宽窄带自适应集群通信系统中MAC层设计与实现

发布时间：2017-10-02 03:14

  本文关键词：宽窄带自适应集群通信系统中MAC层设计与实现

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【摘要】：机动集群通信系统是一种基站可机动部署的专用移动通信系统,用户数相对较少,网络覆盖较大。主要用于公安执法、抢险救灾和施工指挥的话音、数据和视频等宽窄带业务指挥调度。目前集群通信系统无法同时保障近处用户的宽带业务和远端用户的话音业务的质量。为解决这问题,需要设计一种系统,它能满足远端用户基本的话音接入和近处用户的视频业务等差异性要求,适应起伏的地形环境,按需动态调整功率输出、宽窄带信道带宽以及复用时隙等物理资源,减少人为网络参数配置,自适应为远近不同的用户终端分配业务带宽,迅速形成指挥调度能力。机动集群通信系统的空中接口协议分为物理层(PHY层)、数据链路控制层(包括MAC层、RLC层和PDCP层)和无线资源控制层(RRC层)。本文主要研究MAC层的宽窄带自适应技术,配合空中接口的其它协议层实现物理资源的自适应调度。在借鉴吸收主流的宽带通信系统LTE和窄带通信系统TETRA技术基础上,特别设计适用于宽窄带无线资源自适应调度的MAC层协议架构和公共信道传输、共享信道传输、宽窄带切换时的处理机制,然后对4种传输模块进行软件编程实现,最后编写测试用例,在软件平台上对其进行测试和验证,并利用NS2仿真平台进行仿真测试。结果表明,本文设计的MAC层能实现预期功能,并在性能方面有所改善。
【关键词】：自适应 集群通信系统 空中接口 MAC协议
【学位授予单位】：华南理工大学
【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
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 研究背景10
• 1.2 移动通信系统国内外发展现状及分析10-14
• 1.2.1 集群通信国内外现状及分析10-12
• 1.2.2 公众移动通信发展现状12-14
• 1.3 研究意义和研究内容14-15
• 1.4 论文章节安排15-16
• 第二章 移动通信相关协议的研究16-28
• 2.1 宽带移动通信的代表LTE协议16-21
• 2.1.1 LTE移动通信系统简介16-18
• 2.1.2 LTE中MAC层协议的研究18-20
• 2.1.3 应用到本集群系统的优势和局限20-21
• 2.2 窄带集群移动通信代表TETRA协议21-26
• 2.2.1 TETRA协议简介22-23
• 2.2.2 TETRA系统中MAC层协议23-25
• 2.2.3 应用到本集群系统的优势和局限25-26
• 2.3 链路自适应的相关协议26-27
• 2.3.1 自适应相关协议简介26
• 2.3.2 应用到本系统的局限26-27
• 2.4 本章小结27-28
• 第三章 宽窄带自适应集群系统MAC层的设计28-40
• 3.1 空口协议栈概述28-31
• 3.2 MAC层的设计31-36
• 3.2.1 MAC层功能描述31
• 3.2.2 MAC层的架构设计31-33
• 3.2.3 MAC层的信道映射33-36
• 3.3 与LTE和TETRA对比分析36
• 3.4 MAC层软件概要设计36-39
• 3.5 本章小结39-40
• 第四章 MAC层传输信道设计40-57
• 4.1 传输的业务分类以及Qos保障40-41
• 4.2 利用原语进行层间通信41-42
• 4.3 公共传输信道的处理过程42-47
• 4.3.1 处理过程设计42-43
• 4.3.2 帧结构设计43-44
• 4.3.3 软件模块设计44-47
• 4.4 共享传输信道的处理过程47-54
• 4.4.1 处理过程设计47-52
• 4.4.2 帧结构设计52-53
• 4.4.3 软件模块设计53-54
• 4.5 宽窄带切换时的处理过程54-56
• 4.6 本章小结56-57
• 第五章 功能验证和性能仿真57-81
• 5.1 测试用例设计和功能性验证57-76
• 5.1.1 信道映射功能验证57-66
• 5.1.2 数据优先级功能测试66-67
• 5.1.3 共享信道复用解复用功能验证67-71
• 5.1.4 动态调度功能测试71-76
• 5.2 仿真实验和性能验证76-80
• 5.2.1 仿真平台介绍76
• 5.2.2 仿真场景和参数设置76-77
• 5.2.3 吞吐量和丢包率仿真结果分析77-78
• 5.2.4 传输覆盖范围分析78-80
• 5.3 本章小结80-81
• 第六章 总结与展望81-83
• 参考文献83-86
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果86-87
• 致谢87-88
• 附件88

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本文编号：957232