本文關(guān)鍵詞：基于開源軟件的LTE協(xié)議棧研究與設(shè)計

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【摘要】：當前LTE(Long Term Evolution)無線4G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)得到大規(guī)模應(yīng)用,作為3Gpp標準化草案的主要演進方向,該技術(shù)已經(jīng)成為了繼3G之后最為成熟的無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)解決方案。目前LTE系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)大部分采用傳統(tǒng)的嵌入式設(shè)備加射頻前端的方案,伴隨著LTE技術(shù)的不斷演進這些設(shè)備不得不面臨更新?lián)Q代和維護困難等復(fù)雜問題。同時當技術(shù)發(fā)展到一定階段導(dǎo)致傳統(tǒng)的硬件不得不被徹底淘汰時,運營商的開發(fā)和運維成本將會進一步提高,這一劣勢變的尤為明顯。歐洲Eurecom組織自主研發(fā)了一套名為OAI(Open Air Interface)的開源LTE軟件,該軟件平臺使用x86硬件,它的目標是為基于3GPP的蜂窩網(wǎng)絡(luò)中的EUTRAN(接入網(wǎng)絡(luò))和EPC(核心網(wǎng))提供一個開源的軟硬件生態(tài)系統(tǒng)。目前該套軟件已經(jīng)能夠在PC平臺上接入標準化的商用終端。本論文深入研究了OAI軟件架構(gòu),分析并指出了現(xiàn)有OAI軟件的不足。為了對OAI進行重構(gòu)作者提出了一個基于RTAI的平臺隔離層方案,隔離層的設(shè)計一方面保證了LTE基站軟件平臺具有較高的可靠性和實時性,另一方面也為后續(xù)LTE層2軟件的重開發(fā)提供了底層軟件支撐。本文作者在RTAI隔離層軟件的基礎(chǔ)上從新開發(fā)了一套基于標準LTE協(xié)議的RLC軟件,在Linux系統(tǒng)下實現(xiàn)了模塊設(shè)計和測試。最后作者將從新設(shè)計的RLC軟件移植到OAI軟件平臺上。移植過程中保證了R LC接口和OAI現(xiàn)有接口相互兼容,但是改變了內(nèi)部消息的傳遞機制。通過搭建實際的軟硬件測試環(huán)境,對RLC代碼進行線上調(diào)試并驗證手機終端的接入過程,從而完成了基于RTAI的RLC軟件開發(fā)。
【關(guān)鍵詞】：LTE OAI RTAI RLC
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN929.5
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 本論文研究背景及目的10-16
• 1.1.1 引言10-11
• 1.1.2 移動通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展11-13
• 1.1.3 LTE基本技術(shù)13-14
• 1.1.4 云計算與虛擬化技術(shù)14-15
• 1.1.5 面向未來的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)架構(gòu)15-16
• 1.2 論文組織結(jié)構(gòu)16-17
• 1.3 本章小結(jié)17-18
• 第2章 LTE基本原理18-31
• 2.1 MAC層概述18-20
• 2.2 RLC層概述20-30
• 2.2.1 RLC功能概述20-21
• 2.2.2 TM模式21-22
• 2.2.3 UM模式22-26
• 2.2.4 AM模式26-30
• 2.3 本章小結(jié)30-31
• 第3章 OAI軟硬件平臺31-38
• 3.1 Open Air Interface發(fā)展歷程31-32
• 3.2 OAI軟硬件實驗平臺32-37
• 3.2.1 硬件部分32-34
• 3.2.2 軟件部分34-36
• 3.2.3 OAI的創(chuàng)新之處36-37
• 3.3 本章小結(jié)37-38
• 第4章 基于RTAI的隔離層接口設(shè)計38-57
• 4.1 RTAI簡介38-39
• 4.2 設(shè)計隔離層的原因39
• 4.3 系統(tǒng)設(shè)計39-53
• 4.3.1 線程39-41
• 4.3.2 消息隊列41-42
• 4.3.3 信號量和讀寫鎖42-43
• 4.3.4 Trace機制43-45
• 4.3.5 Timer定時器45-47
• 4.3.6 系統(tǒng)信息sys模塊47-48
• 4.3.7 內(nèi)存池48-53
• 4.4 隔離層模塊測試53-56
• 4.4.1 線程測試53
• 4.4.2 消息隊列測試53-54
• 4.4.3 讀寫鎖和互斥量測試54-55
• 4.4.4 Timer測試55
• 4.4.5 內(nèi)存池測試55-56
• 4.5 本章總結(jié)56-57
• 第5章 RLC子層的設(shè)計與實現(xiàn)57-85
• 5.1 OAI中RLC接口57-61
• 5.1.1 RLC與MAC接口57-58
• 5.1.2 RLC與RRC接口58
• 5.1.3 RLC新的消息接口58-61
• 5.2 RLC層實現(xiàn)方案61-70
• 5.2.1 RLC層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)62
• 5.2.2 RLC狀態(tài)機設(shè)計62-63
• 5.2.3 RLC基本結(jié)構(gòu)體63-64
• 5.2.4 RLC模塊功能和流程設(shè)計64-70
• 5.3 RLC代碼流程70-76
• 5.3.1 RLC和RRC信息交互70-72
• 5.3.2 RLC資源管理模塊72
• 5.3.3 RLC TM主要過程72-73
• 5.3.4 RLC UM主要過程73-74
• 5.3.5 RLC AM主要過程74-76
• 5.4 RLC子層測試76-84
• 5.4.1 UM分段和重組測試76-78
• 5.4.2 AM分段和重組測試78-79
• 5.4.3 與OAI代碼聯(lián)合調(diào)試79-84
• 5.5 本章總結(jié)84-85
• 第6章 未來展望85-87
• 6.1 本文主要工作及貢獻85
• 6.2 后續(xù)工作展望85-87
• 參考文獻87-90
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文與研究成果清單90-91
• 致謝91

【參考文獻】

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本文編號：751034