TD-SCDMA 终端 MAC 详解摘 要 媒体接入控制 (MAC)位于数据链路层的最底层, 在实现高速移动通信中起着十分重要的作用。本文简要介绍了媒体接入控制（MAC）过程，提出了在 TD-SCDMA 系统中实现对资源单元进行管理的方案，并给出了实现该方案的主要流程图。关键词 TD-SCDMA; GRR; ISR; 媒体接入控制; 资源单元(Mobile Communication Engineering R&D Center,CUPT,Chongqing 400065,P.R.Chnia)Abstract MAC lies in the lowest sublayer in the data linker layer, it plays very important role in the high speed mobile telecommunication system. This paper introduces the Medium Access Control(MAC) procedure in brief, and proposes a scheme to realize the management of Resource Unit in the TD-SCDMA system, and gives the main MSC of the scheme . Key Words TD-SCDMA; GPRS Radio Resource; Interrupt Service Route; Medium Access Control ; Resource Unit0 引言TD-SCDMA 第三代移动通信标准是我国第一个被 ITU 采纳的国际通信标准。我国提出的 TD-SCDMA 标准比 W-CDMA 及 CDMA2000 标准更有技术的优势：TD-SCDMA 可以很好地支持不对称业务，它拥有良好的技术兼容性，干扰小、容量大，占用频率小，能和现有的 GSM 系统并行运行，实现从 2G 到 3G 的平滑过渡。MAC 层对于实现这种高速移动通信起着十分关键的作用。本文介绍了 MAC 层在协议分层结构中的位置，分析了 MAC 需要完成的功能，并提出了在 TD_SCDMA 系统终端中的实现方案。1 MAC 层的接口关系按照 3GPP 规范规定，L2 层分为四个子层：媒体接入控制（MAC） 、无线链路控制（RLC） 、分组数据汇聚协议（PDCP）和广播/ 多播控制（BMC ） 。如图 1 所示。MAC（Medium Access Control）子层位于数据链路层 L2 的最低层，向下直接与 L1 层相连，MAC 层邻近上层是 L2 层的 RLC 层。对 MAC 层的控制主要来源于 L3 层的RRC（Radio Resource Control）层，因此与 RRC 层也有直接联系，这些控制都是通过原语实现的。RRC 对 MAC 的控制包括公用和专用两种，既可以配置小区，也可以配置用户设备 UE(User Equipment)。2 MAC 子层的功能在电路模式下，MAC 子层的功能由 HL1 完成，因此在协议层中不存在 MAC 层。在数据模式下，为了适应数据业务的需要，在 L2 层中增加了 MAC 子层。根据 3GPP的规范，MAC 子层又有两种工作模式：分组空闲模式和分组传输模式。在每一种工作模式下，MAC 将完成不同的功能。在分组空闲模式下，UE 将监视相应的寻呼子信道，把 GRR 传送的测量信息配置到物理层，由物理层进行周期性的测量。MAC 对接收到的测量结果进行处理，并传送给 GRR。MAC 还将接收来自 GRR 的配置请求，配置完毕后，MAC 将进入分组传输模式，等待来自上层的数据请求或来自物理层的无线块。在分组传输模式下，MAC 层主要完成对等层信息（即 MAC 标头）的处理、资源单元的管理和 RLC 数据的传输等。分组传输模式的 MAC 如果接收到来自 GRR 释放所有资源的请求时，MAC 将释放所有的资源，然后返回 NULL 状态。3 MAC 子层实现方案3.1 媒体接入控制（MAC ）子层的内部结构下面的图 2 给出了一个 MAC 层的逻辑结构。为了便于界定 MAC 的功能，我们将MAC 子层按照实现的功能化为三个逻辑实体MAC-b、MAC-c/sh 和 MAC-d。MAC 层与RLC 层之间的通信使用逻辑信道，与物理层之间使用传输信道。在 MAC 控制业务接入点上（接 GRR） ，MAC 层接收上层的控制信息，并通过该业务接入点向上层报告测量结果和错误指示等。