LTE-A空口监测分析仪：数据呈现技术的研究与实现

发布时间：2020-08-09 01:22

【摘要】：LTE-A网络结构的扁平化,传统的信令采集点消失,传统测试类仪表不再适用,LTE-A网络的故障定位、后期维护以及优化方面的问题亟需解决。空中接口作为LTE-A接入网和用户终端的唯一接口,是通信网络监测的重要突破口。LTE-A空口监测分析仪的研究与开发,对网络的优化与维护具有重要意义。论文依托于国家科技重大专项“新一代宽带无线通信网”,以LTE-A空口监测仪研发为背景,对空口监测分析仪的数据呈现技术进行了研究与开发,并完成了相应功能的测试与验证。论文主要工作包括以下三个部分:1.论文首先研究了LTE-A网络结构、空中接口协议栈以及数据呈现方案相关技术等理论知识,分析了LTE-A空口监测分析仪表整体结构以及功能需求,提出了仪表数据呈现方案的设计,并完成了方案的整体架构设计、数据库设计和数据交互接口设计。2.在数据呈现方案整体架构设计的基础上,采用MVC框架模式,利用JavaFX、Mybatis,Web Service等技术,详细设计并实现仪表数据呈现各功能模块,呈现功能包括用户管理与设备管理、信令解码、CDR、信令流程图、协议栈、星座图、RB资源图。3.利用SoapUI测试工具,对设计与实现的各个功能模块进行了测试与验证分析,验证了数据呈现方案的可行性,结果表明,该方案能够满足LTE-A空口监测仪的数据呈现需求。论文最后对已经完成工作进行了总结,对课题研究过程存在的不足之处进行了分析,并对课题后续研究进行了展望。
【学位授予单位】：重庆邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN929.5
【图文】：

无线接入协议,自动重传

图 2.2 空口无线接入协议栈物理层：数据传输媒介，主要功能是实现资源映射，调制编码以及物理层数据的测量。数据链路层：在控制平面主要负责信令传输和处理，并进行加密与完整性保护，在用户平面主要负责用户数据的传输，并进行头压缩与解密。数据链路层包含 MAC、RLC、PDCP 三个子层，MAC 负责信道管理与映射，数据包的封装以及解封装、HARQ（Hybrid Automatic Repeat Request，混合自动重传请求）过程、数据调度、逻辑信道优先级管理等；RLC 负责数据包的封装以及解封装、ARQ（Automatic Repeat Request，自动重传请求）过程、重排序与重复性检测等；PDCP负责对用户面和控制面数据进行头压缩、加密以及完整性保护处理、并支持 UE 无损切换[24]。无线资源控制层：包含 RRC 与 NAS 两个子层，负责信令流程的相关处理。

技术架构

重庆邮电大学硕士学位论文第2 章 LTE-A 网络以及数据呈现相关技术概述用于开发桌面应用、手持设备、移动设备等多种环境的著名富互联网程序（RIA）开发。JavaFX 核心技术包含 JavaFX Script 脚本语言以及 JavaFX Mobile，其中 JavaFXMobile 主要用于手机客户端开发，不属于本文研究内容，因此在此不做介绍。JavaFX Script 是一种包含了静态化类型，同时提供编译时期错误检查机制，且能够直接调用 JavaAPI 的脚本化交互式 GUI 语言。这种特性使用户利用 JavaFXScript 语言调用 Java Swing 接口库进行 RIA 程序开发变得相对容易，同时编写的程序可以直接在 JVM（Java Virtual Machine，Java 虚拟机）上运行。JavaFX 对窗体和应用的表现通过属性和值来实现，并且提供了一种用于表述用户界面组件结构和内容的声明式语法。JavaFX 技术架构如图 2.3 所示。

类关系,协议栈,模块

空中接口协议栈包括三层两面，两面包括控制面协议栈和用户面协议栈，三层包括物理层、数据链路层、以及无线资源控制层。物理层主要实现资源映射，调制编码以及物理数据的测量，数据链路层在控制面主要实现信令的传输与处理，并进行加密与完整性保护，在用户面主要负责用户数据的传输并进行头压缩与加密，无线资源控制层主要负责信令流程的相关处理。在监测仪中通过对空口协议栈各层流量以及数据包数量的统计呈现，实现对通信过程中各层流量的监测与分析。仪表协议栈分析模块的设计与实现类关系如图 4.10 所示。在该模块中主要核心类为 ProStackController 控制器，它负责响应用户请求、协议栈查询以及数据维护、请求结果的呈现。当服务器成功返回数据包后，在控制器中进行数据解析，并将解析出的协议信息以及数据包流量信息分别注入协议栈模型 ProStackModel 和流量数据模型 ProStackFlowNode 中，之后通过控制器的控制逻辑将数据交给 View 层进行呈现。

【参考文献】