第三章 mac协议解读

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1、3第三章MAC3.1序言刚刚开始学习LTE的一段时间，曾经写过一个幻灯片在我们组内分享，后来发到了网站，承蒙大家厚爱到处传阅，如果现在在google上搜索一下，还是能看到很多网站上都有。但是现在自己仔细看看原来的幻灯片，发现有很多地方说得过于模糊，还有一些地方存在错误，内心感到惶恐，趁这个机会，重新整理一下对MAC的理解，结合MAC协议（3GPP36.321）与自己在MAC层工作的经验，提供更加丰富的内容，同时也希望能够纠正谬误，开启讨论之门。3.2概述36.321里面主要描述的是MAC的架构与处于MAC层的功能实体，并没有涉及到具体的实现，而且由于LTE取消

2、了向以前的协议专门提供的专用信道，所有的用户数据都使用共享信道，因此对MAC的在资源以及业务调度的功能上提出了很高的要求，这也是不同设备供应商可以大显神通的地方了；而协议本身主要描述的是接受端的行为，因此在基站端可以发挥的余地就更大了。3.2.1MAC架构MAC协议层在LTE协议栈的位置如下所示：图3.1MAC层在LTE协议栈的位置MAC实体在UE以及eNB上都存在的，它们主要处理如下传输信道：-广播信道（BroadcastChannel，BCH）；-下行共享信道（DownlinkSharedChannel，DL-SCH）；-呼叫信道（PagingChanne

3、l，PCH）；-上行共享信道（UplinkSharedChannel,UL-SCH）；-随机接入信道（RandomAccessChannel,RACH）。其实这些信道只是概念上的，因为传输信道的管理上不像逻辑信道那样设立专门的逻辑信道号，它只是从功能是进行了描述，因此实现上是否真正存在这样的传输信道，这在于个厂商自己。对于MAC层与物理层之间的处理，自然可以设置专门的通道，也可以只是通过一些简单的标识来处理，当然这也是信道的一种表现形式。下图3.1与3.2分别为层二的上下行功能框架图：图3.1层二下行功能框架图图3.1层二上行功能框架图3.1服务3.1.1.1

4、提供给上层的服务MAC层给上层（RLC层，也可以泛指MAC层以上的协议层）提供的服务有：-数据传输，这里面隐含了对上层数据处理，比如优先级处理，逻辑信道数据的复用；-无线资源分配与管理，包括MCS的选择，数据在物理层传输格式的选择，以及无线资源的使用管理，从这里我们可以知道MAC层掌握了所有物理层资源的信息。3.1.1.2期待物理层提供的服务物理层向MAC层提供以下服务：-数据传输，MAC层通过传输信道访问物理层的数据传输服务，而传输信道的特征通过传输格式进行定义，它指示物理层如何处理相应的传输信道，例如信道编码，交织，速率匹配等；-HARQ反馈信令（HARQ

5、ACK/NACK）；-调度请求信令（SR）；-测量（比如信道质量CQI，与编码矩阵PMI等）3.2MAC层功能3.2.1MAC层的各个子功能实体提供以下的功能：-实现逻辑信道映射到传输信道；-复用从一条或多条逻辑信道下来的数据(MACSDUs)到传输块，并通过传输信道发给到物理层；-把从传输信道传送上来的传输块解复用成MACSDU，并通过相应的逻辑信道，上交给RLC层；-调度信息的报告，UE向eNODEB请求传输资源等；-基于HARQ机制的错误纠正功能；-通过动态调度的方式，处理不同用户的优先级；以及对同一用户的不同逻辑信道的优先级处理，这里主要在UE端实现；

6、-传输格式的选择，通过物理层上报的测量信息，用户能力等，选择相应的传输格式，从而达到最有效的资源利用。以上功能与上下行以及MAC实体的对应关系如下表所示：表3.1MACfunctionlocationandlinkdirectionassociationMAC功能UEeNB下行上行逻辑信道和传输信道之间的映射XXXXXX复用XX XX　解复用XXXX　HARQXXX XXX传输格式的选择XXX不同用户间优先级处理XXX同一用户不同逻辑信道优先级处理XXX逻辑信道优先级设置XX调度信息报告XX3.1.1信道结构在描述与MAC相关的信道前，这里先对信道做一些简单的

7、解释，信道可以认为是不同协议层之间的业务接入点（SAP），是下一层向它的上层提供的服务。LTE沿用了UMTS里面的三种信道，逻辑信道，传输信道与物理信道。从协议栈的角度来看，物理信道是物理层的,传输信道是物理层和MAC层之间的,逻辑信道是MAC层和RLC层之间的，它们的含义是：-逻辑信道，传输什么内容，比如广播信道（BCCH），也就是说用来传广播消息的；-传输信道，怎样传，比如说下行共享信道DL-SCH，也就是业务甚至一些控制消息都是通过共享空中资源来传输的，它会指定MCS，空间复用等等方式，也就说是告诉物理层如何去传这些信息；-物理信道，信号在空中传输的承载

8、，比如PBCH，也就是在实际的物理位置