本章將說明如何透過妥善的設計電腦程式，以達到模擬此系統運作之效果。
並根據前面章節的理論推導，說明我們如何設計模擬程式的邏輯，以模擬出真實 系統的運作與背後的環境變化。透過電腦的運算模擬以進行各種科學研究，我們 可以利用電腦創造出另外一個虛擬的世界，而這個虛擬世界的運作機制則是依照 真實情況中各項環境變數的統計特性去設計，藉此方式讓我們得以去模擬真實環 境的變化。並以此為基礎。
6-1 系統模擬流程
在通訊系統的模擬方法中，因為模擬特性不同，因此有不同的模擬方法，一 般來說可以分成兩類：事件驅動(Event Driven)與時間驅動(Time Driven)[37]５這 兩種方法。因有些事件並不會週期性的更新，而是隨著一個機率流程，做變數之 更新，舉例來說，在進行允入控制(Admission Control)相關研究時，在不考慮使 用者移動性的情況下，只需模擬有使用者要進入系統時刻的系統狀態，並將這些 資訊提供給允入控制演算法做判斷便可。由於新使用者並非週期性的到達，而是 依據Poisson 流程，因此系統不需要去模擬沒有新使用者到達時系統的狀態。也 就是說，系統所需模擬的時間點是根據”新使用者到達(New Call Arrival)”這個事 件的發生而決定，換個角度來看，這個模擬系統的運作是由”新使用者到達”這個 事件所驅動的，也就是所謂事件驅動的系統模擬。因此這種事件的時間點可以直 接跳躍至事件發生的時刻，以節省系統模擬耗費的時間。
以時間驅動的方式進行系統模擬，剛好相反，因有些事件必須週期性的更新 或檢查，所以時間驅動主要就是是針對系統中需要週期性更新的變數。透過時間 驅動方式進行系統模擬以定期去執行某些功能或是調整系統中某些變數，可以降 低邏輯上的複雜性且使得程式中的變數變化有很明確的時間參考做為依據。舉例 來說，在系統中的通道重新分配每個10ms 就要執行一次，這個時間的依據是來 自於以速度 30km/hr 的使用者來說，根據計算後同調時間(Coherence Time)為 18ms，因此在每次通道重新分配時，可以假設在此時間內的多路徑衰弱不會變 化，因此每隔10ms 就會執行一次通道重新分配。因此在通道重新分配這種週期 性的行為時，便採用時間驅動的概念來設計系統模擬程式，以簡化模擬程式的複 雜度。
但在本系統模擬平台之中，由於整合了多種無線資源管理的演算法，其中有 的可以採用事件驅動的方式去模擬，有的則適合採用時間驅動的方式去模擬。為
了可以同時兼顧這兩種方法的優點，因此我們在設計系統模擬平台時同時結合了 這兩種系統模擬的概念，並將各種不同的演算法結合在一起。因此可以兼顧模擬 的正確性，並且可以使模擬的效率大大提高。
接下來透過圖6.1.1 來說明整個系統模擬程式運作的邏輯概念：
圖 6.1.1 系統模擬邏輯示意圖
在圖6.1.1 中上半部所描述的是非週期性發生的事件，這些事件在程式中相 關的動作會以事件驅動(Event Driven)的方式處理。而在圖 6.1.1 下半部所描述的 是週期性發生的事件，這些事件相對應的動作會以時間驅動(Time Driven)的方式 處理。但同樣是時間驅動的事件，根據其特性的不同，我們特別設計使每個事件 都有其各自發生的週期，以增加系統運作的效率。
在圖6.1.1 中的橫軸代表時間軸，而每個箭頭則代表某個事件的發生，這裡 先列舉出幾個事件以說明此程式設計的理念。在圖6.1.1 的最左端上半部那個指 向下的箭頭便是代表”新使用者到達(New Call Arrival)”事件的發生,因此事件發 生不是定期的，所以是屬於事件驅動。隨著時間的增加，背景環境的參數會定期 的變化以反映出環境的變化，而在圖中自第一位使用者到達後系統發生的下一個 事件便是時間驅動的事件，需週期性的更新。以上圖為例，上半部代表使用者的 來與走，當新使用者來時，經過了幾次週期的更新，比如說遮蔽效應或移動性的 更新，且伴隨著時間繼續往前，也會遇到使用者離開，或者新使用者進入，而程 式中所模擬的時間也隨之不斷向前推進。每當特定的事件在特定的時間點發生 後，程式便會執行該事件所對應的動作或演算法，並將結果反映在相對應的參數 之中。換句話說，每個事件會將其對應動作或演算法執行的結果反映在系統或環 境的參數之中，而每個事件在執行相關的動作時，也是依據當時系統或環境的參 數來做出相對應的判斷。每個事件與各個參數之間不斷的交互影響，便構成了系
統隨著時間運作的依據。
在圖 6.1.1 只列出了幾個模擬程式中其中幾個事件，接著要說明在程式中所有 的事件，與每個事件中所對應的功能與相關的設計：
‧New Call Arrival
產生新的使用者，需要對包括座標､使用服務形態､移動速度､移動方向､
