Accelerating and Improving Simulation Performance in Communication Systems Modeling through Parallel Computing and Clustering

Abstract

Existing  5G  communication  systems  suffer  from  two  major  problems: the need  for  better  spectrum  efficiency  and  lesser  adjacent  channel  interference.  Thus,  development  of  novel  waveform  techniques  to  overcome  these  problems  is  a  major  topic  of  research  amongst  scholars  and  it  requires  carrying  out  Monte  Carlo  simulations  in  MATLAB©  (by MathWorks) to  measure  the  Bit  Error  Rate  (BER)  of  these  communication  models.  As  most  of  these  simulations  require  millions  of  computations,  they  take  a  significantly  long  time  to  run  (for  example,  days)  as  they  run  on  single-core  machines  and  carry  out  the  computations  serially.  The  main  objective  of  this  research  is  to  reimplement  current  scripts  using  various  parallel  computing  techniques  in  MATLAB  to  study  which  one  is  the  best suited  for  this  particular  type  of  simulations  while  also  scaling  these  scripts  onto  a  multi-core  cluster  to  further  improve  the  execution  time.