通信标准参考性技术文件（imt-ds fdd(wcdma)系统无线接口层2技术规范：媒质接入控制（mac）协议）

'IMT-DSFDD(WCDMA)系统无线接口层2技术规范：媒质接入控制（MAC）协议IMT-DSFDD(WCDMA)系统无线接口层2技术规范：媒质接入控制（MAC）协议IMT-DSFDD(WCDMA)SystemRadioInterfaceLayer2TechnicalSpecification:MediaAccessControl(MAC)Protocol20XX-XX-XX发布20XX-XX-XX实施中华人民共和国信息产业部科学技术司印发IV 目次前言IV1范围22引用标准23定义和缩略语23.1定义23.2缩略语24概述34.1目的34.2MAC结构34.2.1MAC实体34.2.2MAC-b34.2.3与业务相关的结构-UE侧44.2.3.1MAC-c/sh实体–UE侧54.2.3.2MAC-d实体–UE侧64.2.4与业务有关的结构–UTRAN侧74.2.4.1MAC-c/sh功能实体–UTRAN侧84.2.4.2MAC-d实体–UTRAN侧94.3信道结构104.3.1传输信道104.3.2逻辑信道114.3.2.1逻辑信道结构114.3.2.2控制信道114.3.2.3业务信道124.3.3逻辑信道和传输信道之间的映射125提供给上层的服务125.1提供给上层的服务的描述126功能126.1MAC功能描述12AC功能/传输信道和UE之间的关系136.2.1MAC功能和传输信道之间的关系136.2.2对应传输信道的UE侧MAC功能和传输信道的关系137期望从物理层获得的服务148层与层之间间通信的元素148.1层1和层2间的原语14IV 8.2MAC和RLC之间的原语148.2.1原语148.2.2参数158.3MAC和RRC之间的原语158.3.1原语158.3.2参数169对等层通信的元素179.1协议数据单元179.1.1概述179.1.2MAC数据PDU179.2格式与参数189.2.1MAC数据PDU:MAC头标志的参数189.2.1.1用于DTCH和DCCH的MAC头199.2.1.2用于BCCH的MAC头209.2.1.3用于PCCH的MAC头209.2.1.4用于CCCH的MAC头209.2.1.5用于CTCH的MAC头209.2.1.6用于SHCCH的MAC头2010未知的、不可预见的及错误协议数据的处理2111基本过程2111.1动态无线接入承载控制的业务量测量2111.2RACH发送控制2311.2.1接入业务类的选择2311.2.2RACH的传输控制2311.3CPCH传输的控制2511.4UE侧传输格式组合(TFC)的选择29IV 前言本通信标准参考性技术文件主要描述了采用IMT-DSFDD技术时用户设备与无线接入网之间的媒体接入控制协议。本文基于3GPP制订的Release-99(2000年9月份版本)技术规范，具体对应于TS25.321V3.5.0。本参考性技术文件由信息产业部电信研究院提出。本参考性技术文件由信息产业部电信研究院归口。本参考性技术文件起草单位：信息产业部电信传输研究所上海贝尔公司IV 通信标准参考性技术文件IMT-DSFDD(WCDMA)系统无线接口层2技术规范：媒质接入控制（MAC）协议IMT-DSFDD(WCDMA)SystemRadioInterfaceLayer2TechnicalSpecification:MediaAccessControl(MAC)Protocol1范围本参考性技术文件所描述的是FDDWCDMA的MAC协议规范。主要包括:nMAC结构；nMAC实体；n信道结构；n向上层提供的服务；nMAC功能；n期望从物理层得到的服务；n包括MAC和RLC间原语的层与层通信的元素；n对等层通信的元素；n协议数据单元、格式和参数；n基本过程。2引用标准下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。[1]3GPPTR 21.905:"3GPP规范的词汇”[2]3GPPTS 25.301:"无线接口协议结构".[3]3GPPTS 25.302:"物理层提供的业务".[4]3GPPTS 25.303:"连接模式下层间过程".[5]3GPPTS 25.304:"空闲模式下UE侧的过程和连接模式下小区重选的过程”[6]3GPPTS 25.322:"RLC协议规范".[7]3GPPTS 25.331:"RRC协议规范".[8]3GPPTS 25.921:"协议描述和错误处理的方针和原则".[9]3GPPTR 25.990:"UTRAN词汇".[10]3GPPTS33.102:"安全结构".[11]3GPPTS 25.425:"UTRANIur接口用于公共传送信道数据流的用户平面协议".3定义和缩略语3.1定义参见引用标准[9]。30 3.2缩略语本规范所用缩略语如下:ASCAccessServiceClass接入业务等级BCCHBroadcastControlChannel广播控制信道BCHBroadcastChannel广播信道C-Control控制-CCCHCommonControlChannel公共控制信道DCCHDedicatedControlChannel专用控制信道DCHDedicatedControlChannel专用信道DLDownlink下行链路DSCHDownlinkSharedChannel下行链路共享信道DTCHDedicatdTrafficChannel专用业务信道FACHForwardLinkAccessChannel前向链路接入信道FAUSCHFastUplinkSignallingChannel快速上行链路信令信道L1Layer1(physicallayer)层1(物理层)L2Layer2(datalinklayer)层2(数