【摘要】：隨著5G在2020年開啟全球大規(guī)模商用,萬物互聯(lián)時代即將到來。作為大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)場景的重要解決方案,窄帶物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)在2016年由3GPP提出后就受到全世界通信廠商廣泛關(guān)注。隨著窄帶物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展,協(xié)議標準化演進的腳步?jīng)]有停下,這期間涌現(xiàn)了大量的窄帶物聯(lián)網(wǎng)新技術(shù)和新算法。為了更好的進行窄帶物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究,研究者需要一個準確、高效且貼近于真實系統(tǒng)的平臺對新技術(shù)和新算法進行測試與評估。窄帶物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)基于LTE協(xié)議進行了重新設(shè)計并具有帶寬小、部署靈活、海量連接等特點,信號形態(tài)的重構(gòu)需要研究者對物理層流程和技術(shù)進行重新設(shè)計和部署。然而,目前市面上缺乏用于測試與評估窄帶物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與算法的通用平臺,設(shè)計并開發(fā)一款窄帶物聯(lián)網(wǎng)測試平臺可填補該領(lǐng)域的不足且具有一定意義的工程實踐價值。本文基于軟件無線電平臺圍繞窄帶物聯(lián)網(wǎng)物理層提出了下行鏈路平臺設(shè)計方案,并開發(fā)了下行鏈路測試平臺。該平臺可用于窄帶物聯(lián)網(wǎng)下行鏈路物理層新技術(shù)和新算法的測試與評估,以保證技術(shù)的可靠性與兼容性。本文圍繞平臺設(shè)計與實現(xiàn)過程展開論述,主要研究工作包括:首先介紹了窄帶物聯(lián)網(wǎng)理論基礎(chǔ)和OpenAirInterface平臺架構(gòu)特點,闡述了下行物理信號和信道的實現(xiàn)過程;隨后對平臺需求和評估指標進行分析,闡述了平臺總體架構(gòu)和流程設(shè)計方案,對下行鏈路收發(fā)流程、功能模塊的實現(xiàn)過程進行了詳細說明;接著針對系統(tǒng)涉及的物理層關(guān)鍵機制進行了設(shè)計與實現(xiàn),并給出了用戶側(cè)平臺統(tǒng)計功能的設(shè)計與實現(xiàn)步驟,最后闡述了測試環(huán)境配置情況,完成平臺物理層驗證的同時根據(jù)評估指標對平臺進行了測試。結(jié)果表明本文設(shè)計的窄帶物聯(lián)網(wǎng)下行鏈路平臺準確有效,可以用于物理層技術(shù)與算法性能的評估與驗證。
【圖文】：

中包括ＲＡＮ測及ＥＰＣ側(cè)功能的實現(xiàn)，ＲＡＮ側(cè)包括ＵＥ及ｅＮＢ功能實現(xiàn)，ＥＰＣ逡逑側(cè)分為ＭＭＥ、ＨＳＳ、ＳＧＷ與ＰＧＷ四部分進行了模塊設(shè)計與功能模擬１氣ＯＡＩ逡逑平臺基于ＬＴＥ協(xié)議棧開發(fā)的軟件協(xié)議架構(gòu)如圖２－１所示，平臺具有統(tǒng)計時間、逡逑監(jiān)視、控制、流量發(fā)生器等功能，并提供技術(shù)及算法評估、協(xié)議驗證和預(yù)部署系逡逑統(tǒng)測試等工具。另外ＯＡＩ軟件平臺在Ｌｉｎｕｘ環(huán)境中實現(xiàn)，官方推薦Ｕｂｕｎｔｕ邋１４．０４逡逑系統(tǒng)作為環(huán)境搭建基礎(chǔ)。逡逑數(shù)據(jù)面｜｜控射面逡逑，丨丨指令逡逑＾邐邐、邋ｆ邋邐邐Ｓ邋＇邋Ｉ邐（邋ＭＭＥ邋應(yīng)用）（邋Ｓ／Ｐ－ＧＷ邋應(yīng)用邋）逡逑Ｉ邋ＱｐＤ邐（邐丨洲朗邐）邐＾—ｒｒ邋ｔ邐逡逑Ｉ邋ｆＴｔｏｌ邐邐；邐１邐，邐ｆ邋Ｎ－？Ｊ邐｜．＾ＳＵ．邋１（邋Ｓｌ－Ｕ邋）—逡逑ｉ邐ｓ邋ｒａ邋ｉ邐＂邋ｆＳｉ邋ｓｃｉ逡逑［ｒｒｃ｜－｜邐邐邋｜邐Ｉ邋Ｉ邐Ｉ邋：逡逑｜邋＾＾邐（＂＂＂￣￣ＳＣＴＰ邐）邋（邋ＵＤＰ邋）邐Ｉ邐（邋ＳＣＴＰ邋）邐（邋ＵＤＰ邋）逡逑ｉ邋（ｐＤｃｐ）邐ｉ邐ｊ邐ｎｉ邋＾逡逑｜邋（邋：ｒｌｃ：邋）邐（邋Ｔ邋）邋ｉ邋＾邋■邋－邋Ｔ邋—逡逑（ＭＡＣ邋ｙ邋（邋ｍａｃ邋）邐（邋Ｅｔｈｅｒｎｅｔ邋）邐：：：：邋Ｓ邐（邐Ｅｔｈｅｒｎｅｔ邐）逡逑！邐ｃｊ＾：，邐Ｊ＼邋ｌ邐Ｊ逡逑ｌ邋ＵＥ邋Ｊ邋Ｖ邐邐ｙ邋Ｉ邋邐逡逑Ｉ邐Ｊ逡逑圖２－１邋ＯＡＩ軟件協(xié)議架構(gòu)圖逡逑ＯＡＩ軟件代碼主要包括ｏｐｅｎａｉｒ－ｃｎ及ＯｐｅｎＡｉｒ丨ｎｔｅｒｆａｃｅ兩大模塊，分別對應(yīng)逡逑核心網(wǎng)和無線接入網(wǎng)絡(luò)的功能。源代碼實現(xiàn)了協(xié)議的完整分層［３１］

