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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:黃雲璘
研究生(外文):Yun-Lin Huang
論文名稱:LTE-Advanced下行傳輸之媒體存取控制層
論文名稱(外文):MAC Layer of LTE-Advanced Downlink Transmission
指導教授:劉玉蓀
口試委員:李穎林信標
口試日期:2012-07-27
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺北科技大學
系所名稱:電腦與通訊研究所
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2012
畢業學年度:100
語文別:中文
論文頁數:78
中文關鍵詞:LTE-AMAC層隨機接入程序下行傳輸排程通道對映HARQ
外文關鍵詞:LTE-AMAC LayerRandom Access ProcedureDownlink TransmissionSchedulingChannel mappingHARQ
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LTE (Long-Term Evolution)為4G規格標準,為未來發展的重要方向。目前已從LTE Release8進化為LTE-Advanced Release 10。LTE網路架構由EPC (Evolved Packet Core)與E-UTRAN (Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network)所組成。媒體存取控制層(Medium Access Control;MAC)則是在E-UTRAN無線存取網路協定之下所定義。本論文主要探討LTE-Advanced之MAC層中,使用者(User Equipment;UE)之入網過程以及下行傳輸中的功能與處理程序。本論文從系統架構開始介紹MAC層在架構中所在的位置,並且說明MAC層的通道對映(Channel mapping)與MAC層的功能,以及MAC層與實體層(Physical layer;PHY)之間的控制訊號的關聯。接著介紹系統資訊的分類,及各個系統資訊使用之排程與接收以及使用的傳輸格式,再說明多種不同目地與用途的隨機接入(Random Access)程序的流程。接著在使用者的下行傳輸中,詳述各種排程之下的控制訊號與數據的接收及處理的程序,並且說明數據在HARQ機制裡所作的HARQ程序處理的流程。最後介紹在MAC層中所有使用的MAC PDU及其格式和其中參數,了解解多工(De-multiplexing)的處理流程。

LTE (Long-Term Evolution) is the standard for 4G. LTE has been developed form LTE Release 8 to LTE-A (Release 10). The network architecture of LTE is formed with two parts: Evolved Packet Core (EPC) and Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN). The MAC Layer protocol standard is belonging to the E-UTRAN. In this paper, we discuss the functions and procedures such as Random Access and downlink transmission provided by MAC Layer in User Equipment in LTE-A. We specify the channels mapping and function in MAC Layer, and describe the control signaling between MAC Layer and Physical Layer (PHY). We also introduce the types in system information, system information scheduling and reception, specify Random Access procedure for various events or purposes and describe the reception and procedure in various different scheduling and HARQ procedure in HARQ Entity in the downlink transmission. Lastly we specify the Protocol Data Units, formats and parameters in MAC Layer specification.

摘 要 i
ABSTRACT ii
誌 謝 iii
目錄 iv
表目錄 vii
圖目錄 viii
第一章 緒論 1
第二章 LTE-Advanced架構與功能 3
2.1 LTE-Advanced系統簡介 3
2.2 MAC層參考模型 4
2.2.1 下行通道中邏輯通道與傳輸通道的對映 6
2.2.2 其他功能 9
2.3 訊框架構及PHY與MAC之間的控制訊號 12
2.3.1 訊框架構 12
2.3.2 PHY與MAC之間的控制訊號 14
第三章 系統資訊 16
3.1 系統資訊的介紹 16
3.2 系統資訊的接收 18
3.2.1 BCH之MIB的排程與接收 18
3.2.1.1 排程 18
3.2.1.2 接收 20
3.2.2 DL-SCH之SIB1及SI message的排程與接收 20
3.2.2.1 排程 20
3.2.2.2 接收與HARQ程序 22
3.3 系統資訊的效力與改變 22
第四章 隨機接入程序 24
4.1 隨機接入程序中所用的上行通道 25
4.2 競爭型隨機接入程序的流程 26
4.2.1 隨機接入程序的初始化 27
4.2.2 隨機接入程序資源的選擇 30
4.2.3 隨機接入程序之Preamble的傳送 32
4.2.4 隨機接入程序之Response的接收 33
4.2.5 隨機接入程序之Msg3的內容 37
4.2.6 競爭消除 37
4.3 非競爭型隨機接入程序的流程 41
第五章 普通下行數據的傳輸 43
5.1 普通數據在DL-SCH上的接收 45
5.1.1 動態排程下的接收 45
5.1.1.1 動態排程 45
5.1.1.2 DCI的接收 46
5.1.1.3 DL-SCH的接收 46
5.1.2 半靜態排程的接收 47
5.1.2.1 半靜態排程 47
5.1.2.2 DCI的接收 47
5.1.2.3 DL-SCH的接收 49
5.1.3 隨機接入程序中的數據接收 49
5.1.4 BCCH系統資訊的接收 50
5.2 HARQ機制 50
5.2.1 HARQ實體 50
5.2.2 HARQ程序 51
5.3 MAC PDU的拆解與解多工 52
第六章 MAC數據單元 53
6.1 概述 53
6.2 普通MAC PDU格式 53
6.3 MAC Control Element 58
6.3.1 C-RNTI MAC Control Element 60
6.3.2 UE Contention Resolution Identity MAC Control Element 60
6.4 透明MAC之MAC PDU格式 61
6.5 Msg2 (Random Access Response)專用MAC PDU格式 62
第七章 結論與討論 65
參考文獻 67
附錄A 68
附錄B 71
附錄C 74


[1]E. Dahlman, S. Parkvall, J. Skold, 4G LTE/LTE-Advanced for Mobile Broadband, Academic Press, 2011.
[2]3GPP TS 36.300, “E-UTRAN Overall Description — Stage 2,” Rel. 10, v. 10.2.0, Jan. 2011.
[3]3GPP TS 36.321, “Medium Access Control (MAC) Protocol Specification,” Rel. 10, v. 10.0.0, Jan. 2011.
[4]3GPP TS 36.212, “Multiplexing and Channel Coding,” Rel. 10, v. 10.0.0, Jan. 2011.
[5]3GPP TS 36.211, “Physical Channels and Modulation,” Rel. 10, v. 10.0.0, Jan. 2011.
[6]洪啟超,LTE-Advanced下行傳輸之實體層,碩士論文,國立臺北科技大學電腦與通訊研究所,台北,2012。
[7]王映民,孙韶辉,TD-LTE技术原理与系统设计,北京:人民邮电出版社,2010。
[8]3GPP TS 36.331, “Radio Resource Control (RRC); Protocol Specification,” Rel. 10, v. 10.0.0, Jan. 2011.
[9]S. Saha and R. Quazi, “Priority-Coupling-A Semi-Persistent MAC Scheduling Scheme for VoIP Traffic on 3G LTE,” in Telecommunications, 2009. ConTEL 2009. 10th International Conference on, pp. 325 –329, June 2009.
[10]3GPP TS 36.213, “Physical layer procedures,” Rel. 10, v. 10.0.1, Jan. 2011.


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