TD-LTE宽带多媒体集群系统基站侧MAC层协议设计与实现

摘要

伴随着移动互联网时代的到来，以往的窄带集群技术已经无法适应海量化和多样化的数据。为了满足无线专网的业务需求，一种基于TD-LTE技术的宽带多媒体集群系统应运而生。TD-LTE宽带多媒体集群系统具有TD-LTE的技术优势，可以满足当前专网的通信需求并提供多样化的通信形式，因此首当其冲对TD-LTE协议栈进行研究实现，以逐步实现基于 TD-LTE技术的宽带多媒体集群系统。
　　本文研究的是TD-LTE协议栈下基站侧MAC层协议。结合协议研究及宽带多媒体集群最小原型系统要求，本文对MAC层协议软件进行了设计和实现。特别地，本文系统暂时还未添加集群功能。
　　首先，分析了TD-LTE基站侧的MAC层的总体功能。由于TD-LTE标准未对基站侧的MAC层协议进行详细规范，因此本文通过研究分析UE侧协议规范及PHY层的实现需求，对基站侧的MAC层协议进行了设计。
　　其次，构建了TD-LTE基站侧MAC层的软件架构。根据状态机的技术实现方法和MAC层功能设计，将TD-LTE基站侧的MAC层分为了四个模块，分别为调度模块、用户管理模块、复用解复用模块和随机接入控制模块，并分别对这些模块内所涉及的功能进行了详细的分析设计，这些模块基本满足了基站侧 MAC层的功能需求。
　　再次，设计了层间接口及内部接口。在用户平面上，需要设计 MAC层与RLC层及PHY层的接口，以满足上下行数据的传输及调度；在控制平面上，除了RLC层和PHY层外，MAC层还要设计与RRC层的接口，以满足RRC层的信令传输需求。各模块间通过内部接口交互必要的信息从而实现合作，以完成某一个过程的执行。
　　最后，验证了基站侧 MAC层协议软件的功能实现的正确性及业务处理能力。本文作者在不同开发阶段搭建相应的平台，分别对各个模块及整机功能进行测试，并在文末给出了测试结果及分析。

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缩略词表

第一章 绪论

1.1研究背景及意义

1.2主要工作与贡献

1.3文章结构及安排

第二章 实现方案概述

2.1系统设计目标

2.2 TD-LTE系统架构设计

2.3本章小结

第三章 TD-LTE基站侧MAC层协议软件设计概述

3.1功能需求与性能需求

3.2信令交互分析

3.3软件结构设计

3.4复用解复用模块

3.5调度模块

3.6随机接入控制模块

3.7用户管理模块

3.8本章小结

第四章 TD-LTE基站侧MAC层协议软件详细设计与实现

4.1报文格式设计

4.2接口设计

4.3各模块的流程实现

4.4本章小结

第五章 测试与结果分析

5.1测试内容及方法概述

5.2模块功能测试

5.3最小系统联合测试

5.4本章小结

第六章 结束语

6.1本文总结及主要贡献

6.2下一步工作的建议

致谢

参考文献

个人简历

攻读硕士学位期间的研究成果