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3G WCDMA无线资源管理与业务质量保证问题及WCDMA基站实现技术研究

作　者: 杨洪生
导　师: 宋国文
学　校: 中国人民解放军信息工程大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 3G WCDMA 无线资源管理业务质量基站子系统
分类号: TN929.533
类　型: 博士论文
年　份: 2003年
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内容摘要

本文记述了作者攻读博士学位期间的主要工作，分为两个大的部分。其一来自于作者对3G WCDMA移动通信系统无线资源管理(RRM)与业务质量保证(QoS)问题的跟踪研究，这部分内容主要包含对3G WCDMA系统QoS保证体系结构和RRM实现机制的概况分析，RRM实施的数学基础描述，面向工程应用的RRM算法研究与改进以及RRM实施的协议模型与规程分析；另一部分来自作者参加国家863第三代移动通信系统研究开发项目(C3G)的工作成果，主要内容包括WCDMA基站子系统(BTS)的实现结构分析与BTS主控单元的设计方案的研究，BTS基带发送单元实现方案的研究，其中代表性工作是提出了“基于MPC8260通信协议处理器的基站主控单元设计方案”和一种“WCDMA基站下行专用信道基带处理模块前向三阶段流水式实现方案”。本论文主体结构如下：第一章概要性地讨论了UMTS系统服务质量分类要求、QoS保障的体系结构，在此基础上，重点分析了UMTS无线接入段上无线资源管理的实现策略、模型、功能分布等有关RRM的全局性问题。第二章分析UTRA FDD模式下求解系统功率分配问题的功率分配方程，作为本文RRM策略实施的数学基础。第三章参阅相关研究报告，给出了UTRA FDD模式下工程实用的RRM策略和算法的定义、描述和部分仿真，并对其中个别的数学描述及若干算法进行了修正和改进。这些算法建立在3G协议模型基础之上，覆盖了接入控制、传输参数管理、移动性管理和拥塞控制等RRM的各个方面，形成了一个较为系统的、真正面向工程应用的WCDMA RRM管理问题的算法架构。第四章对UTRAN的协议结构和相关规程进行概括性总结，对无线承载体配置的重要信息元进行展开分析，并重点讨论了几个有代表性的协议规程。第五章讨论了BTS子系统的功能分布、系统结构和其中主控单元的实现等问题。提出了一种基于MPC8260为主控处理器的基站主控单元设计方案，并给出依据此方案的6扇区BTS主控单元处理能力分析，具有较高的工程应用价值。第六章对BTS下行专用信道基带处理模块的数据处理过程及影响基带处理模块实现的关键特征进行了详细分析；提出了一种采用多DSP处理器结合大规介息工程大学博_【学位论文模FPGA的“三阶段前向流水式”实现方案。

全文目录

第1章 3G WCDMA系统无线资源管理与服务质量保障概论  13-26
  1.1 引言  13-14
  1.2 UMTS系统的QoS保障体系结构和业务的QoS分类  14-19
    1.2.1 分层的QoS体系结构  15
    1.2.2 UTRAN网络结构与无线空中接口  15-16
    1.2.3 业务的QoS属性分类  16-19
  1.3 RRM的功能模型和实施框架  19-26
    1.3.1 RRM功能模型  20-22
    1.3.2 RRM实施框架  22-26
第2章 UTRA FDD模式下的功率分配方程和RRM参数计算  26-38
  2.1 上行链路方程及RRM参数计算  26-29
    2.1.1 上行功率分配方程  27-28
    2.1.2 上行RRM参数计算和小区接入控制的执行  28-29
  2.2 下行链路功率分配方程和RRM参数计算  29-32
    2.2.1 下行功率分配方程  30-31
    2.2.2 下行RRM参数计算  31-32
  2.3 算法仿真的结果  32-38
第3章 UTRA FDD模式面向工程应用的RRM策略与算法  38-78
  3.1 引言  38-41
  3.2 接入控制  41-49
    3.2.1 上行接入控制  41-46
    3.2.2 下行接入控制  46-49
  3.3 用户软切换管理和考虑软切换情况的接入控制  49-56
    3.3.1 UE软切换机制和小区预留区域的引入  49-51
    3.3.2 综合用户激活集和预留集的移动性管理算法  51-54
    3.3.3 资源预留策略和考虑用户软切换的小区接入控制  54-56
  3.4 传输参数的管理  56-66
    3.4.1 上行方向的传输参数管理算法  57-63
    3.4.2 下行传输参数管理算法  63-66
  3.5 拥塞控制  66-67
  3.6 算法仿真  67-78
    3.6.1 仿真平台  67-70
    3.6.2 仿真业务模型  70-71
    3.6.3 上行仿真结果  71-74
    3.6.4 下行算法仿真结果  74-78
第4章 UTRAN FDD模式下无线资源管理的相关协议、规程  78-110
  4.1 网络结构及功能概述  78-87
    4.1.1 UMTS网络结构与UTRAN空中接口协议概况  78-80
    4.1.2 UTRAN内部网络结构和功能实体分布  80-82
    4.1.3 协议模型参考举例  82-85
    4.1.4 UTRAN功能概述  85-87
  4.2 无线资源典型配置情况及重要配置信息元分析  87-104
    4.2.1 典型配置情况分析  88-89
    4.2.2 无线资源配置规程中重要消息元分析  89-104
  4.3 RRC基本规程分析举例  104-110
    4.3.1 伴随专用物理信道激活情况的RB建立规程  104-106
    4.3.2 上行DCH信道动态资源分配  106-107
    4.3.3 上行DCH信道变速率传送  107-110
第5章 3G WCDMA基站总体结构与基站主控单元的研制  110-121
  5.1 WCDMA基站子系统的功能分布  110-112
    5.1.1 Iub接口协议结构与功能  111-112
  5.2 BTS子系统的实现结构  112-114
  5.3 基站主控单元的实现  114-121
    5.3.1 从Iub观察的Node B逻辑模型  114-116
    5.3.2 使用MPC8260的主控单元设计  116-118
    5.3.3 BCU处理能力估算  118-121
第6章 WCDMA基站下行专用信道基带处理模块实现方案研究  121-132
  6.1 下行专用信道基带处理模块在BTS发送单元中的位置和功能  121-122
  6.2 下行专用信道基带处理过程及其关键特征的描述  122-124
  6.3 设计目标和两种设计思路的比较  124-127
    6.3.1 采用多DSP处理器的“纯软件”设计  124-126
    6.3.2 采用DPS处理器结合大规模FPGA的设计  126-127
  6.4 多DSP结合大规模FPGA的“三阶段前向流水式”实现方案  127-132

3G WCDMA无线资源管理与业务质量保证问题及WCDMA基站实现技术研究

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