3GPP LTE协议栈RLC层AM传输模式的设计与实现

针对3GPP最新发布的LTE(long term evolution)Release 8标准,研究了LTE空中接口协议栈无线链路控制(radio link control,RLC)的子层确认(acknowledged mode,AM)传输模式的设计与实现机制。主要介绍了LTE无线接入网空中接口协议栈的结构,详细阐述了空中接口协议栈中RLC的AM数据传输模式的运行原理,最后根据协议设计了一种具体在协议栈软件中实现AM传输模式的方法。

LTE终端RRC连接重建过程研究与实现

无线资源控制(radio resource control,RRC)连接重建过程在长期演进(long term evolution,LTE)系统中对维持无线链路的可靠性,保证服务的连续性有着重要作用。对LTE系统特性和协议架构进行了介绍,对RRC连接重建过程的应用场景、发起原因、连接重建目的小区的选择、RRC连接参数更新等方面进行了研究;对LTE系统终端侧RRC、分组数据汇聚协议(packet data convergence protocol,PDCP)、无线链路控制(radio link control,RLC)、媒体接入控制(medium access control,MAC)子层的有限状态机和接口信号,以及RRC连接重建过程的信令流程进行了设计;通过规范和描述语言(specification and description language,SDL)/树表结合表示法(tree and tabular combinednotation,TTCN)仿真测试平台验证了RRC连接重建过程的设计与实现符合第三代合作伙伴计划(3rd generation partnership project,3GPP)协议规范。

LTE协议栈中PDCP层研究与设计

分组数据汇聚协议(packet data convergence protocol,PDCP)层在LTE协议栈中实现对数据的加密、完整性保护、头压缩等功能。为了实现PDCP层在协议栈中的整体功能,分析了PDCP层总体功能流程、数据单元结构,重点研究了无线承载映射到无线链路控制(radio link control,RLC)确认模式下的数据接收机制、连接重建中PDCP的重建处理和状态报告的使用,设计出PDCP层相关的消息序列图。通过分析发现,上述新机制既能保证数据在PD-CP中按序处理,又能避免数据的丢失和重复收发。

LTE空中接口协议栈的研究与实现

针对LTE(long term evolution)空中接口技术标准应用在小型无线通信系统时存在设计冗余的问题,通过对协议栈数据处理过程的研究,从PDCP(packet data convergence protocol)、RLC(radio link control)、MAC(media access con-trol)子层模块的功能和需求着手,提出了双缓冲队列机制,并设计了一个针对小型无线通信系统的空中接口协议栈。在Xilinx Virtex-6硬件开发板上实现了该协议栈,并验证该空中接口协议栈的功能和性能均能满足小型无线通信系统对通信质量和速率的需求。

LTE协议栈中ASN.1模块的设计与实现

开发长期演进(LTE)协议必须实现针对无线资源控制(RRC)消息的ASN.1编解码模块,但传统的ASN.1编解码方案函数调用频繁,编码效率较低。为此,分析LTE协议栈的软件需求,提出一种ASN.1编解码模块设计与实现方案。该方案采用模块化设计,从而简化函数调用、提高编码效率。在TD-LTE无线综合测试仪的协议栈软件中实现并进行测试,结果表明,该方案可实现对RRC消息的编解码。

LTE-Uu接口协议栈中ASN.1模块的设计与应用

基于ASN.1及其UPER编码规则的理论,提出了LTE-Uu接口协议栈中ASN.1编解码模块的设计与应用方案。设计过程首先包含完整编译码所需信息的数据结构,并通过调用独立的编解码函数库,从数据结构中提取相应的参数完成解析。通过检验ASN.1编解码模块在协议一致性测试中的应用,该模块能够达到3GPP协议实际测试的要求。

ASN.1编解码模块在LTE协议栈中的研究与应用

ASN.1能实现异构系统之间的信息交换,用它描述的信息独立于任何应用环境,开发LTE协议栈软件必须设计并实现针对RRC消息的ASN.1编解码模块。通过分析ASN.1类型及其编码规则,结合LTE协议栈软件需求,提出了应用于LTE协议栈软件的ASN.1编解码模块的设计方法,该方法采用模块化设计。通过对编解码模块的测试,证明了它对LTE协议栈中RRC消息的编解码功能。该方法具有实际应用价值和推广价值。

