LTE Module User Documentation（翻译1）——背景、使用概述、基本的仿真程序和配置LTE模型参数
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。
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 }
然后在终端执行"load"命令，传递属性设置到仿真程序中 ：
执行完成后， 会增加以下关键性能指标（KPI）文件：![]()
注意：由于程序“lte-sim-with-input.cc”是 LTE only 程序，没有 EPC，所以 DlPdcpStats.txt 和 UlPdcpStats.txt 内容为空。
接着在终端执行 "save" 命令，生成模板输入文件 ：
执行完成后，input-defaults.txt 增加了很多属性，部分内容截图如下：
参考文献
https://www.nsnam.org/docs/models/html/lte-user.html