据链路层)L3Layer3(networklayer)层3(网络层)MACMediaAccessControl媒质接入控制PCCHPagingControlChannel寻呼控制信道PCHPagingChannel寻呼信道PDUProtocolDataUnit协议数据单元PHYPhysicallayer物理层PhyCHPhysicalChannels物理信道RACHRandomAccessChannel随机接入信道RLCRadioLinkControl无线链路控制RNCRadioNetworkController无线网络控制器RNSRadioNetworkSubsystem无线网络子系统RNTIRadioNetworkTemporaryIdentity无线网络临时识别RRCRadioResourceControl无线资源控制SAPServiceAccessPoint业务接入点SDUServiceDataUnit业务数据单元SHCCHSharedChannelControlChannel共享信道控制信道SRNCServingRadioNetworkController服务RNCSRNSSerbingRadioNetworkSubsystem服务RNSTFCITransportFormatCombinationIndicator传输格式组合指示TFITransportFormatIndicator传输格式指示U-User-用户-UEUserEquipment用户设备ULUplink上行链路UMTSUniversalMobileTelecommunicationsSystem通用移动通信系统USCHUplinkSharedChannel上行链路共享信道UTRAUMTSTerrestrialRadioAccessUMTS陆地无线接入UTRANUMTSTerrestrialRadioAccessNetworkUMTS陆地无线接入网30 4概述4.1目的描述MAC的结构以及对应不同功能的不同的MAC实体。4.2MAC结构本节中的描述只是一种模型，并不规定或限制具体的实现。根据RRC功能，通常RRC控制MAC的内部配置。4.2.1MAC实体描述MAC结构的图是由MAC实体组成的。实体的名称如下：lMAC-b实体，负责处理以下传送信道：－广播信道（BCH）lMAC-c/sh实体，负责处理以下传送信道：--寻呼信道（PCH）--前向接入信道（FACH）--随机接入信道（RACH）--公共分组信道（ULCPCH）--下行链路共享信道（DSCH）lMAC-d实体，负责处理下列传送信道：--专用传送信道（DCH）注：当UE通过它支持的承载分配到了独占使用的资源时，MAC-d实体在承载间动态地共享资源并负责在每个传输时间间隔内选择所使用的TFI/TFCI。4.2.2MAC-b下图表明了在UE中和UTRAN的每个小区中MAC-b实体的连通性。MAC-b表示广播信道（BCH）的控制实体。在每个UE中有一个MAC-b实体，在UTRAN的每个小区中有一个MAC实体。MAC控制SAP是用来向MAC-b传送控制信息的。MAC-b实体位于Node-B。30 图4.2.2.1:UE侧和UTRAN侧结构4.2.3与业务相关的结构-UE侧图2所示为MAC实体的连通性。MAC-c/sh控制接入公共传送信道。MAC-d控制接入专用传送信道。如果专用类型的逻辑信道映射到公共信道上，则MAC-d通过图中所示的功能实体间的连接将数据传送给MAC-c/sh。逻辑信道到传送信道的映射取决于复用，复用是由RRC配置的。MAC控制SAP是用来将控制信息传送给每个MAC实体。图4.2.3.1：UE侧的MAC体系结构30 4.2.3.1MAC-c/sh实体–UE侧图4.2.3.1.1所示为UE侧MAC-c/sh实体。其功能如下：lTCTFMUX：该功能表示MAC报头中的TCTF字段的处理（在上行链路信道中插入，在下行链路信道中去除。），以及逻辑信和传送信道之间的映射。TCTF字段指明公共逻辑信道的类型，或是否使用了专用逻辑信道。l加上/读取UEId：--对于CPCH和RACH传输，加上UEId；--当UEId出现时，表明数据传送给该用户。lUL：TF选择：--在上行链路上，存在传送格式选择的可能性。在用CPCH传输时，传输格式的选择基于CSICH信道上的状态信息决定的传输格式的有效性。lASC选择：--对RACH，MAC向物理层指明与PDU相关的ASC。对CPCH，MAC可以向物理层指明与PDU相关的ASC。这是为了确保与给定的接入业务等级（ASC）相关的RACH和CPCH消息在适当的信号和时隙中发送。MAC还可应用与所给定的ASC相关的适当的退后参数（back-off）。l调度/优先级处理：--是用来依据逻辑信道的优先级在RACH和CPCH上传送从MAC-d上接收到的信息。该功能与TF选择有关。l传输格式组合的选择：--执行依据RRC配置的传送格式组合集（或传输格式组合子集）的传送格式和传送格式组合选择。用于区别传输信道的优先级。RLC向MAC提供RLC-PDUs，它们分别被映射到传输信道上可用的传输块中。在每个UE中有一个MAC-c/sh。30 图4.2.3.1.1:UE侧MAC结构/MAC-c/sh细节4.2.3.2MAC-d实体–UE侧图4.2.3.2.1示出了UE侧MAC-d实体。其功能如下：l信道切换：--基于RRC的决定，该实体执行动态传输信道类型的切换。通常与无线资源改变有关。lC/TMUX：--当几个专用逻辑信道复用为一个传送信道时，使用C/TMUX。包含一明确的逻辑信道标识。l加密：--透明模式数据的加密在MAC-d中完成。有关加密的细节可以参见[10]。l解密：--加密的透明模式数据的解密在MAC-d中完成。lULTFC选择：--执行根据RRC配置的传送格式组合集（或传送格式组合子集）的传送格式和传送格式组合集的选择。