LTE系统ATTACH过程中PDN连接建立的研究与设计

为了实现LTE系统提出的"永远在线"的目的,开机附着(ATTACH)过程中必须伴随分组数据网(Packet Data Net-work,PDN)的连接建立过程,其实质就是默认承载建立过程。对LTE协议栈非接入层总体架构进行介绍;对ATTACH过程中PDN连接过程进行研究,提出了一种PDN连接建立的设计方法,该设计方法避免了资源浪费,实现了LTE终端在开机过程和出现异常时EMM模块和ESM模块间交互流程的统一。并用规范描述语言(Specification and Description Language,SDL)/树表结合表示法(Tree and Tabular Combined Notation,TTCN)对PDN连接建立过程设计进行了测试仿真,结果显示此设计完全符合LTE标准。

基于C语言的高性能LTE RLC层设计与实现

LTE over Satellite需要对LTE协议栈开展针对卫星环境下的适应性研究,而其中的一个研究点就是LTE RLC子层。LTE RLC子层的适应性研究依赖其原型实现,从而可对分析、研究结果和仿真进行验证。提出了LTE RLC子层的系统设计和实现,并满足跨平台、高效和完备的设计原则。对LTE RLC协议栈实现的关键技术,包括内存映射、UM和AM模式下的协议运算、高精度定时器进行了讨论。设计验证结果表明,该RLC子层协议栈的实现满足系统设计的3个原则。

LTE终端用户平面数据传输的研究与设计

LTE的用户平面包括实现用户数据传输的层2的所有子层,针对3GPP发布的LTE Release 8标准,研究了LTE空中接口协议栈用户平面的结构与设计机制。首先主要介绍了LTE用户平面的总体结构以及各层功能,然后详细阐述了终端用户平面的数据传输过程及原理。缓冲区如何设计对于系统的稳定性和高效性有很大影响,最后设计了一种开辟缓冲区的方法以及信号传输流程,并在SDL环境中生成了MSC图,验证了流程设计的可行性。

LTE星地融合网络协议栈设计及EPC实现方案

4G LTE网络具有高达100 Mbps的无线传输、优化的网络架构、灵活的频谱利用和优良的服务质量(QoS)保证等优点,卫星通信系统可覆盖海域、空域及偏远地域等广大区域。基于LTE的星地融合宽带网络兼有两者的优点,可在广阔地域为用户提供更高速率的业务。在参考地面LTE网络架构及其协议栈的基础上,提出一种基于LTE网络的星地融合宽带网络的网元功能和相应协议栈设计方案,给出地面网关中演进分组核心网EPC的3种实现方案,并比较3种方案的特征。可为构建基于LTE网络的星地融合宽带网络、进一步研究网元功能分配及其协议栈优化和优选的EPC实现方案以满足不同要求等方面,提供参考与借鉴。

基于NS-3 LENA的星上LTE系统仿真分析

3GPP组织发布的卫星移动通信标准还停留在3G阶段。对卫星LTE系列标准的研究,如通信协议和流程,常使用网络仿真方式。对EPS系统、开源网络仿真工具NS-3中的LTE仿真模型LENA给出了简要介绍,重点讨论了LENA模型与真实LTE系统的差异,并针对卫星移动通信环境存在大时延、高误码、信道衰落有别于地面等特点,分析和总结了利用LENA模型进行星上LTE系统仿真需要完善之处,为研究和制定卫星LTE移动通信系统标准打下了基础。

LTE系统RLC层非确认模式的研究与实现

无线链路控制(RLC)层是LTE系统中数据通路的核心组成部分。为满足LTE系统数据传输的高速性,根据3GPP最新发布的标准,具体分析了非确认模式(UM)的数据传输过程,然后详细描述了服务数据单元(SDU)组装成非确认协议数据单元(UM PDU)和UM PDU重组为一个完整SDU的具体实现方案。经实践验证,该方案完全满足LTE系统的要求。

LTE系统切换过程的实现

针对3GPP最新发布的LTE标准,设计了LTE系统切换过程的一般流程,主要介绍了LTE无线接入网空中接口协议栈的结构和协议开发步骤,详细设计了空中协议接口中RRC子层在切换过程中的实现,最后根据标准设计了一种在具体协议中实现切换的过程。

