学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

LTE-A用户平面协议多核优化实现

作　者: 张柬
导　师: 刘应状
学　校: 华中科技大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: TD-LTE-A 多处理器吞吐率实时性零拷贝
分类号: TN929.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 2次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

TD-LTE-A是由我国主导的第四代移动通信技术，目前已被国际电联正式确定为第四代移动通信国际标准。通过采取多天线增强、协作多点传输，以及中继等技术方案，TD-LTE-A系统大幅度提升了空中接口的频谱利用效率以及峰值吞吐率。目前，TD-LTE-A系统关键技术趋于完善，终端芯片日臻成熟，今后将逐步开展大范围的场外部署。由于系统支持的业务吞吐率高、实时性要求苛刻，对终端综合测试仪LTE-A层2协议的设计实现提出了严格的要求，单处理器平台已难以满足系统设计需要。通用X86多处理器平台通过采用高性能的现代指令架构以及先进的cache管理等技术，具备强劲的数据包处理能力，能够满足TD-LTE-A协议栈的性能需求。本文首先论述了通用多处理器架构应用于协议栈实现的优劣势，归纳出了主要的技术难点。多处理器架构通过并行处理提升了系统性能，同时，由于动态负载均衡、核间数据共享、缓存一致性维护等因素，导致了多处理器架构下的TD-LTE-A协议栈用户平面实现面临诸多难题。基于协议栈实现框架结构分析，可归纳出TD-LTE-A协议栈用户平面多核实现面临的主要技术难点为多核协议栈模型、核间通信，以及高效内存管理等三个方面。其次，为了满足TD-LTE-A协议栈的吞吐率需求，本文在实时性保障、核间数据交换，以及增量数据包封装等三个方面探讨了系统性能优化的可行性，分析了上述方案应用于多核协议栈系统设计的利弊，并提出了基本的框架结构。最后，针对多处理器架构下的TD-LTE-A协议栈实现面临的主要技术难点，本文提出了适配X86平台缓存一致性协议的多核优化实现框架，通过采取处理器绑定、SMP负载均衡屏蔽，以及零拷贝封装等技术方案，在一致性维护协议的基础上，采用高效的核间队列通信模型保障协议栈数据平面的总体缓存效率，进而实现具备高效数据包处理能力的TD-LTE-A层2协议。该方案基于通用X86SMP平台，能显著改善TD-LTE-A协议栈数据平面的包处理性能，同时系统成本低廉、可靠性强，协议功能验证过程简单，具备充分的移植灵活性，测试结果表明上述方案能够充分满足TD-LTE-A综合测试仪的时延特性以及业务吞吐率需求。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-14
  1.1 引言  8-10
  1.2 TD-LTE-A 研究现状与面临问题  10-12
  1.3 课题来源与背景  12-13
  1.4 本文主要内容和组织结构  13-14
2 LTE-A协议栈多核架构介绍  14-21
  2.1 引言  14-16
  2.2 LTE-A 协议栈设计难点分析  16-17
  2.3 LTE-A 协议栈系统架构  17-20
  2.4 本章小结  20-21
3 数据平面性能优化可性能论证  21-29
  3.1 引言  21
  3.2 实时性保证  21-22
  3.3 核间数据交换  22-26
  3.4 高效数据包封装  26-28
  3.5 本章小结  28-29
4 LTE-A协议栈多核架构性能优化  29-62
  4.1 引言  29
  4.2 LTE-A 协议栈多核模型优化  29-37
  4.3 核间通信模型优化  37-52
  4.4 多核内存管理  52-56
  4.5 测试结果与分析  56-61
  4.6 本章小结  61-62
5 全文总结与展望  62-64
  5.1 全文总结  62-63
  5.2 未来研究工作展望  63-64
致谢  64-65
参考文献  65-68
附录硕士学位期间参与项目  68

LTE-A用户平面协议多核优化实现

内容摘要

全文目录

相似论文