lFAUSCH处理：--该功能处理FAUCH传送信道。细节留待以后研究。MAC-d实体负责将上行链路的专用逻辑信道映射到专用传输信道上或将要通过公共信道传送的数据传送给MAC-c/sh。一个专用逻辑信道可以被同时映射到DCH和DSCH上。30 MAC-d实体与MAC-c/sh之间存在着连接。在上行链路上，通过该连接，将数据传送给MAC-c/sh以便在由MAC-c/sh处理的传输信道上传送数据，在下行链路上，通过该连接接收来自由MAC-c/sh处理的传输信道上的数据。UE中有一个MAC-d实体。图4.2.3.2.1:UE侧MAC结构/MAC-d细节4.2.4与业务有关的结构–UTRAN侧图4.2.4.1示出了UTRAN侧MAC实体之间的连通性。其与UE侧相似，区别为对应每一个UE，UTRAN的每个小区中有一个MAC-d同时与特定小区相关的每个UE（MAC-d）可以与该小区的MAC-c/sh实体相关联。MAC-c/sh位于控制RNC内而MAC-d位于服务RNC中。MAC控制SAP是用来向属于一UE的每个MAC实体传送控制信息的。30 图4.2.4.1：UTRAN侧MAC结构4.2.4.1MAC-c/sh功能实体–UTRAN侧图4.2.4.1.1所示为UTRAN侧MAC-c/sh实体。其功能如下：l调度/优先级处理--根据优先权的高低来管理UE间及数据流间的FACH和DSCH资源。lTCTFMUX：--该功能表示MAC头中的TCTF字段的处理（在下行链路信道中插入，在上行链路信道中去除），以及逻辑和传送信道之间的映射。TCTF字段指明公共逻辑信道的类型，或是否使用专用逻辑信道。lUEId：--对专用的逻辑信道，MAC头中的UEId字段用于区分UE。lTFC选择：--在下行链路上，对FACH、PCH和DSCH要进行传送格式组合选择。l下行码分配：--用来指示DSCH上使用的编码。向MAC-d提供流量控制。RLC向MAC提供RLC-PDUs，它们分别被映射到传输信道上可用的传输块中。UTRAN的每个小区中有一个MAC-c/sh。30 图4.2.4.1.1:UTRAN侧MAC结构/MAC-c/sh细节4.2.4.2MAC-d实体–UTRAN侧图4.2.4.2.1示出了UTRAN侧MAC-d实体。其功能如下：l切换：--基于RRC的决定，执行动态传输信道类型的切换。lC/TMUX：--当几个专用逻辑信道复用为一个传输信道时，使用C/TMUX。l优先级设置：--该功能负责对从DCCH和DTCH上接收到的数据进行优先级设置。l加密：--透明模式数据加密在MAC-d中完成。有关加密的细节见[10]。l解密：--加密的透明模式数据的解密在MAC-d中完成。细节见[10]。lDL调度/优先级处理--在下行链路上，在RRC指定的TFCS允许的传输格式组合中进行传输信道的调度/优先级处理。l流量控制--到MAC-c/sh方向有一个流量控制功能，用于限制在MAC-d和MAC-c/sh间的缓存。此功能是为了限制层2的信令延时以及在FACH和DSCH拥塞时减少丢弃和重发的数据。在Iur接口中对此进行了规定。30 lFAUSCH控制：--FAUSCH处理指示MAC-d支持FAUSCH的功能，细节留作后续研究。使用公共信道的MAC-d连接到处理公共信道调度的MAC-c/sh上并向MAC-c/sh指明DL（FACH）的优先级，由MAC-c/sh为UE指配公共信道。使用下行链路共享信道的MAC-d实体连接到MAC-c/sh实体并向MAC-c/sh指明每个PDU的优先级，由MAC-c/sh为UE指配公共信道。。MAC-d实体负责将专用逻辑信道映射到可用的专用传输信道上，或将从DCCH或DTCH上接收的数据转送给MAC-c/sh。一条专用逻辑信道可以同时映射到DCH和DSCH上。应用于DCH和DSCH上的调度机制不同。在UTRAN中对每个服务的UE有一个MAC-d实体。图4.2.4.2.1:UTRAN侧的MAC结构/MAC-d的细节4.3信道结构信道上MAC的操作定义如下：传输信道介于MAC和层1之间，逻辑信道介于MAC和RLC之间。下列小节所给出的只是一个概述，标准化的描述分别见[2]和[3]。4.3.1传输信道公共传输信道类型为：l随机接入信道（RACH）l前向接入信道（FACH）30 l下行链路共享信道（DSCH）l公共分组信道（CPCH）l广播信道（BCH）l寻呼信道（PCH）专用传输信道类型为：l专用信道（DCH）l快速上行信令信道（FAUSCH）4.3.2逻辑信道MAC层在逻辑信道上提供数据传送业务。对于由MAC提供的不同的数据传送业务定义了一整套逻辑信道类型。每个逻辑信道类型由其所传送的信息类型所定义。4.3.2.1逻辑信道结构逻辑信道类型配置见图4.3.2.1：图4.3.2.1:逻辑信道结构4.3.2.2控制信道以下控制信道只用于控制平面信息的传送:l广播控制信道(BCCH)l寻呼控制信道(PCCH)l公共控制信道(CCCH)l专用控制信道(DCCH)l共享信道控制信道（SHCCH）4.3.2.3业务信道以下业务信道只用于用户平面信息的传送:30 l专用业务信道(DTCH)l公共业务信道(CTCH)4.3.3逻辑信道和传输信道之间的映射逻辑信道和传输信道之间存在下列的映射关系：-BCCH映射到BCH上，也可以映射到FACH上；-PCCH映射到PCH上；-CCCH映射到RACH和FACH上；-DCCH和DTCH可以映射到RACH和FACH，或CPCH和FACH，或RACH和DSCH，或一个DCH上，USCH,DCCH可以映射到FAUSCH上；-CTCH映射到FACH；-SHCCH映射到RACH，FACH和DSCH上。5提供给上层的服务本节描述了MAC向上层提供的各种服务，详细的描述见[2]。5.1提供给上层的服务的描述提供给上层的服务为：l数据传送：这项服务提供对等MAC实体间MACSDU的无确认传送，数据不分段。