专用小型基站eNodeB系统关键技术研究及实现

摘要

长期演进（Long Term Evolution,LTE）作为第四代移动通信系统的典型代表在公共商用领域已经取得了巨大成功。随着移动通信系统的持续发展，LTE技术愈发成熟，开始在其他领域进行应用，特别是在专用网络和特定使用场景下，有很大的开发潜力。 本文基于对LTE网络中演进型网络基站（E-URTANNode B,eNodeB）系统的研究，设计了在 UE 的身份信息识别这一专用场景下,以国际移动用户识别码（International Mobile Subscriber Identification Number,IMSI）号码作为身份识别系统的身份识别标识。通过设计并实现具有专用功能的小型基站eNodeB来为定制终端提供LTE网络服务的同时对公网的非定制终端进行身份的识别。本文研究的专用小型基站关键技术主要是公网用户的身份识别技术和连接拒绝技术。主要的工作总结如下： 1. 针对专用基站的研究现状对专用小型基站进行了需求分析。介绍LTE网络的架构和软件协议栈组成，分析系统消息和主要系统过程，并介绍与身份识别技术实现相关的LTE理论。 2. 参考标准LTE网络的网络结构和eNodeB的系统组成设计了UE身份识别专用场景下的小型基站。在对专用小型基站进行结构设计和功能划分的基础上使用LTE软件协议栈、9131RDB基带处理板和Benetel射频子卡实现了一个完整的eNodeB系统。 3. 研究了身份识别这一关键技术的系统理论，完成对小区重选和跟踪区域更新（Tracking Area Update, TAU）的理论介绍和身份识别实现方式的理论研究和设计，设计了同频小区重选下触发TAU的实现方案；接下来针对获取IMSI明文号码的实现需求，设计了专用小型基站身份识别使用场景下TAU上报IMSI明文号码的信令流程；设计了信令流程中使用的IdentityRequest和TAU Reject等相关非接入层（Non-access Stratum, NAS）消息，其中TAU Reject完成连接拒绝技术的实现。 4. 为基站的基本功能和身份识别的整体测试设计了测试方案，在测试中使用了包括Iperf在内的测试工具，搭建了全套测试环境。最终得到了符合预期的测试结果并对测试结果给出了合理分析。

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