图 1 MAC 层的外部接口关系Fig.1 The External Interface Relation of MACMAC-b 用来处理广播信道（BCH）上传输的信息。MAC-b 实体主要完成逻辑信道广播控制信道（BCCH）和传输信道广播信道（BCH）之间的映射功能。 MAC-c/sh 用来处理公共信道和共享信道上传输的信息。MAC-c/sh 实体主要完成逻辑信道与公共传输信道和共享传输信道之间的映射。MAC-d 用来处理专用信道（DCH）上传输的信息。MAC-d实体主要完成逻辑信道 DCCH/DTCH 和传输信道 DCH 之间的映射。3.2 在 TD-SCDMA 系统中 MAC 层实现方案为了便于实现 MAC 功能，我们将 MAC 层按照处理的功能不同分为数据处理部分和控制处理部分来实现，如图 3 所示。对于数据处理部分，按照方向，我们又分为上行处理部分和下行处理部分。上行处理部分主要完成从逻辑信道到传输信道的映射；下行处理部分主要完成从传输信道到逻辑信道的映射。对于控制处理部分，主要完成 MAC 头的处理、资源单元的管理和 RLC 数据的传输等。图 3 MAC 功能的处理模块Fig.3 The Handle Module of MAC Function图 2 MAC 层逻辑结构Fig.2 The Logical Structure of MAC Sublayer（1） MAC 标头的处理作为一个协议层，MAC 的最重要功能就是处理对等层实体的信息。在下行方向，MAC 负责解释、执行和从接收数据块中去掉对等层实体发来的 MAC 标头。而作为发送方（上行） ，MAC 将为从 RLC 层收到的数据块加上标头。（2） 资源单元的管理资源单元的管理包括资源单元的配置和释放、信令 RU 的管理以及信道模式和编码方案的管理。其中，最重要的是资源的配置和释放以及信令 RU 的管理，这是 MAC 子层要完成的最重要的功能。对于资源配置，MAC 将记录相关资源单元 RU 的相关信息。如果配置中包含了开始时间，且还没有到达，则 MAC 将对其进行相关处理。 如果是全局配置，则 MAC 将清除所有资源单元 RU(Resource Unit)的相关属性，重新选择上行信令 RU。 如果是增加资源配置，且是新增的 RU，则 MAC 将记录 RU 的参数及相关属性；如果在增加的 RU 中包含了正在使用的 RU，则 MAC 将认为是重配，无需对该RU 的参数和属性进行修改。对于资源释放，MAC 将清除或修改相关 RU 的相关信息。如果释放中包含了结束时间，且还没有到达，则 MAC 将对其进行相关处理。如果收到了多个资源释放消息，则按最近接收的消息进行处理。无论是配置还是释放，都要检查 P-PDPCH 信道是否配对。对于信令的处理，在下行下行方向上，MAC 将接收所有可以接收的 RU 上无线块。因此，对于信令 RU 没有特别的处理。对于上行，MAC 将选择一个合适的信令 RU。如果仅是 P-PDPCH 或 S-PDPCH 信道，且是初始配置或全局配置，则选择最低编号的上行信道作为信令信道。如果是增加配置，则维持原来的信令 RU。如果既有 P-PDPCH 信道又有 S-PDPCH 信道，则选择 P-PDPCH 信道上最低编号的 RU 作为信令 RU。此外，MAC 还将指示在 TBF（Temp Block Flow）程中的媒体接入方法，以及信道模式和编码类型的选择等等。（3） RLC 数据的传输如果当前在终端和网络之间没有激活的 P-PDPCH，则网络将通过立即指派消息指派一个 P 信道建立一个连接通道。在终端和网络之间建立一个连接通道之后，就可以开始数据的传输了。在上行方向，MAC 层接收从 RLC 层来的数据并在指配的资源上发送出去（其中有些资源可能是动态指配的） 。在下行方向，MAC 负责在指配的资源上接收数据或控制信息。4 在 TD-SCDMA 系统中 MAC 层的主要流程图 4 简要描述了从第一个信道配置原语的接收（MAC 进入传输状态） ，经过分组接入，直到 RLC 能够进行数据发送/ 接收的正常流程。5 结束语在 TD-SCDMA 系统设计实现中，我们将原来合在一起的 MAC/RLC 按照其功能区分开来分别实现，这样有助于充分发挥 MAC 层对资源单元的管理作用。该实现方案将资源单元的管理具体到了每一个比特单元，在 TD-SCDMA 系统终端中较好地实现了对资源单元的管理和配置。