基于SDN/NFV的LTE空口技术研究

作     者：段潇茜 

作者单位：西安电子科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：赵力强;赵晓东

授予年度：2017年

学科分类：080904[工学-电磁场与微波技术] 0810[工学-信息与通信工程] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080402[工学-测试计量技术及仪器] 0804[工学-仪器科学与技术] 081001[工学-通信与信息系统] 

主      题：LTE SDN NFV 空口侧分离 网络切片 无线接入网 

摘      要：随着移动互联网的高速发展,数据业务日益激增,多样的用户业务和海量的用户设备使得传统移动通信网络难以满足目前的通信需求。传统无线通信网络封闭、僵化以及资源分散的特点不利于网络的扩展和灵活部署,资源利用率低。因此,网络架构的更新是未来移动通信所要研究的重点。SDN(Software Defined Network,软件定义网络)和NFV(Network Function Virtualization,网络功能虚拟化)作为第五代移动通信网络的关键架构技术,能有效的提高网络效率,使得整个网络高度灵活便于扩展,同时又能够针对不断变化的通信环境,快速的创建和补充新的网络功能,为用户提供定制化的服务。无线接入网作为整体网络的基础设施,它的革新是保证整个网络效率的关键。本文在基于SDN和NFV技术的核心思想上,以作为第五代移动通信网络演进根本的LTE(Long Term Evolution,长期演进)网络为研究基础,对网络架构中的无线接入网部分的空口侧数据与控制分离以及切片技术进行研究。本文首先研究了一种新型的基于SDN思想的开放式无线接入网架构。在该架构的基础上,设计出LTE网络空口侧控制与数据分离的方案。搭建基于LTE网络协议的开放式无线接入网络原型平台,并在该平台上实现数据与控制分离方案。通过仿真评估,证明了分离方案的可行性,同时也证明搭建的开放式无线接入网原型平台具备硬件与软件分离、数据与控制分离、控制集中和调度灵活的特性。之后,本文又对基于SDN/NFV的无线接入网切片进行研究。在开放式无线接入网的研究基础上,设计并实现无线接入网部分的网络切片原型,即在保留开放式无线接入网优势特性的基础上,首先,对其中的基站功能进行抽象封装,根据不同业务类型,将虚拟数据基站进行分类抽象,同时给予合理的资源预配,创建无线接入网部分的不同网络切片实例。其次,创建虚拟控制器,该控制器根据用户的业务请求为其选择合适的网络切片,保障用户服务质量。最终,通过仿真评估的结果,证明本文实现了基于SDN/NFV思想的无线接入网切片,而搭建的原型平台也体现了未来移动通信架构必须具备的灵活可扩展、集中控制、可演进和可定制的特点,而该原型架构平台的成功搭建也为今后的研究提供了良好的实验基础。