中包括ＲＡＮ測及ＥＰＣ側(cè)功能的實現(xiàn)，ＲＡＮ側(cè)包括ＵＥ及ｅＮＢ功能實現(xiàn)，ＥＰＣ逡逑側(cè)分為ＭＭＥ、ＨＳＳ、ＳＧＷ與ＰＧＷ四部分進行了模塊設(shè)計與功能模擬１氣ＯＡＩ逡逑平臺基于ＬＴＥ協(xié)議棧開發(fā)的軟件協(xié)議架構(gòu)如圖２－１所示，平臺具有統(tǒng)計時間、逡逑監(jiān)視、控制、流量發(fā)生器等功能，并提供技術(shù)及算法評估、協(xié)議驗證和預(yù)部署系逡逑統(tǒng)測試等工具。另外ＯＡＩ軟件平臺在Ｌｉｎｕｘ環(huán)境中實現(xiàn)，官方推薦Ｕｂｕｎｔｕ邋１４．０４逡逑系統(tǒng)作為環(huán)境搭建基礎(chǔ)。逡逑數(shù)據(jù)面｜｜控射面逡逑，丨丨指令逡逑＾邐邐、邋ｆ邋邐邐Ｓ邋＇邋Ｉ邐（邋ＭＭＥ邋應(yīng)用）（邋Ｓ／Ｐ－ＧＷ邋應(yīng)用邋）逡逑Ｉ邋ＱｐＤ邐（邐丨洲朗邐）邐＾—ｒｒ邋ｔ邐逡逑Ｉ邋ｆＴｔｏｌ邐邐；邐１邐，邐ｆ邋Ｎ－？Ｊ邐｜．＾ＳＵ．邋１（邋Ｓｌ－Ｕ邋）—逡逑ｉ邐ｓ邋ｒａ邋ｉ邐＂邋ｆＳｉ邋ｓｃｉ逡逑［ｒｒｃ｜－｜邐邐邋｜邐Ｉ邋Ｉ邐Ｉ邋：逡逑｜邋＾＾邐（＂＂＂￣￣ＳＣＴＰ邐）邋（邋ＵＤＰ邋）邐Ｉ邐（邋ＳＣＴＰ邋）邐（邋ＵＤＰ邋）逡逑ｉ邋（ｐＤｃｐ）邐ｉ邐ｊ邐ｎｉ邋＾逡逑｜邋（邋：ｒｌｃ：邋）邐（邋Ｔ邋）邋ｉ邋＾邋■邋－邋Ｔ邋—逡逑（ＭＡＣ邋ｙ邋（邋ｍａｃ邋）邐（邋Ｅｔｈｅｒｎｅｔ邋）邐：：：：邋Ｓ邐（邐Ｅｔｈｅｒｎｅｔ邐）逡逑！邐ｃｊ＾：，邐Ｊ＼邋ｌ邐Ｊ逡逑ｌ邋ＵＥ邋Ｊ邋Ｖ邐邐ｙ邋Ｉ邋邐逡逑Ｉ邐Ｊ逡逑圖２－１邋ＯＡＩ軟件協(xié)議架構(gòu)圖逡逑ＯＡＩ軟件代碼主要包括ｏｐｅｎａｉｒ－ｃｎ及ＯｐｅｎＡｉｒ丨ｎｔｅｒｆａｃｅ兩大模塊，分別對應(yīng)逡逑核心網(wǎng)和無線接入網(wǎng)絡(luò)的功能。源代碼實現(xiàn)了協(xié)議的完整分層［３１］
【學(xué)位授予單位】：北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TN929.5;TP391.44

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1 鄒，

本文編號：2701161