l无线资源和MAC参数的重新分配：当收到RRC关于无线资源和MAC参数的改变要求时，执行这项业务。l测量的报告：向RRC报告本地的测量结果6功能6.1MAC功能描述MAC的功能如下：l逻辑信道和传输信道之间的映射。l根据瞬时源速率为每个传输信道选择适当的传送格式。lUE数据流之间的优先级处理。lUE之间采用动态调度方法的优先级处理。lDSCH和FACH上几个用户的数据流之间的优先级处理。l公共传送信道上UE的标识。l将高层PDU复用为通过公共传输信道传送给物理层的传送块，并将通过公共传输信道来自物理层的传送块接解复用为高层PDU。l将高层PDU复用为通过专用传输信道传送给物理层的传送块，并将通过专用传输信道来自物理层的传送块解复用为高层PDU。l业务量监视。l动态传输信道类型切换。l透明RLC模式的数据加密lRACH传输和CPCH传输的接入业务等级选择30 AC功能/传输信道和UE之间的关系6.2.1MAC功能和传输信道之间的关系表6.2.1.1对应于传输信道的UTRANMAC功能相关的MAC功能逻辑信道传输信道TF选择用户之间的优先级处理优先级处理（一用户）调度UE的标识公共传输信道上的复用/解复用专用传输信道上的复用/解复用动态传输信道切换上行链路(Rx)CCCHRACHXDCCHRACHXXDCCHCPCHXXXDCCHDCHXDTCHRACHXXDTCHCPCHXXXDTCHDCHXSHCCHRACHXXSHCCHUSCHXXDTCHUSCHXXXDCCHUSCHXXXDownlink(Tx)BCCHBCHXBCCHFACHXXXPCCHPCHXXCCCHFACHXXXXCTCHFACHXXXDCCHFACHXXXXXDCCHDSCHXXXDCCHDCHXXXDTCHFACHXXXXXXDTCHDSCHXXXXDTCHDCHXXXXSHCCHFACHXXXXSHCCHDSCHXXXX6.2.2对应传输信道的UE侧MAC功能和传输信道的关系表6.2.2.1对应于传输信道的UEMAC功能30 功能逻辑信道传输信道TF选择一个用户的数据优先级处理标识公共传输信道上的复用/解复用专用传输信道上的复用/解复用动态传输信道类型切换上行链路(Tx)CCCHRACHXDCCHRACHXXXXDCCHCPCHXXXXXDCCHDCHXXXDTCHRACHXXXXXDTCHCPCHXXXXXDTCHDCHXXXXSHCCHRACHXSHCCHUSCHXXXXDCCHUSCHXXXXDTCHUSCHXXXX下行链路(Rx)BCCHBCHBCCHFACHXPCCHPCHCCCHFACHXCTCHFACHXDCCHFACHXXDCCHDSCHXDCCHDCHXDTCHFACHXXDTCHDSCHXDTCHDCHXSHCCHFACHXSHCCHDSCHX7期望从物理层获得的服务物理层向MAC提供信息传送业务，详见[3]。8层与层之间间通信的元素MAC层和其它层之间的交互是用原语来描述的，在这里原语表示MAC层和其它层之间的信息和控制的逻辑交换。原语不规定或限制具体实现。MAC和层1、RLC、RRC相连。下面的小节描述这些层间的原语。8.1层1和层2间的原语原语的描述见[3]8.2MAC和RLC之间的原语8.2.1原语MAC和RLC之间的原语见表8.2.1.1:表8.2.1.1MAC层和RLC层之间的原语30 通用名类型参数请求指示应答证实MAC-DATAXX数据,传送的RLCPDU的数目,BO,UE-ID类型标识符,TD(注)MAC-STATUSXXNo_PDU,PDU_SizeNOTE:只对TDD.MAC-DATA-Req/IndlMAC-DATA-Req原语是用来请求通过信息传送服务过程来发送上层PDU。lMAC-DATA-Ind原语表明通过信息传送服务的方式在一个传输时间间隔中接收到了的上层PDU。MAC-STATUS-Ind/ResplMAC-STATUS-Ind原语向RLC指明每条逻辑信道可以什么速率向MAC传送数据。原语的参数是在每个传送时间间隔内可以传送的PDU的数目和PDU的大小。为了在具有长传输时间间隔的传输信道上提供优化的TFC选择，MAC可以使用该原语指明其所期望的目标逻辑信道当前的缓存器占用情况。lMAC-STATUS-Resp使得RLC可以对MAC-STATUS-Ind进行证实。RLC可以利用这一原语向MAC说明其没有数据发送或其处于悬挂状态或当前缓存器占用情况。8.2.2参数a）数据数据包括要传送的RLC层消息（RLC-PDU），或MAC子层已接收到的RLC层消息。b）传送的RLC-PDU的数目（只用于指示）指明基于TF1值，在传输时间间隔内所传送的RLCPDU的数目。c）缓存器占用（BO）参数BO指明当前在RLC层排队等待传送（或重传）的数据量。d）PDU数目（No_PDU）指明在一个传送时间间隔内允许RLC向MAC发送的PDU的数目。e）PDU大小（PDU_SIZE）指明在一个传送时间间隔内可向MAC发送的PDU的大小。f）UE-ID类型标识符当一个DCCH映射到一个公共传输信道上（即FACH或RACH）时，指示MAC需包含的UE-ID类型。8.3MAC和RRC之间的原语8.3.1原语MAC和RRC之间的原语见表8.3.1.1:表8.3.1.1MAC和RRC之间的原语30 名称类型参数请求指示响应确认CMAC-CONFIGXUE信息元素RAB信息元素TrCH信息元素RACH传输控制单元加密元素CPCH传输控制元素CMAC-MEASUREMENTXX测量信息元素(用于请求),测量结果(用于指示)CMAC-STATUSXStatusinfo.CMAC-CONFIG-ReqlCMAC-CONFIG-Req是用来请求建立、释放和配置一条逻辑信道，例如，RNTI分配、逻辑信道和传输信道之间切换连接、TFCS更新或安排逻辑信道的优先级。CMAC-MEASUREMENT-Req/IndlCMAC-MEASUREMENT-Req/Ind是由RRC用来向MAC请求执行测量，例如业务量测量。