基于开源软件的lte协议栈研究与设计

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1、基于开源软件的LTE协议栈研究与设计刘佳楠2015年12月中图分类号：TN92UDC分类号：654基于开源软件的LTE协议栈研究与设计作者姓名刘佳楠学院名称信息与电子学院指导教师费泽松教授答辩委员会主席王华教授申请学位工学硕士学科专业信息与通信工程学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2016年01月06日ResearchanddesignofLTEprotocolstackbasedonopensourcesoftwareCandidateName:JiananLiuSchoolorDepartment:InformationandElec

2、tronicsFacultyMentor:Prof.ZesongFeiChair,ThesisCommittee:Prof.HuaWangDegreeApplied:MasterofEngineeringMajor:InformationandCommunicationEngineeringDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence:Jan.6,2016研究成果声明本人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果。尽我所知，文中除特别标注和致

3、谢的地方外，学位论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：北京理工大学硕士学位论文摘要当前LTE(LongTermEvolution)无线4G网络技术得到大规模应用，作为3Gpp标准化草案的主要演进方向，该技术已经成为了继3G之后最为成熟的无线网络通信技术解决方案。目前LTE系统的设计与实现大部分采用传统的嵌入式设备加射频前端的方案，伴随着LTE技术的不断演进

4、这些设备不得不面临更新换代和维护困难等复杂问题。同时当技术发展到一定阶段导致传统的硬件不得不被彻底淘汰时，运营商的开发和运维成本将会进一步提高，这一劣势变的尤为明显。欧洲Eurecom组织自主研发了一套名为OAI(OpenAirInterface)的开源LTE软件，该软件平台使用x86硬件，它的目标是为基于3GPP的蜂窝网络中的EUTRAN（接入网络）和EPC（核心网）提供一个开源的软硬件生态系统。目前该套软件已经能够在PC平台上接入标准化的商用终端。本论文深入研究了OAI软件架构，分析并指出了现有OAI软件的不足。为了对OAI进行重构作者

5、提出了一个基于RTAI的平台隔离层方案，隔离层的设计一方面保证了LTE基站软件平台具有较高的可靠性和实时性，另一方面也为后续LTE层2软件的重开发提供了底层软件支撑。本文作者在RTAI隔离层软件的基础上从新开发了一套基于标准LTE协议的RLC软件，在Linux系统下实现了模块设计和测试。最后作者将从新设计的RLC软件移植到OAI软件平台上。移植过程中保证了RLC接口和OAI现有接口相互兼容，但是改变了内部消息的传递机制。通过搭建实际的软硬件测试环境，对RLC代码进行线上调试并验证手机终端的接入过程，从而完成了基于RTAI的RLC软件开发。关

6、键词：LTE;OAI;RTAI;RLCI北京理工大学硕士学位论文AbstractCurrentlyLTE(LongTermEvolution)4Gwirelessnetworktechnologyisappliedinlargescaleapplicatioins,asthemainevolutiontrendsfor3GPPstandardizationdraft,thetechnologyhasbecomethemostmaturesolutionforwirelessnetworkcommunicationafter3Gnetwork

7、.MostoftheLTEsystemisimplementedwithtraditionalembeddeddevicesandRFfront-endandtheseequipmentshavetofacethedifficultiesandchallengesinupgradingandmaintainingdeviceswiththedevelopmentinLTEtechnology.Atthesametime,whenthetechnologydevelopstoacertainlevelthatthetraditionalhar

8、dwarehavetobereplacedcompletely,thecarrieroperator'sdevelopmentandmaintenancecostswillbeg