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GSM基站控制器操作系统内核在ATCA平台下的实现

2020-11-21阅读(212)

GSM基站控制器操作系统内核在ATCA平台下的实现

论文摘要

在当今世界的通信领域中,GSM(Global System for Mobile communication)数字蜂窝无线网络仍然是占主导地位的移动通信系统,它为移动台之间以及移动台和固定电话网络之间提供了可靠及时的通信服务。基站控制器(Base Station Controller)是GSM 中的重要网络子系统,它主要负责无线网络资源的管理,无线小区配置数据的管理,信号功率的控制,定位和切换等,它在功能结构上由一个内部交换网络和连接在该网络上的不同电路模块构成,从计算机的角度看,基站控制器的每个模块就像一台计算机,有其独立的CPU 和内存。近几十年来,CPU 的运行速度以每十八个月就增长两倍的速度在迅速提高。目前基站控制器的各个电路模块大都采用Intel 80X86 系列处理器。于是我们希望通过采用更高速率的处理器来使基站控制器能够在保证连续性的情况下支持更高的传输速率,以此来适应日益增长的移动通信用户对服务的数量和质量的要求。随着ATCA(Advanced Telecommunication Computing Architecture――先进的通信计算机构架)这一由全球工业计算机制造商协会开发制定的基于网络设备模块化的硬件设计标准的颁布,从封闭、专有实现的通信解决方案向基于标准化、模块化的平台的转移成为了整个电讯行业的一种最重要的发展方向。ATCA 硬件平台能为基站控制器的运行提供比传统平台更为强大的硬件及网络支持。为了更好的适应这种转变趋势,将传统的基站控制器软件移植到根据ATCA 标准设计的硬件平台上的项目应运而生。为了让运行在传统硬件平台下的基站控制器软件能够平滑地被移植到新的ATCA 硬件平台下,必须尽量保持原有的基站控制器应用程序不变,即让它们尽可能的被重用,于是传统硬件平台下的基站控制器专有操作系统构架需要被重新设计,才能适应新的ATCA 标准化平台。本课题所采用的新的操作系统构架的实现技术就是,以一种实时Linux 作为基础操作系统平台,再在这层基础平台上实现一个模拟操作系统(Virtual Operating System),以此来模拟目前的操作系统内核所实现的功能。这就意味着是以这样的操作系统构架来替换目前的基站控制器的专有操作系统,来保证基站控制器的上层应用软件仍能够在新的ATCA 平台下正常的运行,并获得更高的运行性能。最后,在完成了该模拟操作系统的总体设计、详细设计与编码工作之后,对所设计的模拟操作系统进行了测试,测试结果表明实现了设计目标,它能够为基

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 目录
  • 图表
  • 第一章 绪论
  • 1.1 背景
  • 1.2 论文组织
  • 第二章 系统概论
  • 2.1 基站控制器软件基本概念
  • 2.1.1 黑盒思想
  • 2.1.2 有限消息机
  • 2.1.3 系统支持机
  • 2.2 基站控制器软件体系结构
  • 2.3 基站控制器操作系统结构
  • 2.4 操作系统内核的功能实现
  • 2.4.1 任务管理
  • 2.4.2 定时管理
  • 2.4.3 消息管理
  • 2.4.4 内存管理
  • 第三章 VOS 的总体设计
  • 3.1 全新的硬件构架――Advanced TCA
  • 3.2 实时Linux 操作系统
  • 3.2.1 实时操作系统概述
  • 3.2.2 实时CPU 调度算法分类
  • 3.2.3 通用Linux 操作系统中的CPU 调度算法
  • 3.2.4 实时Linux 操作系统的实现方案
  • 3.3 设计目标
  • 3.4 设计思想
  • 3.4.1 实时Linux 操作系统的选择
  • 3.4.2 VOS 的提出
  • 3.5 全新的软件构架――VCE 思想
  • 第四章 VOS 的具体实现
  • 4.1 VOS 总体结构
  • 4.2 初始化
  • 4.2.1 VCE 的初始化
  • 4.2.2 VCE 内部的初始化
  • 4.3 内存管理模块
  • 4.3.1 数据结构
  • 4.3.2 数据类型
  • 4.3.3 系统原语
  • 4.3.4 内部接口
  • 4.3.5 实现算法
  • 4.4 时间管理模块
  • 4.4.1 数据结构
  • 4.4.2 数据类型
  • 4.4.3 系统原语
  • 4.4.4 内部接口
  • 4.4.5 实现算法
  • 4.5 任务管理模块
  • 4.5.1 数据结构
  • 4.5.2 数据类型
  • 4.5.3 操作原语
  • 4.5.4 内部接口
  • 4.5.5 实现算法
  • 4.6 任务交互
  • 4.6.1 数据结构
  • 4.6.2 操作原语
  • 4.6.3 实现算法
  • 第五章 VOS 的功能与性能测试
  • 5.1 测试环境
  • 5.1.1 硬件环境
  • 5.1.2 软件环境
  • 5.2 功能测试
  • 5.2.1 测试方法
  • 5.2.2 测试结果
  • 5.3 性能测试
  • 5.3.1 测试方法
  • 5.3.2 测试结果
  • 第六章 结论
  • 参考文献
  • 致谢
  • 个 人 简 历

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