lCMAC-MEASUREMENT-Ind用来向RRC报告测量结果。CMAC-STATUS-Ind*CMAC-STATUS-Ind用来向RRC报告状态信息。8.3.2参数有关UE、RB和TrCH信息元素的细节描述参见[7]。a）UE信息单元S-RNTISRNC标识C-RNTI激活时间b）RB信息元素RB复用信息（传输信道标识、逻辑信道标识、MAC逻辑信道优先级）c）TrCH信息单元传送格式组合集d）测量信息元素-模式（周期、目标事件或二者）-Thu-THl（可选项）-测量量标识-报告间隔e）测量结果-模式-报告量-事件类型（4a或4b）f）状态信息30 到达的前缀爬坡循环的最大数d）RACH传输控制元素ASC参数集(PRACH分区标识,持续值)前缀进阶循环的最大值Mmax两个前缀爬坡循环之间最小和最大时间单元数:NBO1min和NBO1maxh）加密元素加密模式加密键加密序列号I）CPCH传输控制元素CPCH持续值，每个传输信道的P前缀爬坡循环的最大数N_access_failsNF_max(每个传送格式CPCH发送的最大帧数)N_EOT(CPCH传输释放的EOT数)退后（backoff）控制定时参数传送格式集初始优先级延时信道调度激活标识9对等层通信的元素9.1协议数据单元9.1.1概述MACPDU是一个比特串，其长度不一定是8比特的倍数。比特串用表格的形式表示，第一个比特位于表格第一行的最左边，最后一个比特位于表格最后一行的最右边，通常以行的顺序从左到右读取该比特串。依据所提供的业务，MACPDU可以是一个非零的或长度为8比特的整数倍的比特串。一个MACPDU中包含一个SDU。在UE侧上行链路中，将在一个TTI内传送给物理层的所有MACPDU定义为传输块集（TBS）。TBS由一个或几个传输块组成，每个传输块包含一个MACPDU。这些传输块将以RLC传送的顺序发送。当从不同的逻辑信道来的RLCPDU在MAC中完成复用，来自同样的逻辑信道的所有的传输块的顺序将和从RLC发送来的序列的顺序一样。在一个TBS中，逻辑信道的顺序是由MAC协议设置的。9.1.2MAC数据PDUMACPDU由可选的MAC头和MAC业务数据单元（MACSDU）组成，见图9.1.2.1。MAC头和MACSDU都是可变长度的。MAC头的内容和长度与逻辑信道的类型有关，且在某些情况下在MAC头中不需要任何参数。MAC-SDU的长度与RLC-PDU的大小有关，RLC-PDU的大小是在建立程序中定义的。30 图9.1.2.1:MAC数据PDU9.2格式与参数注：在本节中，标记为"保留"的MAC头标志字段编码被禁用。9.2.1MAC数据PDU:MAC头标志的参数以下是MAC头中字段的定义：l目标信道类型字段（TCTF）TCTF字段是一种标志，它提供在FACH和RACH传送信道上逻辑信道级别标识，即其是否承载BCCH、CCCH、CTCH、SHCCH或专用逻辑信道信息。对FDD，TCTF字段的大小和编码示于表9.2.1.2和9.2.1.4。FACH的TCTF字段的大小取决于最高两位比特的值,可以是2或8比特。表9.2.1.2:FACH上TCTF的编码TCTF标示00BCCH01000000CCCH01000001-01111111保留(用此编码的PDU被本协议版本抛弃)10000000CTCH10000001-10111111保留(用此编码的PDU被本协议版本抛弃)11在FACH上的DCCH或DTCH表9.2.1.4:RACH上TCTF的编码TCTF标示00CCCH01在RACH上的DCCH或DTCH10-11保留(用此编码的PDU被本协议版本抛弃)lC/T字段当多个逻辑信道被承载在相同的传送信道上时，C/T字段提供逻辑信道情况的标识。C/T字段还用来在利用专用传送信道和FACH及RACH进行用户数据传输时，提供逻辑信道类型的标识。对公共传送信道和专用传送信道C/T字段的大小均为4比特。表9.2.1.5a表示了4比特的C/T字段。30 表9.2.1.5a:C/T字段的结构C/T字段标示0000逻辑信道10001逻辑信道2......1110逻辑信道151111保留(用此编码的PDU被本协议版本抛弃)lUE-IdUE-Id字段提供公共传输信道上的UE标识符。下面定义MAC上用到的UE-Id类型:UTRAN无线网络临时标识(U-RNTI)可以被用在DCCH的MAC报头中，当DCCH被映射到公共传输信道上时。小区无线网络临时标识（C-RNTI）用在DTCH、FDD模式下DSCH上，并可用在DCCH上，当上述信道被映射到公共传送信道上时。MAC所用的UE-id是通过MAC控制SAP进行配置的。MAC报头中UE-id字段的长度见表9.2.1.6。表9.2.1.6UEId字段的长度UEId类型UEId字段U-RNTI32bitsC-RNTI16bitslUE-Id类型UE-Id字段内的UE-Id类型子字段是必须的，以确保MAC报头中UE-Id字段正确解码。UE-Id类型子字段定义：表9.2.1.7UE-Id类型字段定义UE-Id类型子字段UE-Id类型00U-RNTI01C-RNTI10未来使用11未来使用9.2.1.1用于DTCH和DCCH的MAC头a)DTCH或DCCH映射到DCH，MAC上没有专用信道的复用：--不需要MAC头。b)DTCH或DCCH映射到DCH，MAC上具有专用信道复用：--MAC头中包括C/T字段。c)DTCH或DCCH映射到RACH/FACH--MAC头中包含TCTF字段和UE-Id字段。d）TCH或DCCH映射到DSCH或USCH：--在MAC头中包含UE-Id类型和UE-Id。如果在MAC上应用了复用，则包括C/T字段。e）DTCH或DCCH映射到DSCH或USCH，此时DSCH或USCH是仅有的逻辑信道：--MAC头中包含UE-Id类型和UE-Id。