LTE协议栈RLC层数据重传的研究

针对3GPP最新发布的LTE标准,对LTE空中接口协议栈RLC子层AM传输模式中的数据重传过程进行了研究。介绍了LTE无线接入网空中接口协议栈的结构,详细阐述了空中接口协议栈中无线链路控制RLC子层确认AM数据传输模式的数据重传ARQ的设计方案,最后给出了在协议栈软件中AM传输模式的数据重传测试结果,得出设计方案是可行的,符合LTE协议的要求,达到了LTE数据重传的目标。

LTE-V2X协议栈开发及通信测试

目前推出的V2X通信技术相关标准中存在技术要求细节不够明确等问题,导致车联网通信终端产品存在差异,通信协议栈之间不能实现全面互联互通.针对这一问题,通过分析LTE-V2X协议栈的性能要求及总体分层,提出了LTE-V2X协议栈的软硬件解决方案并完善协议栈各层设计细节,完成消息数据填充与编解码、构建各层数据帧并设计逐层封装机制.在此基础上,基于真实道路场景对协议栈进行通信性能测试,测试结果显示该协议栈满足设计要求,符合协议栈顶层应用规范.

高性能LTE终端通信协议栈缓存机制

针对LTE终端通信协议栈的处理过程中Cache缓存方式效率差,提出一种可以提高处理速度降低延时的数据缓存方式。通过利用便签式存储器(Scratch-Pad Memory,SPM)和直接内存存取方式(Direct Memory Access,DMA)的性能优势,将协议栈处理的过程中需要与处理器频繁交互的数据缓存到SPM中,实现在SPM中完成数据的包头压缩/解压、加密/解密和重组等协议功能处理,并通过DMA方式实现SPM与主存之间的数据搬运,减少处理器对大块连续数据的搬运,提高处理效率。该方式避免了CPU在通过Cache缓存方式进行数据交互容易发生缓存不命中的问题,从而提高了协议栈的数据处理效率。经过理论分析及实验对比,结果表明,在LTE协议栈处理过程中,采用SPM与DMA结合的数据缓存机制,相比Cache缓存方式可以使整体性能至少提升12.65%。

LTE协议栈软件分析测试方法

测试是通信协议栈软件开发中的重要部分。为了提高研发效率,给出了一种根据项目需求和实际开发经验得出的LTE协议栈软件的测试分析方法及应用结果。以LTE接入网标准架构为原型,分层调试为思想,多彩模块化打印为手段,具有环境简易、调试方便的特点,在实际开发调试过程中取得了良好的效果。

基于DSP/BIOS下TD—LTE协议栈系统框架的研究与实现

本文主要研究了DSP/BIOS实时嵌入式操作系统,深入探讨该系统的运行原理和特点,对其提供的关键系统内核对象进行详细的分析,并对系统中对象的配置和使用做了介绍。根据TD-LTE协议栈的系统构架和各子层的交互特点,结合工程实践,论述了基于DSP/BIOS系统下实现协议栈功能的方法,包括各子层的架构,层间通信,接口设计,同步机制等。尤其对实现过程中,各内核对象具体的参数配置进行了详细的分析,以便保证ID-LTE协议栈在该系统正常运行,对于更好的提高整个TD-LTE系统效率具有重要意义。

移动通信系统仿真平台设计与实现

目前高校通信类专业所用实验设备主要完成调制、交织、信道编解码和系统信令实验,对协议栈结构配合不够,较难配合3GPP标准来完成教学、科研、课程设计及毕业设计的任务。本文在充分研究3GPP标准文档后,实现了一套符合TD-SCDMA和TD-LTE标准的软件仿真系统,包括物理层设计和L2协议MAC、RLC,L3协议PDCP、RRC、NBAP、RANAP、S1AP,NAS层协议的基于OPNET工具的软件设计,并利用仿真平台对实际移动网络进行了优化设计和呼叫过程的信令跟踪,结果表明,信令跟踪可以完整地解析3GPP呼叫流程,仿真平台能够模拟3GPP移动通信系统UE、Node B、RNC等设备。可以作为教学和科研平台使用。