TD-LTE终端无线资源控制协议研究与实现

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随着移动网络中数据业务的不断增长,用户对数据传输速率和系统容量的需求将很快达到3G网络的能力上限,运营商必须部署更加先进的移动无线网络才能满足用户日益增长的数据业务需求。LXE作为3G网络的长期演进计划,其拥有更高的数据传输速率(下行100Mbps,上行50Mbps)、更大的系统容量、更小的传输时延(信令平面100ms,用户平面5ms)、更低的部署成本、能够与现有移动网络共存、提供平滑演进方案。世界范围内的主要运营商已开始部署LTE商用或实验网络。为了抢占市场先机,同时推动LTE技术的商业化进程,各大移动终端解决方案提供商已开始加紧LTE终端的研发。本文即在此背景下产生,对TD-LTE终端协议栈软件中无线资源控制协议相关功能的研究、实现、测试和验证进行了阐述。   首先,对LTE系统架构、关键技术和协议栈架构进行了介绍;然后阐述了多用户无线通信网络中无线资源管理的基本概念,对LTE系统中无线资源管理的基本任务进行了说明;通过对TD-LTE终端无线资源控制协议主要功能的研究,重点对其中的系统消息接收过程、小区选择过程、RRC连接建立过程、RRC连接重建过程以及接入层安全模式激活过程和密钥管理进行了研究,阐述了这些过程在无线资源管理功能中的作用。在RRC模块的设计与实现部分对TD-LTE终端硬件平台、协议栈软件架构和嵌入式实时操作系统进行了简要介绍,重点对RRC模块与协议栈其他模块间的接口定义、RRC状态机的设计方案、RRC连接建立\重建过程的流程设计进行了描述。   最后,本文介绍了基于SDL/TTCN协仿真测试和基于TTCN的板集测试两种方法,分别应用在TD-LTE终端协议栈开发的不同阶段对RRC模块进行测试。在开发前期,使用SDL/TTCN协仿真的方式对RRC进行单模块测试,以RRC模块为被测实体,对RRC的内部功能实现和外部接口进行测试;在开发中后期,使用基于TTCN软件的板集测试方法,以整个TD-LTE终端协议栈软件为被测对象,通过真实的目标板,对集成在整个协议栈软件中的RRC功能进行测试。根据3GPP一致性测试规范,分别以RRC连接建立过程和RRC连接重建过程为例进行RRC功能的测试和验证。通过对测试结果中消息序列图(MSC)的信令交互流程、信令数据内容以及log信息的分析,验证了RRC模块的设计与功能实现符合3GPP协议规范。
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