论文部分内容阅读
论文研究内容的背景来源于课题组和中国电子科技集团某研究所合作的项目“新一代宽带自组网系统关键技术研究”。项目主要目标是设计新一代宽带移动接入与自组织互联无线网络,用于在通信节点服务多种差异化用户业务,同时为各类业务灵活定制相应的无线接入网(Radio Access Network,RAN)。由于传统通信基础设施的服务职能单一僵化,所以急需要构建一个软件定义的无线接入网,通过无线接入网切片的方式来实时弹性适配差异化需求。在本文中,首先,基于软件定义的思想对RAN切片系统进行设计。先为每个RAN切片定义其自身的描述信息,用以实时获取切片的状态信息,建立全局信息视图来管理各个切片。然后抽象每个切片链路层各子层的控制逻辑,通过建立控制接口来控制各层的数据传输功能参数。其次完成了对软件定义RAN链路层协议的研究与设计。对长期演进(Long Term Evolution,LTE)无线接入网链路层中分组汇聚协议(Packet Data Convergence Control,PDCP)层,无线链路控制(Radio Link Control,RLC)层和介质访问控制(Medium Access Layer,MAC)层三个子层功能进行研究与分析,并将RAN切片链路层的PDCP层安全性功能,报头压缩功能,RLC层三种传输模式,MAC层随机接入和资源调度等核心功能封装设计为可以调用的函数,根据性能需求,为每个切片功能差异化定制提供基础。最后,应用正交频分复用滤波器组(Filterd-Orthogonal Frequency Division Multi-plexing,F-OFDM)技术将给定频谱划分为不同参数集的子带,并映射到相应RAN切片。在Xilinx Zynq-7000 SoC ZC706硬件开发板和AD9361射频开发板组建的无线通信平台上,应用F-OFDM技术划分适用于FTTP业务和Video业务的无线频谱,并在其上应用虚拟机系统构建相匹配的软件定义切片实现业务传输。综上所述,本文针对通用的LTE无线接入网进行研究与分析,以软件的形式,将链路层及各层的网络功能进行虚拟化,以方便各个切片进行调用,进一步对每个切片的逻辑控制进行抽象,设计出切片网络各层的控制接口,使得系统可以对其进行集中控制,最终,在无线通信硬件开发平台上应用F-OFDM技术,针对不同业务场景搭建了满足其特定需求的RAN切片系统。