如果在MAC上应用了复用，则包括C/T字段。f）DTCH或DCCH映射到CPCH：30 --在MAC头中包含UE-Id类型和UE-Id。如果在MAC上应用了复用，则包括C/T字段。图9.2.1.1.1用于DTCH和DCCH的MAC数据PDU9.2.1.2用于BCCH的MAC头a）BCCH映射到BCH：--不需要MAC头。b）BCCH映射到FACH：--MAC头包含TCTF字段。图9.2.1.2.1用于BCCH的MAC数据PDU格式9.2.1.3用于PCCH的MAC头对于PCCH没有MAC头。9.2.1.4用于CCCH的MAC头a）CCCH映射到RACH/FACH：MAC头中包含TCTF字段。图9.2.1.4.1用于CCCH的MAC数据PDU格式9.2.1.5用于CTCH的MAC头用于CTCH的MAC头中包含TCTF字段，见图9.2.1.5.1。图9.2.1.5.1用于CTCH的MAC数据PDU格式30 9.2.1.6用于SHCCH的MAC头用于SHCCH的MAC头示于图9.2.1.6.1。a）SHCCH映射到RACH和USCH/FACH和DSCH：--必须包括TCTF。B）SHCCH映射到RACH和USCH/FACH和DSCH，这里SHCCH是唯一的信道：图9.2.1.6.1:用于SHCCH的MAC数据PDU格式10未知的、不可预见的及错误协议数据的处理未知的、不可预见的及错误协议数据的处理的基本的要求在[8]中描述。11基本过程11.1动态无线接入承载控制的业务量测量基于MAC所报告的业务量测量，RRC执行动态无线接入承载控制。业务量信息的收集和测量在MAC层中进行并由MAC层将结果报告给RRC层。MAC层中的业务量监视程序示于图11.1.1，MAC接收RLCPDU和RLC传输缓存器的信息。每个TTI，MAC将把对应于一个传送信道的数据量与RRC设置的阈值进行比较。如果，值超出范围，MAC向RRC报告业务量状态的测量结果。因此，RRC可以获悉每个传送信道的业务量状态，据此，RRC可以采取适当的行动进行新的无线接入承载配置。RRC利用原语CMAC-Measure-REQ向MAC请求测量报告。CMAC-Measure-REQ包括下列参数：测量信息单元-模式指明报告是周期性的还是通过事件触发。-Thu(如果EventID=4a,报告阈值为上限阈值)每个传送信道的上限值，在事件触发模式下应用。-THl（如果EventID=4b,报告阈值为下限阈值.）每个传送信道的下限值，在事件触发模式下应用。-测量量标识符指明将向RRC层报告什么。对每个无线接入承载（RB），缓存器占用（强制项）、变化量（可选项）、及平均值（可选项）。-报告间隔指明报告间隔，在周期性模式下应用。MAC用原语MAC-Data-REQ来接收RLCPDU，MAC-Data-REQ包括下列参数：-数据（RLCPDU）-缓存器占用参数缓存器占用（BO）指明当前排队等待传输（或重传）的数据量。30 MAC用原语CMAC-Measurement-REQ接收测量信息单元，CMAC-Measurement-REQ所包括的参数为针对每个信道的模式、报告间隔和针对每个传送信道的THl和Thu。MAC无论何时从不同的RLC实体接收RLCPDU，其都将得到RLC通知，获悉在RLC传输缓存器中排队的数据量。如果是事件触发模式，MAC将要在传送信道上传送的数据量与通过RRC的传送的THl、THu的阈值进行比较。在测量值超出范围的情况下，MAC向RRC报告比较结果情况和每个RB的状况。另外，如果是周期性模式，MAC将周期性地向RRC报告测量结果。针对每个RB，测量结果可能包含平均值和变化值以及数据量。测量结果如下：-模式周期性或事件触发-报告量对于每个RB，缓存器占用（强制项）、变化量（可选项）、及平均值（可选项）-事件类型对每个传送信道指明过载或下溢，在事件触发模式下应用。30 图11.1.1:MAC中的业务量测量/报告程序11.2RACH发送控制MAC子层负责按传输时间间隔等级控制（即在10ms无线帧水平；在接入时隙水平的定时由层1控制）RACH传输定时。注意当RACH消息部分接收错误时，重发是由高层控制的，即由RLC控制或对CCCH由RRC控制。11.2.1接入业务类的选择为了提供不同的RACH使用权的优先级，RACH物理资源（即接入时隙和前缀信号）可以区分为不同的接入业务类（ASC）。有可能不只一个ASC或所有ASC被分配到同一接入时隙/SYNC1。接入业务等级在0£i£NumASC£7范围中编号（即ASC的最大编号是NumASC+1=8）。一个ASC用一个标识i定义，i定义了PRACH资源的某一个部分和一个相关的持续值Pi。一个ASC参数集由30 NumASC+1个这样的参数(i,Pi),i=0,…,NumASC组成。RRC协议PRACH部分和持续值是由RRC从系统信息（见TS25.331[7]）中导出的。ASC参数集是用CMAC-Config-REQ原语提供给MAC的。ASC的枚举对应优先级的顺序（ASC0=最高优先级，ASC7=最低优先级）。ASC0用于紧急呼叫或同等优先级的情况。在无线承载建立/重新配置时，在1-8的范围内，给每个相关的逻辑信道指配一个MAC逻辑信道优先级（MLP）。当MAC子层在UE侧配置RACH传输时，这些MLP将用于MAC上的ASC选择。将应用下面的ASC选择方案，这里NumASC是最高的ASC编号，MinMLP是安排给一个逻辑信道的逻辑信道最高优先级。l在传输块集中的所有的传输块有同样的MLP的情况下，选择ASC=min(NumASC,MLP)；l在传输块集中的所有的传输块有不同的优先级的情况下，确定最高的优先级MinMLP并且选择ASC=min(NumASC,MinMLP)；11.2.2RACH的传输控制RACH传输由UEMAC子层控制,示意为图11.2.2.1。注：图中表示了在下面指定的RACH传输控制过程的操作，并未限制实现的方法。