與每個基地台間連線所遭受到的遮蔽衰落，做一個初始化，此事件發生時會產生 一個新的使用者進入系統，所以發生的的時間點是由一個 Poisson 流程所決定 的，可知此事件並非週期性的發生。相關內容在5-2 中曾做過說明。
伴隨著新使用者的產生，透過細胞搜尋(Cell Search)才能讓新使用者找到訊 號品質最佳的基地台以開始進行連線。而接著透過允入控制的機制以決定是否能 讓新使用者進入系統。
‧Call Departure
此事件是針對使用語音服務的使用者，結束使用服務並離開系統。因為使用 數據服務時，使用者待在系統的時間並不是一個單純的機率分佈，因此不容易事 先算出。發生此事件時程式會將與該使用者相關的參數自記憶體移除。
‧Traffic Update
此事件只會針對使用數據服務的使用者來更新其資料流量狀態，，因為使用 數據服務時使用者資料流量的變化比較頻繁，需藉由經常性的更新其流量狀態以 反映出流量變化的效果。而語音服務之使用者流量變化很緩慢，可直接在統計時 考慮”Activity Factor”以反映流量變化的效果。
更新使用者資料流量的狀態。在5-2 曾提到使用者資料流量模擬的方法，而 此事件發生時程式便會根據該使用者的資料流量模型來判斷是否應該更新該使 用者的資料流量狀態，以藉由此方法在程式中產生使用者資料流量變化的效果。
若程式發現該使用數據服務的使用者已經傳送/接收完所有的封包資料時，
也會將該使用者比照成結束服務並離開系統的情形。程式將會自記憶體移除關於 該使用者的參數。
‧Shadow Update
更新系統內每個連線所遭受遮蔽衰落的狀況。隨著使用者位置的改變，所遭 受的遮蔽衰落也會隨著改變。但考慮遮蔽衰落的自相關模型時，我們可以假設當 遮蔽衰落的自相關性仍高於一定程度時，其值是不變的，因此可以求得一個相對 應的參數更新週期。舉例來說，若在兩不同位置遮蔽衰落彼此間的相關性常數高
於0.95，我們便假設使用者在此兩點範圍內所遭受到的遮蔽衰落皆相同。在 4-3 中曾提到我們所參考的遮蔽衰落自相關模型為：
在非相關距離為20 公尺時，我們可以透過此公式反算出當兩點間遮蔽衰落之自 相關常數降至0.95 時所需間隔的距離
+ x
為：| |
20ln 2
ln(0.95)
0.95 | | 20 1.48( )
ln 2
x
e
−x m
=
+⇒ + = − ≈
因此可以假設當使用者移動距離不超過 1.48 公尺時，遮蔽衰落的參數並不需要 更新，如此才能在兼顧準確性的前提下節省運算時間。當使用者移動速度為 30 km/h 時，需花費 0.1783 秒才會移動 1.48 公尺。故此時程式更新遮蔽衰落參數的 週期便是0.1783 秒。
‧Mobility Update
更新系統內與使用者移動性相關之參數。需要更新的參數為使用者的座標位 置以及使用者移動的速度與方向。新的座標是由前一次的座標加上這段期間使用 者在X 軸與 Y 軸移動的距離，而移動速度與方向的更新則是根據使用者移動模 型來決定。由於這幾項參數最主要的影響是在路徑損失的效果上面，因此當使用 者每移動一定的距離後再更新便可，不需要太密集的去更新這些參數。根據 UMTS 的建議[25]，每當使用者移動距離等於非相關距離(De-correlation Distance) 時再更新這些參數便可。若考慮該環境非相關距離為20 公尺且使用者移動速度 為30km/h 時，使用者需花費 2.4 秒才能移動 20 公尺，因此程式此時便以 2.4 秒 作為更新使用者移動性相關參數之週期。
‧Channel Re-Allocation
為了使用者可以一直使用通道品質較佳的子通道，定期的做通道重新分配，
這時間配合在同調時間之內，可以假設多路徑衰落在此時間不會有太大變化，因 此使用者可以因此選到品質較佳的通道，以保證服務品質。
‧Packet Scheduling
通道重新分配也是因為要配合封包排程，使系統的使用效率達到最高，因 通道會重新分配，因此一定有優先順序，根據此優先順序挑選適合各使用者的子 通道，且數據服務使用者，若狀態不是在傳送資料時，可以把子通道空出來給他
| |
( ) ln 2
x
x e D
ρ + = − +
人使用，以系統運作可以更有效率
‧Handover Update
更新使用者換手機制相關之參數。系統會週期性的去偵測目前使用者連線品 質的狀態以作為換手機制運作的參考，若是訊號品質到達某個標準，換手機制便 會調整相對應的參數。舉例來說，系統設定每1 秒會檢查目前使用者與每個基地 台間訊號品質狀態，則每當此事件發生時，系統所量測出使用者至每個基地台連
更新使用者換手機制相關之參數。系統會週期性的去偵測目前使用者連線品 質的狀態以作為換手機制運作的參考，若是訊號品質到達某個標準，換手機制便 會調整相對應的參數。舉例來說，系統設定每1 秒會檢查目前使用者與每個基地 台間訊號品質狀態，則每當此事件發生時，系統所量測出使用者至每個基地台連