基于通用处理器的LTE系统MAC子层的设计与实现

发布时间：2017-05-16 15:02

  本文关键词：基于通用处理器的LTE系统MAC子层的设计与实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：传统的移动通信网络采用的是大量的专用硬件设备,随着LTE网络部署和5G研究的逐步展开,不断新增的网络服务以及大量的协作化技术需求使得专用设备的设计、集成以及操作复杂性日趋加大。为了适应未来通信技术的发展需要,需要突破无线接入网侧传统嵌入式架构的缺点,设计新的架构。基于网络虚拟化技术(NFV)的基站形态采用行业标准的GPP平台、存储和交换设备,并用软件和虚拟化技术实现移动通信协议功能,以其低成本和更灵活的网络能力成为了目前业界研究的热点。首先,本文概括了5G移动通信的发展与NFV、SDN等虚拟化技术的研究现状。简要介绍了MAC子层设计过程调度算法的主要影响因素与评价指标,对几种经典调度算法进行了详细介绍,并基于实际工程需求,给出了一种基于业务优先级的调度算法的详细设计流程。其次,本文简要介绍了传统移动通信接入网络侧的嵌入式基站形态,并结合现有OAI等SDR平台对虚拟化基站形态进行了简要的分析。随后,根据中国移动提出的横向划分协议栈的分布式思想和C-RAN网络架构,详细介绍了基于C-RAN的分布式虚拟化基站形态,并提出了一种适用于该架构的具有虚拟化特性的MAC子层设计方案,对该方案中的各个模块的设计与软件实现进行了详细说明。在设计过程中,本文提出了一种基于十字链表的调度架构和基于池的资源分配机制以保证MAC子层在通用处理器上的快速处理。最后,本文给出了调度算法的性能分析,MAC子层设计方案的功能性测试结果与接入性测试结果。通过仿真与测试结果,验证了本文MAC子层设计方案的正确性和有效性。
【关键词】：通用处理器 LTE MAC 虚拟化基站
【学位授予单位】：北京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN929.5
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-18
• 1.1 论文研究背景10-15
• 1.1.1 第五代移动通信技术概况10-12
• 1.1.2 无线网络虚拟化技术概述12-15
• 1.2 论文课题来源15-16
• 1.3 论文章节安排16-18
• 第2章 分组调度算法研究18-28
• 2.1 概述18
• 2.2 分组调度算法的影响因素及评价标准18-21
• 2.3 经典调度算法研究21-23
• 2.3.1 轮询调度算法研究21
• 2.3.2 最大载干比算法研究21-22
• 2.3.3 比例公平算法研究22-23
• 2.4 基于业务优先级分层的调度算法设计23-25
• 2.5 本章小结25-28
• 第3章 虚拟化基站形态研究28-40
• 3.1 概述28
• 3.2 传统移动通信基站形态28-31
• 3.3 基于现有SDR平台的虚拟化基站形态31-34
• 3.4 基于C-RAN的分布式虚拟化基站形态34-38
• 3.5 基于C-RAN虚拟化基站架构的MAC子层架构38-39
• 3.6 本章小结39-40
• 第4章 MAC子层的设计与实现40-60
• 4.1 概述40
• 4.2 调度架构设计40-44
• 4.2.1 调度架构分析40-41
• 4.2.2 基于十字链表的调度架构设计41-44
• 4.3 调度器设计44-48
• 4.3.1 下行调度器45-46
• 4.3.2 上行调度器46-47
• 4.3.3 时频域资源分配47-48
• 4.4 HARQ模块设计48-53
• 4.4.1 HARQ概述48-51
• 4.4.2 下行HARQ51-52
• 4.4.3 上行HARQ52-53
• 4.5 CQI模块设计53-56
• 4.6 数据处理模块设计56-57
• 4.7 信令处理模块设计57-59
• 4.8 基于池的资源分配机制59
• 4.9 本章小结59-60
• 第5章 测试与验证60-80
• 5.1 调度算法仿真分析60-61
• 5.2 MAC功能性测试结果分析61-70
• 5.3 MAC接入性测试结果分析70-78
• 5.4 本章小结78-80
• 结论80-82
• 参考文献82-86
• 攻读学位期间发表论文与研究成果清单86-88
• 致谢88

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