在从AICH上未接收到证实或收到负证实的情况下，MAC控制每个初始前缀爬坡循环和后续的前缀爬坡循环的定时。MAC用CMAC-Config-REQ原语从RRC接收下列RACH传输控制参数：l一套接入业务等级集。对每个ASC，i=0,…,NumASC，包括一个PRACH部分的标识和一个持续值Pi（传输的可能性）。l前缀爬坡循环的最大数Mmax；lTBO1退后时间间隔的范围，用传输时间间隔数NBO1max和NBO1min给出，其可用于在AICH上接收到负的证实时。当有数据要传输时，MAC从可用的ASC集中选取ASC，ASC由PRACH部分标识符i和一个相关的持续值Pi组成。用于ASC选择的过程在11.2.1节中描述。基于持续值Pi，UE决定是否在当前的传输时间间隔启动层1PRACH传输程序（见TS 25.214）。如果允许传输，MAC通过发送一个PHY-ACCESS-REQ原语触发PRACH传输程序（从一个前缀爬坡循环开始）。然后MAC等待层1通过PHY-ACCESS-CNF原语传来的接入信息。如果不允许传输，在下一个传输时间间隔将执行一个新的持续检测。持续检测一直重复直到允许传输为止。当前缀已在AICH上得到证实，则用PHY-ACCESS-CNF原语向MAC指明带有参数值“数据传输准备好”的层1接入信息。然后MAC用PHY-DATA-REQ原语来请求数据传输，随着PRACH消息部分按照层1规范进行传输，PRACH传输程序完成。当物理层指示在AICH上没有接收到证实，而最大的前缀重发数已到（由层1参数Preamble_Retrans_Max定义），一个新的持续测试将在下一个传输时间间隔中完成。定时器T2确保两次连续的持续值测试至少相隔一个传输时间间隔。如果在AICH上接收到一个负的证实，一个退后定时器TBO1开始计时。当计时满后，再开始执行持续检测。退后定时器TBO1设为一个整数值NBO1，表示传输时间间隔的个数，在0£NBO1min£NBO1£NBO1max间隔内随机抽取（一致分配）。当需要固定延时时，NBO1min和NBO1max设置为相等，需要持续但无延时时甚至可以设置为0而不是1。在进行一个持续测试前，将检查是否通过CMAC-Config-REQ原语从RRC接收到新的RACH传输控制参数，将应用最新的传输控制参数集。30 图11.2.2.1:RACH传输控制过程(UE侧,资料)11.3CPCH传输的控制30 MAC按传输时间间隔等级来控制CPCH传输定时的(即在10，20，40或80ms)；在接入时隙等级上的定时由层1控制。MAC控制每个初始前缀爬坡循环和后续爬坡循环的定时。注意在CPCH消息部分接收错误的情况下的重发是由高层控制的。UE完成的CPCH传输示于图11.3.1和11.3.2。图11.3.1过程用于CPCH信道的初始接入。图11.3.2程序是当UE持续在用初始接入过程获得的CPCH信道上传输时用于每个TTI传输。MAC通过CMAC-Config-REQ原语从RRC接收下面的CPCH传输控制参数：l持续值P(对每个传输格式（TF）的传输可能性)。lN_access_fails，前缀爬坡循环的最大数lNF_max，每个传输格式（TF）CPCH传输帧的最大数l退后控制定时参数l传输格式集l初始优先级延时l信道指配激活指示当UE有数据要传输并且当前UE不在先前已接入的CPCH信道上传输时，将进行初始CPCH接入传输控制的MAC过程。此过程的步骤如下：1．UE从RRC获取所有的上行链路传输参数（CPCH设置信息，P值，初始优先级延时，N_access_fails，NF_max等）;2．一旦进入初始接入过程，UE将复位计数器M和传输的帧计数（FCT）；3．UE向层1发送一个PHY-CPCH_Status-REQ原语以获得CPCH传输格式子集状态。如层1返回一个错误消息，UE将增加计数器M。如果M等于N_access_fails，UE将执行一个接入失败错误过程，CPCH接入过程终止。如M小于N_access_fails，将从步骤3开始执行。如层1返回一个PHY-CPCH_Status-CNF消息，在此消息中包含了一个传输格式子集，此子集指示了当前请求的传输格式子集中的可用的传输格式，将从步骤4继续。4．UE将用从层1来的CPCH传输格式初始化“忙表”。在层1PHY-CPCH_Status-CNF响应中的传输格式子集中的那些传输格式被标为可用。所有其它的传输格式标为忙。5．如果所有的传输格式标为忙，UE将复位并开始定时器Tboc1，一直等到时间耗尽，然后增加计数器M。如果计数器M等于N_access_fails，UE将执行一个接入失败错误过程，CPCH接入过程终止。如M小于N_access_fails，过程将继续从步骤3开始执行。6．UE将更新从RRC来的所有的上行链路传输参数。7．UE将从忙表中所列的可用的传输格式集中任选一个传输格式。UE将用CPCH信道能力（传输块集大小，NF_max和传输时间间隔）和忙表信息为层1选择一个接入的传输格式。UE可以选择一个传输格式，该格式用比允许的最大的上行链路发送功率较低的数据速率和较低的上行链路发送功率。8．UE将基于持续值P执行一个测试来决定是否试图接入到被选的CPCH传输格式。如果接入被允许，UE可基于所要传输的数据的ASC来执行一个初始延时，然后将为CPCH接入向层1发送一个带有所选传输格式的PHY-Access-REQ原语。如果持续值P测试不允许接入，所选的CPCH传输格式将在忙表中标为忙。如果所有的传输格式都被标为忙，UE将复位并启动定时器Tboc1，一直等到时间耗尽，然后增加计数器M。如果计数器M等于N_access_fails，UE将执行一个接入失败错误过程，CPCH接入过程终止。如M小于N_access_fails，过程将继续从步骤3开始执行。如果不是所有的传输格式标为忙，UE将从步骤6继续过程。9．