LTE-TDD竞争随机接入过程的实现

摘要

随着无线宽带技术的不断发展和应用,LTE(Long Term Evolution,长期演进)的技术正在不断的趋于成熟,并且已经进入了商用化的接入调试的最后实现阶段,对于LTE的众多协议特性基本都趋于统一,随机接入功能是实现终端宽带接入的重要功能,它的实现对于LTE4G网络来说是一项最基本、最重要的性能指标,对于LTE随机接入功能的具体实现方式各个设备制造商各不相同,主要是在层一(PHY层)和层二(MAC层)上的实现分歧比较大,基于此原因需要提出一个比较合理、互联互通性比较强的实现方案,并且需要通过测试来验证随机接入功能的合理性和正确性。
　　LTE要实现的目标是在不同带宽条件下如1.4MHz、3MHz、5MHz、10MHz、15MHz和20M的带宽条件下面,能够实现上下行的高速率。为了实现LTE的技术,对于能够使无线信号稳定的,准确的接入 LTE系统并且能够正常工作已经成为LTE系统稳定性的一个重要的衡量标准。在实现LTE通信系统时,采用了使LTE协议栈运行在Linux的操作系统平台之上的方式,并且在Linux的平台上进行研发测试。
　　LTE通信系统可以分为频分双工复用(FDD)和时分双工复用(TDD)两种,本论文所要介绍的重点是LTE-TDD的通信系统,并且如何将3GPP的随机接入协议转化成LTE-TDD通信系统中的随机接入功能,并能够将随机接入功能够完全实现在LTE的通信系统中,随后能够对于LTE-TDD随机接入功能的实现进行有效的,科学的测试。同时也会介绍各种随机接入的实现和空口协议。最后对实现方案提出改进想法和发展方向。
　　对于在LTE-TDD通信系统中随机接入功能的实现和验证主要做了一下几方面的工作:
　　1.对于3GPP协议中关于随机接入功能进行理解和分析。本文对3GPP的随机接入功能进行分析和理解,并且根据随机接入的流程特点参照LTE-TDD通信系统的特点设计一套科学的随机接入的实现方案。
　　2.对于LTE-TDD系统中的竞争随机接入过程进行实现设计,并且把随机分为两部分。即对物理随机接入信道的实现设计与接入的过程在LTE-TDD的媒质接入控制层的实现设计,在媒质接入控制层的实现设计阶段主要是对层二的功能模块进行了设计,并且对这些功能模块在系统中的作用做了详细的介绍。
　　3.将3GPP协议中的竞争随机接入过程在真实的LTE-TDD的系统中得以实现。并且根据3GPP协议中竞争随机接入过程的消息信令的交互,转化成TLE-TDD系统中的竞争随机接入过程功能。对于在实现竞争随机接入过程中,各模块在实现中所起的作用和工作的原理也做了详细的说明。并且对每个实现竞争随机接入过程的消息信令进行具体的定义和实现。
　　4.对于在真实LTE-TDD系统中实现的竞争随机接入过程进行科学、详细的测试与验证工作。并且同时对照3GPP协议中定义的一些竞争型随机接入过程的消息参数进行测试与验证,最终证明随机接入过程在真实LTE-TDD系统中得以实现。
　　5.通过对LTE-TDD通信系统竞争随机接入过程的实现,无线终端在LTE-TDD系统中的接入成功率得到了很大程度的提高,并且终端与基站之间的链路的稳定性和可靠性也得到很好的改善。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

符号说明

目录

1 绪 论

1.1 LTE的现实背景和意义

1.2 论文研究的主要内容

1.3 本论文的结构安排

2 随机接入过程协议

2.1 LTE的关键技术

2.2 LTE-TDD通信系统随机接入技术

2.3 随机接入过程种类

2.4 随机接入过程的异常处理

2.5 本章小结

3 LTE-TDD系统竞争随机接入过程的设计

3.1 物理随机接入信道的实现设计

3.2 竞争随机接入过程在LTE-TDD系统中媒质接入控制层的实现设计

3.3 本章小结

4 竞争型随机接入过程在LTE-TDD系统中的实现

4.1 竞争型随机接入过程在LTE-TDD系统中的实现

4.2 Msg1的实现流程和消息信令的具体内容

4.3 Msg2的实现流程和消息信令的具体内容

4.4 Msg3的实现流程和消息信令的具体内容

4.5 Msg4的实现流程和消息信令的具体内容

4.6 本章小结

5 竞争型随机接入过程的测试与验证

5.1 物理随机接入信道的测试与验证

5.2 竞争随机接入过程的测试与验证

5.3 本章小结

6 总结与展望

6.1 本文工作回顾

6.2 存在的问题已经对下一步工作的展望与想法

参考文献

致谢

作者攻读学位期间发表的论文