5G终端系统非接入层的研究与实现

来源 :重庆邮电大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:sd2009shandong
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移动通信领域正在经历重大变革,国际通信组织在积极开展第五代移动通信技术(The 5th Generation Mobile communication,5G)概念的标准演进工作,全球国家和主要运营商都加大了对5G的研发与投入,设计和实现一款高效5G终端模拟器来测试更新后标准的新功能和新特性具有重大意义。确保终端快速注册上网,进行安全信令交互,且以保证会话质量进行数据传输是实现高效终端模拟设备的必要任务。非接入层(Non-Access Stratum,NAS)负责终端协议栈的5G移动性管理(5GS Mobility Management,5GMM)过程和5G会话管理(5GS Session Management,5GSM)过程,对其进行研究与实现是5G终端系统开发的重要环节。本文依照R15版本协议,研究从终端开机到与核心网进行数据交互这一过程中,NAS层所需完成的功能与流程,并进行设计、实现与验证,主要工作与创新点如下:1.对NAS层的主要流程进行研究与设计,包含了5GMM层流程中的选网、注册流程、服务请求流程以及5GSM层流程中的协议数据单元(Protocol Data Unit,PDU)会话建立流程。且为保证设计的时效性和高效性,分别完成了定时器设计和状态设计。基于有限状态机理论设计了15个5GMM子状态和5个5GSM子状态,在此方案下设计了与其它子层的跨平台交互原语共18条。2.依据课题需求,选用PC机与DSP作为开发平台,并在PC机上对NAS层设计方案进行C语言实现。在主线程中处理子层任务,定时器线程中进行超时检测和任务接收线程中检测适配层任务,实现了四个流程的正常处理以及部分异常处理。实现了41个功能函数,根据对功能实现函数执行追踪过程,确定函数实现的正确性。3.根据测试协议设计一致性测试案例。通过设计测试目的,测试步骤以及期望结果,对非接入层功能进行较为完全的功能验证。本文共设计并执行了注册成功等62个测试用例,对单个用例进行多次执行,通过率达到100%。通过一致性测试,验证了本文的流程设计、消息编解码模块等均符合协议标准。
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