LTE空中接口协议栈的研究与实现.pdf

2013年1月计算机工程与设计Jan．2013
第34卷第1期COMPUTERENGINEERINGANDDESIGNVo1．34No．1

LTE空中接口协议栈的研究与实现

何苏勤，翟海超

(北京化工大学信息科学与技术学院，北京100029)
摘要：针对LTE(1ongtermevolution)空中接口技术标准应用在小型无线通信系统时存在设计冗余的问题，通过对协议
栈数据处理过程的研究，从PDCP(packetdataconvergenceprotoco1)、RLC(radiolinkcontro1)、MAC(mediaaccesscon—
trod子层模块的功能和需求着手，提出了双缓冲队列机制，并设计了一个针对小型无线通信系统的空中接口协议栈。在
XilinxVirtex-6硬件开发板上实现了该协议栈，并验证该空中接口协议栈的功能和性能均能满足小型无线通信系统对通信
质量和速率的需求。
关键词：长期演进；空中接口；协议栈；无线资源控制；分组数据汇聚
中图法分类号：TN915．04文献标识号：A文章编号：1000—7024(2013)01—0076—05

ResearchandimplementationofLTEUu—interfaceprotocolstack

HESu-qin。ZHAIHai—chao

(CollegeofInformationScienceandTechnology，BeijingUniversityofChemicalTechnology，Beijing100029，China)

Abstract：Aimedattheredundantdesignforlongtermevolution(LTE)airinterfacetechnologyonsmallwirelesscommunica—

tionsystems，bytheresearchofprotocolstackdataprocessing，adoublebufferingmechanismisintroducedandageneralsmall

airinterfaceprotocolstackisdesignedbasedontheanalysisofthefunctionsandrequirementsofthepacketdataconvergencepro—
tocol(PDCP)，radiolinkcontrol(RLC)，mediaaccesscontrol(MAC)sublayers．Finally，thetestprogramsontheXilinxVir—

tex-6hardwareplatfotinisbuiltbybuildingtop-leveIapplications，whichshowsthefunctionsandperformanceofthisairinter—

facestackcanmeettheneedsoftheequipments．

Keywords：LTE；Uu-interface；protocolstack；RLC；PDCP

标准协议栈显得过于庞大且存在部分冗余功能，因此对标
0引言
准的接口协议栈进行精简和优化成为一种需求。针对这种
为了提高无线移动传输速率，3GPP(the3generation问题，本文对标准协议做了简化并实现了该简化后的设计，
partnershipproject)启动了LTE(1ongtermevolution)技最终在XilinxVirtex-6开发板上验证了该设计的可行性和
术的研究与实施l_1]。LTE也称为3．9G或准4G无线通信技有效性。
术，它采用多天线和正交频分复用的技术，支持更高的移
l协议栈的构成
动速度和更高的带宽。LTE空中接口协议栈是运行于物理
层之上的软件部分，其主要作用是为终端和基站之间的通LTE系统中存在3个子层，如图1所示，分别是：层
信提供服务。现阶段LTE的研究和应用依然处于试验阶1物理层(physicallayer，PHY层)、层2数据链路层、层
段，离大规模商用还有一定距离，且其关键技术多为大公3无线资源控制层(radioresourcecontrol，RRC层)。其
司所掌握。但是，LTE的技术优点决定了它在将来必将得中，层2数据链路层又被划分为以下几个子层：媒体接入
到广泛地推广和应用，而且也会得到小型无线通信设备厂控制(mediaaccesscontrol，MAC)子层、无线链路控制
商尤其是无线实时视频监控系统厂商的青睐和关注。然而(radiolinkcontrol，RLC)子层和分组数据汇聚协议
在面向小型无线通信系统的设计和实现中，LTE空中接El(packetdataconverge