Chan与5G接入网仿真技术

c0d3n4m · 发表于 2021-12-16 19:35

5G第一个正式标准即将于年底公布，2018年2月9日在韩国平昌举办的第23届冬奥会上，预商用的5G服务还将第一次展示在全世界的面前，据说转播方会使用AR/VR技术，向全世界观众展示真正沉浸式的比赛观看服务，想象一下，可以全世界人民共同迈着魔鬼的步伐，摩擦摩擦，在光滑的冰面上摩擦的感觉吧。
不过今天我们不是来介绍如何使用unity 设计通往约翰·马尔科维奇的神秘通道的。

《 Being John Malkovich》电影配图

我们要给各位unity的粉丝们从零开始打开一扇通往E世界的大门，一起来学习一下unity是如何在下一代无线通讯系统5G研发中发挥作用的。
最近新闻上可以听到很多5G测试的新闻，比如中国移动在国内6个城市正式开通了测试用5G站点。我们还可以看到在广工和成电的华为中兴5G测试基站：

图，中兴在广工大的测试

图，华为在成电的测试站点

任何一项通讯技术在大规模投资运用前，都需要经过多年的研发测试。
上面的外场测试仅仅是研发，验证过程的一部分。
还有相当大的部分则是由大量工程师在室内的计算机上跑仿真程序和使用仪器设备完成的。
图，5GPPP METIS-II项目组成员：

图，命运石之门舞台剧海报，研发团队

哦，对不起，放错图了，下面这幅才是

图，来自包括华为，英特尔，阿尔卡特，Docomo，诺基亚，爱立信，三星等通信业巨头在内的多个企业，学校，研究所，以及我们本文的明星多媒体公司Janmedia的欧洲5GPPP METIS-II项目组成员们

欧洲5G协议研发推进组织5GPPP里就有这样一个项目组，专门负责开发5G 接入网设计，同时负责开发一个用于将各种已开发技术集成在一起的，高效的展示平台。这个为期两年的项目2015年6月开始，到今年6月底正式结束。项目的输出结果正是我们今天要介绍的主角，METIS 可视化平台（Visualization Platform），别名马德里网格。

你以为是这样的？

图：第13层里的城市边缘网格

其实是这样的：

图：马德里网格的起始界面之一

在马德里网格可视化平台出现以前，通讯工程师们做技术研究开发时，普遍使用的是自己开发的程序，或者一些开源的仿真平台，不差钱的科研院所和大企业的研发部门也会购买有专业的通讯仿真平台。

照片，通讯业测试仪器巨头之一的某款支持与外接仿真器交互的通讯仿真仪器和测试套件界面

在繁重的编程之后，结果的展示往往就是这样的。
截图，仿真框架示意图

图，仿真结果显示，Top View，展示的是一个住宅小区的信号覆盖情况

这样的展示结果，是很难让非相关技术人员（外行）一下理解明白的，就是用在科研群组之间的交流，也是不够直观的。如何把研发结果可视化，一直以来就吸引了很多业内人士的关注。
而METIS-II开发的可视化平台马德里网格，却不但可以展示静态的文字和图表，还可以将仿真结果在一个3D化的真实街景中展现出来，并且针对不同的User Case，都可以单独展示。
截图，可视化平台上的传统的静态展示，5G三大核心服务

截图，V2V，5G核心愿景之一汽车间通讯的场景演示，这是一个动态场景，支持仿真器导入数据

截图，街头用VR设备

截图，网络分层功能演示，支持以核心用户为中心的动态组网实时仿真演示

截图，本地主机/远程主机仿真器互动结果实时演示

开发者利用Unity创造了一个含有所有仿真需求的真实街景，利用unity的node, params, 定义了与仿真器交互的参数列表及其数据结构，同时通过unity 提供的socket based网络链接接口，实现了可视化平台与仿真平台的分离，可以读取远程主机/云平台上运行的仿真平台提供的仿真结果，再在本地可视化平台上演示，甚至因为使用了Unity的缘故，可以直接在VR头盔上提供观看自己的科研成果。这个可视化平台特别的提供了对Matlab的接口支持。
图，Madrid grid在展会上的展示结果

想象一下，无需额外购买昂贵的仪器设备，就可以摆脱坐在那里看ppt和keynote，看展板，看小电影的conference与展会，不仅让科研变得生动有趣，还可以让商用前看不见摸不着的科研成果更直观的与投资者们，金融分析师们接触，为科技转换为实际生产力降低了门槛，更是对老师在课堂上向新的通讯专业学生们讲解5G概念提供了非常直观的工具。
截图，2017全新美剧<Young Sheldon>里, Elon Mask在SpaceX第一次成功回收后，接受CNN记者参访前，看Sheldon9岁时的发明笔记

尤其让人兴奋的是，负责使用Unity个人版协作开发的波兰公司Janmedia，已经接到了来自法国电信Orange的订单，制作了运营商指定的巴黎中央市场的Unity模型，用于客户演示。
图，orance_france项目图，Janmedia为Orange建立了巴黎中央市场的3D模型，并且将仿真结果直接导入可视化平台模型，同时为Orange的演示设置了用户指定的界面

因为5G标准里包含的网络切片，灵活组网和后台集中管理的强大功能，未来的无线网络优化与管理中，相比昂贵的实测设备和人员成本，一个可导入后台数据的实景模型的用武之地很可能越来越大。
最后，按照国际通讯标准协议组织的日程表，真正的5G大规模商用还有2年的时间才会到来，期间对Ongoing协议内容的仿真，展示需求不会少，而对众多试点城市，移动电信和国外大T运营商们也许也对unity城市网络建模很感兴趣呢，先人一步进入5G市场，吹响号角，想想就让人激动呢。
学习通讯的你们，抓紧这个2年窗口期来一起学习unity吧，毕竟unity是个把仿真结果展示的更直观的平台，而且听说，5G标准是终结未来无线通讯标准的标准，那么以后，只会Matlab和c++的你在resume里增加一项前景无限广阔的技术能力，一定不是坏事。
图，你知道的，我们Unity的征途是.........

附录
METIS-II项目中负责开发可视化平台的公司Janmedia，公司网址
https://eu.janmedia.pl/orange_france.xml
METIS-II 可视化平台的下载链接和用户名，密码请见Unity Connect官方网址（下载文件中内含英文手册，中文手册也请移步connect下载）:Chan与5G接入网仿真技术 - Unity Connect

下一次会介绍一点Unity与神经科学。

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