当UE已经向层1发送了接入请求，层1将返回一个PHY-Access-CNF，在其中包含了在图11.3.1中所示的五个向MAC的接入指示中的一个。如果层1接入指示为同意接入，那么UE将用被选的传输格式执行第N个传输时间间隔的传输控制过程，初始接入过程终止。10．如果层1接入指示为未接收到AP-AICH或未接收到CD-AICH，UE将复位并启动定时器Tboc3，一直等到定时器结束，然后增加计数器M。如果计数器M等于N_access_fails，UE将执行一个连接失败错误过程，CPCH接入过程终止。如M小于N_access_fails，过程将继续从步骤3开始执行。30 1．如果层1接入指示是接收到AP-AICH_nak并且信道安排（CA）是活动的，UE将从步骤14继续执行。如果接入指示时接收到AP-AICH_nak并且信道安排（CA）不活动，UE将复位并启动定时器Tboc2，一直等到时间耗尽，然后在忙表中把所选的信道标为忙。如果所有的传输格式被标为忙，UE将复位并开始定时器Tboc1，一直等到时间耗尽，然后增加计数器M。如果计数器M等于N_access_fails，UE将执行一个接入失败错误过程，CPCH接入过程终止。如M小于N_access_fails，过程将继续从步骤3开始执行。如果不是所有的传输格式标为忙，UE将从步骤6继续过程。2．如果层1接入指示是CD-AICH记号不匹配，UE将复位并开始定时器Tboc4，一直等到时间耗尽，然后增加计数器M。如果计数器M等于N_access_fails，UE将执行一个接入失败错误过程，CPCH接入过程终止。如M小于N_access_fails，过程将继续从步骤3开始执行。3．UE将复位并开始定时器Tboc4，一直等到时间耗尽，然后增加计数器M。如果计数器M等于N_access_fails，UE将执行一个接入失败错误过程，CPCH接入过程终止。如M小于N_access_fails，过程将继续从步骤3开始执行。4．UE将复位并开始定时器Tboc2，一直等到时间耗尽，然后增加计数器M。如果计数器M等于N_access_fails，UE将执行一个接入失败错误过程，CPCH接入过程终止。如M小于N_access_fails，过程将继续从步骤3开始执行。当MAC有数据要传输并且UE当前将在一个先前已接入的CPCH信道上传输时，将执行MAC第N个TTI的传输控制过程。此过程的步骤如下：1．UE将为下一个TTI建一个传输块集。2．如果已传输的帧数计数器的值加上下一个TTI的帧数超过NF_max，UE将终止此过程并开始MAC第一个TTI的CPCH传输过程。这将释放在用的CPCH信道并且UE将再次争用一个新的CPCH信道用于继续传输。如果已传输的帧数计数器的值加上下一个TTI的帧数小于NF_max，UE将向层1发送一个带有传输格式集的PHY-Data-REQ原语用于在先前已接入的CPCH信道上继续传输。3．如果层1返回PHY-Status-IND指示不正常的情形，UE将执行一个不正常情形的处理过程并且CPCH第N个TTI过程终止。不正常的情形可能因为下列的原因：l紧急停止被接收到；l消息指示的开始未接收到；l层1发生硬件错误。4．如果层1返回PHY-Status-IND指示正常的传输，那么UE将用刚传输的TTI的长度增加传输的帧数的计数器，此过程终止。表11.3:CPCH退后延时定时器值定时器基于的参数固定/随机TBOC1(allBusy)NF_bo_all_busy随机TBOC2(channelBusy)NS_bo_busy固定TBOC3(noAICH)NF_bo_no_aich固定TBOC4(mismatch)NF_bo_mismatch随机对TBOC4，UE将在每次定时器要执行事为其选择一个定时值。一个一致随机抽取将被用来在范围[0,NF_bo_mismatch]内选择一个整型的帧数。对TBOC1，UE将在每次定时器要执行事为其选择一个定时值。一个一致随机抽取将被用来在范围[0,NF_bo_allbusy]内选择一个整型的帧数。注：退后参数范围和单元在RRC协议规范TS25.331中指定。UEMAC传输格式选择算法尚未实现，超出了本文的范围。可是下面的例子展示了一种UE选择CPCH传输格式的方法。30 图11.3.1:用于初始接入的CPCH传输控制过程(资料)30 图11.3.2:第N个TTI的CPCH传输控制过程(资料)11.4UE侧传输格式组合(TFC)的选择RRC可以根据所给的逻辑信道的优先权值来控制上行链路数据的调度，每一个逻辑信道对应于1－8之间的一个值，其中1是最高优先级，8是最低优先级。UE中的TFC的选择将根据RRC所指明的逻辑信道之间的优先级进行。逻辑信道具有相对的优先级，即具有给定优先级的数据偶尔也可以先于优先级高于其的数据的传输。一条逻辑信道上的传送块的一部分可以被停止传输，以便传送来自一条逻辑信道上下一个优先级较低的数据。如果该部分设置为0，则说明优先级安排将是绝对的优先级，即在该逻辑信道上没有为有利于低优先级数据传输而停止的传送块。在一条逻辑信道上为利于下一个低优先级数据的传输而可能被停止传输的传送块的最大部分是由RRC信令给出的。将采用周期的方式选择被停止的传送块，周期为最小可能的周期。如果可以通过多种方法获取最小周期，则两个被停止的传送块之间的距离将尽可能大，以确保被停止的帧是均匀分布的。当使用RACH或CPCH时，上节中的TFC选择原则将适用于TF选择。当UE输出功率接近UE最大传送功率同时由于覆盖原因用于功率控制的内环不再保持，则UE将适应相应于下一个较低比特率的TFC，即不再使用当前的全比特率的TFC。如果一条逻辑信道的比特率（该条逻辑信道所承载的数据来自支持可变速率操作的编译码器）受到影响，则将采用编译码器数据速率。UE将不断地评估最大发射机功率是否可以有效地支持临时停止TFC。当最大发射机功率有效时，将在TFC选择中再次考虑临时停止TFC。UE的最大功率定义见[7]。30 30'