LTE系统中PDCP层协议分析与功能实现

摘要

本研究来自国家科技重大专项TD-LTE综测仪的研发。该项目以3GPP R8、R9版本为基础，开发TD-LTE无线综合测试仪表。综测仪在协议栈方面主要用来测试验证终端部分信令流程和功能。本文乃承担协议栈PDCP层开发的基础上，总结项目成果和借鉴开发经验撰写的。高层协议栈的开发和设计采用了TD-SCDMA中比较成熟的经验，从提出需求分析到开发详细设计文档，再转入状态转移和相关接口参数等关键设计，在此基础上编写相关各层各个状态模块的流程处理代码，最后搭建协议栈系统描述平台，进入整体信令流程仿真与测试。
　　 本文开篇站在LTE和TD-LTE演化发展和实际研发进度的角度进行总体描述。分别从协议版本演进、TD-LTE主导力量与发展等几个方面进行介绍。随后以协议栈数据链路层为重点，总结描述了协议栈各层的功能以及对两个平面数据的处理流程，并展开比较了LTE与TD-SCDMA中协议栈对应部分层的功能区别。第三部分可以视为总体设计中的需求开发模块，该部分为根据相关PDCP层协议标准进行总结和分析得到的。本部分详细撰写了PDCP层的功能与参数配置、整体处理流程、两种对应模式下的数据详细收发过程、重建中PDCP层的相关操作等内容。接着设计出PDCP层与相关层的通信原语、接口参数和状态转移等，该接口设计和状态转移是直接定位于后续仿真测试而进行的。末篇则分别从安全性功能的测试验证和PDCP层的SDL仿真设计和测试来进行的，该部分用以验证PDCP能够完成其在协议栈高层中担负的对数据保护和与上下层通信的功能，其为本文最关键的部分。首先是在分析PDCP层新安全机制处理流程的基础上，通过SNOW3G和AES两个核心算法测试验证安全性计算结果；再则设计正常模式下PDCP层和相关联层消息序列图，最后对PDCP层信令处理流程进行仿真与测试。通过仿真与测试表明PDCP层相关设计能够实现其在协议栈的安全性功能和完成其与系统相关联层进行通信的任务。