TD-LTE系统终端MAC层协议研究与测试

摘要

近年来，人们对通信业务的需求逐渐由语音变为综合多媒体业务需求，现有的3G技术已经不能满足人们对于高速率、低时延的要求，于是TD-LTE技术开始进入人们的视线。在未来几年，TD-LTE技术将持续成为移动通信领域的研究热点之一。与3G技术相比，TD-LTE技术明显地提高了峰值数据速率、小区边缘速率、频谱利用率，而且LTE网络更加趋于扁平化，这种改进降低了网络面的延迟，且能够更好地满足用户移动通信的需求。
　　 本文所涉及系统的研究和开发基于国家科技重大专项“TD-LTE射频一致性测试系统”。本文首先介绍了LTE通信系统背景以及发展现状，分析了TD-LTE的技术优势与不足，并阐述了本文的主要工作和意义。然后从测试的角度分析了TD-LTE系统空中接口协议栈的测试方法以及测试过程，以及从TD-LTE整体架构的角度简要叙述了MAC层与其它各层之间的关系和协议栈各个子层的主要功能。
　　 本文研究重点是终端MAC层的协议分析和测试;首先通过详细地研究终端MAC层每个功能块的划分，对MAC层主要的过程进行了研究与分析，其中包括:信道映射、随机接入过程、HARQ、资源调度等相关过程。然后以协议的研究作为基础，结合项目射频一致性测试仪的功能特点和要求对终端MAC层进行了设计:重点对接口原语和状态转移、对随机接入过程测试和上下行HARQ过程测试进行分析与设计。最后，介绍了协议一致性测试的基本概念与原理，讨论了SDL和TTCN两种规范描述语言协仿真方案;在测试设计和代码开发的基础上，搭建了SDL系统;结合设计的测试平台与步骤，用TTCN脚本语言构造测试环境;利用SDL和TTCN的协仿真，分别对终端MAC层单层和高层协议栈集成进行测试;通过分析得到相关过程的消息序列图和进行数据的对比，验证了终端MAC层设计和开发的正确性。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 TD-LTE发展的状况

1．2 TD-LTE的技术优势与不足

1．3 论文结构安排

第二章 LTE无线接口协议栈分析

2．1 TD-LTE总体网络架构

2．2 LTE无线接口协议栈

2．2．1 层1功能介绍

2．2．2 层2功能介绍

2．2．3 层3功能介绍

2．3 协议一致性测试的介绍

2．3．1 协议一致性测试的概念

2．3．2 协议一致性测试的过程

2．4 本章小结

第三章 终端MAC层协议研究

3．1 逻辑信道到传输信道的映射

3．2 复用和解复用PDU

3．3 随机接入过程

3．3．1 竞争随机接入

3．3．2 非竞争随机接入

3．4 HARQ过程

3．4．1 HARQ技术

3．4．2 MAC层上行HARQ过程

3．4．3 MAC层下行HARQ过程

3．5 BSR和SR过程

3．6 本章小结

第四章 终端MAC层设计

4．1 设计思想及流程

4．2 MAC层状态设计

4．3 接口文档设计

4．3．1 MAC-RRC接口

4．3．2 MAC-RLC接口

4．3．3 MAC-PHY接口

4．4 基本流程的测试例设计

4．4．1 随机接入过程测试例设计

4．4．2 信道优先级测试例设计

4．4．3 HARQ过程测试例设计

4．5 本章小结

第五章 终端MAC层协议一致性测试

5．1 SDL与TTCN协仿真

5．1．1 SDL与TTCN介绍

5．1．2 仿真方案

5．2 MAC层单层测试

5．2．1 MAC层SDL设计与实现

5．2．2 构建TTCN测试环境

5．2．3 SDL和TTCN仿真结果及分析

5．3 高层协议栈集成测试

5．3．1 构建SDL系统

5．3．2 构建TTCN测试环境

5．3．3 SDL和TTCN仿真结果及分析

5．4 本章小结

第六章 总结及未来的工作

6．1 总结

6．2 未来的工作

致谢

参考文献

附录 攻硕期间从事的科研工作及取得的研究成果