基于通用处理器的lte系统mac子层的设计与实现

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1、基于通用处理器的LTE系统MAC子层的设计与实现曹玉树2015年12月中图分类号：TN92UDC分类号：654基于通用处理器的LTE系统MAC子层的设计与实现作者姓名曹玉树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1月DesignandImplementationofMAClayerforLTESystembasedonGeneralPurposeProcessorCandidateName:YushuCaoSc

2、hoolorDepartment:InformationandElectronicFacultyMentor:Prof.ZesongFeiChair,ThesisCommittee:Prof.HuaWangDegreeApplied:MasterofEngineeringMajor:InformationandCommunicationEngineeringDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence:Jan,2016研究成果声明本人郑重声明：所提交的学

3、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传统的移动通信网络采用的是大量的专用硬件设备，随着LTE网络部署和5G研究的逐步展开，不断新增的网络服务以及大量的协作化技术需求使得专用设备的设计、集成以及操作

4、复杂性日趋加大。为了适应未来通信技术的发展需要，需要突破无线接入网侧传统嵌入式架构的缺点，设计新的架构。基于网络虚拟化技术（NFV）的基站形态采用行业标准的GPP平台、存储和交换设备，并用软件和虚拟化技术实现移动通信协议功能，以其低成本和更灵活的网络能力成为了目前业界研究的热点。首先，本文概括了5G移动通信的发展与NFV、SDN等虚拟化技术的研究现状。简要介绍了MAC子层设计过程调度算法的主要影响因素与评价指标，对几种经典调度算法进行了详细介绍，并基于实际工程需求，给出了一种基于业务优先级的调度算法的详细设计流程。

5、其次，本文简要介绍了传统移动通信接入网络侧的嵌入式基站形态，并结合现有OAI等SDR平台对虚拟化基站形态进行了简要的分析。随后，根据中国移动提出的横向划分协议栈的分布式思想和C-RAN网络架构，详细介绍了基于C-RAN的分布式虚拟化基站形态，并提出了一种适用于该架构的具有虚拟化特性的MAC子层设计方案，对该方案中的各个模块的设计与软件实现进行了详细说明。在设计过程中，本文提出了一种基于十字链表的调度架构和基于池的资源分配机制以保证MAC子层在通用处理器上的快速处理。最后，本文给出了调度算法的性能分析，MAC子层设计

6、方案的功能性测试结果与接入性测试结果。通过仿真与测试结果，验证了本文MAC子层设计方案的正确性和有效性。关键词：通用处理器；LTE；MAC；虚拟化基站II北京理工大学硕士学位论文AbstractLargenumbersofdedicatedhardwarewasusedinthetraditionalmobilecommunicationnetwork.WiththedeploymentoftheLTEnetworkandtheexpandedthresearchofthe5generation,itismored

7、ifficulttodesign，integrateandhandlethehardwaredevicesduetothevariousofnetworkservicesandcollaborativetechnologies.Inordertosatisfythefuturedemandsofthecommunicationtechnology,weneedtomakeuptheshortcomingsofthetraditionalstructureanddesignanewone.Thebasestation

8、formbasedonNFVtechnologyusedtheindustrystandardGPPplatform,storageandswitchequipment,alsoredefinedthemobilecommunicationprotocolwithsoftware,whichmakesitcostlessthanbeforeandhaveam