论文部分内容阅读
3GPP规定的第一个真正的4G技术是Release10,是目前移动技术的基石。2017年3GPP正式发布Release 15,标志着5G标准化的第一阶段完成。其中TDLTE由中国主导,得到了广泛的国际支持,并成为国际标准。2014年我国制定了基于TD-LTE的B-TrunC宽带集群通信标准,其中包括大量中国专利,因此TDLTE的宽带集群通信在系统研发的自主专利方面具有巨大优势。在此趋势下,面向公共安全、电力系统、水利系统、交通运输以及石油化工等行业开始逐步引入TDLTE技术。LTE协议标准不断更新,需要快速进行商业化。LTE专网研究不断深入,不仅需要LTE技术,还在此基础上增加了特殊的业务需求,例如LTE集群专网中需要增加集群信道以及对应的控制和管理。这些工作都需要仿真验证和真实情况测试,纯软件仿真的结果主要取决于其数学模型的优劣,与真实情况可能存在较大的偏差。在此背景下,本文以OAI的SDR实验源码为基础设计并实现了LTE协议栈半实物仿真平台,该半实物仿真平台可以提供符合LTE标准的协议栈,其数据包在真实网元之间传递,方便进行跟踪。可以基于该半实物仿真平台进行LTE协议仿真测试,也可以基于该平台进行专网研究和测试。该半实物仿真平台由三部分组成:eNB、UE和EPC,半实物仿真平台的eNB和UE基于OAI中openairinterface5g项目进行设计与实现,EPC部分直接使用OAI的openair-cn项目。本文的主要研究内容和贡献有:(1)分析OAI源码,将OAI工程与LTE系统的网元和协议栈进行对应,对OAI层间交互和OAI中UE、eNB网元的物理层实现进行详细分析,目前认为OAI没有实现小区切换功能。(2)设计和实现物理适配层模块,该模块完成了UE和eNB网元与以太网通信的功能。(3)设计并实现UE和eNB两个网元。这两个网元是基于OAI源码实现的,主要修改部分位于OAI的UE物理层和eNB物理层。测试结果表明本文所设计和实现的半实物仿真平台可以成功附着到OAI的核心网,信令面和数据面都可以通信,证明半实物仿真平台的设计和实现基本可行。本文的研究成果为项目后续研发提供了测试和实验平台。