基于C-RAN原型系統(tǒng)的LTE協(xié)議棧MAC層設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、高速發(fā)展的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的在為傳統(tǒng)電信行業(yè)帶來(lái)了機(jī)遇的同時(shí)，也帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)。為了滿足用戶日益增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)流量需求，運(yùn)營(yíng)商需要建設(shè)越來(lái)越多的無(wú)線基站。但龐大的基站群帶來(lái)的能源消耗問(wèn)題和升級(jí)維護(hù)問(wèn)題也給運(yùn)營(yíng)商造成了沉重的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，中國(guó)移動(dòng)提出了C-RAN(Cloud-Radio Access Network)的概念，C-RAN的目標(biāo)是建立新的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)接入網(wǎng)架構(gòu)，通過(guò)集中化處理基站數(shù)據(jù)的手段，達(dá)到減少基站數(shù)量，降低運(yùn)營(yíng)成本的目的

2、。為了探索C-RAN架構(gòu)下通用處理器平臺(tái)與通用硬件平臺(tái)結(jié)合的關(guān)鍵問(wèn)題，實(shí)驗(yàn)室與中國(guó)移動(dòng)研究院合作，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)C-RAN原型系統(tǒng)，而本文關(guān)注的MAC層的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)便是其中的一部分。
　　本文首先對(duì)C-RAN架構(gòu)產(chǎn)生的背景和意義以及LTE空口協(xié)議棧架構(gòu)做了簡(jiǎn)要介紹。隨后再結(jié)合實(shí)際項(xiàng)目的需求，從實(shí)現(xiàn)平臺(tái)的角度，對(duì)LTE協(xié)議棧進(jìn)行了劃分，確定了以通用處理器與數(shù)字前端板卡協(xié)作的設(shè)計(jì)方案。接著論文給出了高層協(xié)議棧中MAC層的整體設(shè)計(jì)框架。

3、　　然后，本文依次對(duì)MAC層的隨機(jī)接入模塊、HARQ模塊以及調(diào)度模塊展開(kāi)了研究和設(shè)計(jì)。在隨機(jī)接入過(guò)程部分，本文設(shè)計(jì)了隨機(jī)接入多進(jìn)程模型，以使eNodeB可以同時(shí)響應(yīng)多個(gè)隨機(jī)接入請(qǐng)求，并參考接入過(guò)程中eNodeB與UE之間的交互步驟，設(shè)計(jì)了進(jìn)程狀態(tài)轉(zhuǎn)移路線；在HARQ模塊部分，本文結(jié)合物理層功能，從上下行兩個(gè)方向分別進(jìn)行HARQ進(jìn)程實(shí)體的設(shè)計(jì)，通過(guò)HARQ進(jìn)程實(shí)體，調(diào)度器可以更好地控制UE的上下行數(shù)據(jù)收發(fā)。在調(diào)度模塊的研究設(shè)計(jì)過(guò)程中，本文

4、分析了三種經(jīng)典下行調(diào)度算法存在的不足，并結(jié)合LTE系統(tǒng)中用戶對(duì)QoS的要求，在PF算法的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一種新的調(diào)度優(yōu)先級(jí)計(jì)算式。隨后本文對(duì)上下行調(diào)度過(guò)程進(jìn)行了詳細(xì)的流程設(shè)計(jì)。
　　最后，本文基于聯(lián)想 S30通用處理器平臺(tái)，對(duì)前面部分設(shè)計(jì)的各個(gè)過(guò)程進(jìn)行了軟件實(shí)現(xiàn)，并對(duì)實(shí)現(xiàn)過(guò)程中涉及到的接口定義、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和關(guān)鍵流程的代碼進(jìn)行了詳細(xì)闡述。隨后通過(guò)手動(dòng)觸發(fā)、定時(shí)反饋、構(gòu)建虛擬UE等手段，對(duì)實(shí)現(xiàn)的隨機(jī)接入模塊、HARQ模塊機(jī)模型了驗(yàn)證，對(duì)調(diào)度