数据请求模式或概率、各用户节点的数据缓存容量、各用户节点的数据缓存策略；其中，模拟运行模块中的各用户节点的D2D通信范围、各用户节点的数据请求模式或概率、各用户节点的数据缓存策略、各用户节点的运动模式的设置通过所述环境配置模块读取本身存储的数据进行配置，各用户节点的D2D通信范围通过所述环境配置模块读取用户的手动输入的参数配置进行配置，或者通过所述环境配置模块根据数据采集硬件获取的现实环境数据中的用户终端的D2D通信信号发射功率进行自动设置。

5.根据权利要求1所述的测试***，其特征在于，所述模拟运算模块对真实蜂窝网络的物理运行逻辑和过程进行模拟包括对蜂窝网络中基站和各用户终端设备的行为进行模拟以及对基站和各用户终端设备内部外部数据处理和数据收发逻辑和过程进行模拟，所述行为包括数据请求、数据收发、数据存储、移动模式和缓存策略；所述模拟运算模块接收的来自所述用户接口与监测显示模块的用户指令包括模拟运算开始、模拟运算暂停、模拟运算结束、测试和模拟的时间和次数设定、运算数据查看、运算数据保存、指定参数修改和参数配置。

6.根据权利要求1至5任一项所述的测试***，其特征在于，所述现实环境数据包括基站配置数据、信令数据、用户数据。

7.一种D2D通信仿真与性能测试方法，其特征在于，采用权利要求1-6中任一所述的一种D2D通信仿真与性能测试***，所述方法包括以下步骤：

S1、用户通过数字仿真***的用户接口与监测显示模块下发用户指令和参数配置，对数字仿真***和数据采集硬件进行初始化；

S2、数据采集硬件通过基站的通信接口与蜂窝网络进行适配和连接；

S3、数据采集硬件收集、分析和整理各种现实环境数据，并不断更新和发送给数字仿真***，实现仿真场景和物理场景的同步；

S4、数字仿真***的环境配置模块应用用户接口与监测显示模块中的用户输入环境设置，整合用户输入环境设置和现实环境数据，生成最终模拟环境数据，并将最终模拟环境数据发送给模拟运算模块；

S5、数字仿真***的模拟运算模块装载模拟环境数据进行仿真模拟过程运算；

S6、模拟运算模块结束仿真模拟后，通过用户接口与监测显示模块，输出性能测试结果。

8.根据权利要求7所述的一种D2D通信仿真与性能的测试方法，其特征在于，

步骤S3具体包括以下步骤：

S31、数据采集硬件实时收集各类基站配置数据、信令数据、用户数据；

S32、对数据采集硬件模块收集到的数据进行分析整理，计算和转换为蜂窝网络规模范围、基站的位置、基站的状态、基站的最大上传带宽、基站的最大服务容量、用户终端设备数量、各用户终端设备的类型、各用户终端设备的状态、各用户终端设备的位置、各用户终端设备与基站的数据请求模式、各用户终端设备的最大上传带宽、各用户终端设备的数据请求记录、各用户终端设备数据请求的链接、类型和大小信息数据；

S33、将转换后的信息数据进一步转换为用于数字仿真***配置的参数格式，包括：仿真蜂窝网络规模范围、基站节点的位置、基站节点的状态、基站节点的最大上传带宽、基站节点的最大服务容量、用户节点数量、各用户节点的类型、各用户节点的状态、各用户节点的位置、各用户节点的最大上传带宽、各用户节点的数据请求记录、各用户节点数据请求的链接、类型和大小；

S34、数据采集硬件将配置参数打包发送给数字仿真***；

S35、不断重复以步骤S31-S34，每隔一定时隙进行一次数据采集、分析、计算、转换和传输，实现模拟配置数据和真实物理网络状态的同步更新。

9.根据权利要求7所述的一种D2D通信仿真与性能的测试方法，其特征在于，

步骤S5具体包括以下步骤：

S51、模拟运算模块接收来自环境配置模块的模拟环境数据；

S52、启动至少两个模拟进程，其中包括用于直接请求模式的进程和用于模拟D2D请求模式的进程；

S53、将模拟环境数据代入模拟直接请求模式的进程和/或模拟D2D请求模式的进程；并依据模拟环境数据分别生成基站节点和用户节点的拓扑图，并初始化基站节点和用户节点各参数和数据；

S54、在模拟直接请求模式的进程中，当用户节点有数据需求时，直接向基站节点发送数据请求，基站节点根据数据请求发送数据给用户节点；各用户节点的数据请求是依据模拟环境数据中的各用户节点的数据请求数据；

S55、在模拟D2D请求模式的进程中，所有用户节点均缓存一部分已获取的数据，任一个用户节点在有数据需求时，首先向处于蜂窝网络内且在D2D请求范围内的其他用户节点发送数据请求，若在该范围内存在用户节点缓存了所请求的数据，则缓存了该数据的用户节点向发送请求的用户节点发送数据；若在该范围内的其他用户节点均没有所请求的数据，则有数据需求的用户节点向所属蜂窝网络的基站节点发送数据请求。

10.根据权利要求7所述的一种D2D通信仿真与性能的测试方法，其特征在于，

步骤S6具体包括以下步骤S61-S62：

S61、根据用户配置，收集和计算模拟运算模块的中途或最终模拟数据，并通过图形和表格形式显示***的实时运行数据，对比应用D2D通信技术前后，或者不同用户输入环境设置和现实环境数据条件下，各种***性能差异；

S62、生成一个包括模拟最终结果对比统计页面，并对模拟结果进行保存；

步骤S5中，在模拟直接请求模式的进程中和模拟D2D请求模式的进程中，用户能够通过用户接口与监测显示模块对模拟过程进行配置修改，包括指定参数修改；在进行指定参数修改时，依据用户需求，对S52步骤中的模拟D2D请求模式的进程复制为多个子进程，对每个子进程依据参数修改情况作修改和调整。

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