[4G&5G专题-54]：L2 MAC层-架构概述

目录

第1章 RAN协议栈

第2章 MAC层协议架构演进

2.1 MAC层架构概述

2.2 R8 LTE MAC层架构

2.3 R10 LTE MAC层架构

2.4 R15 NR MAC层架构

第3章 L2 MAC两大组成部分

3.1 MAC层帧调度

3.2 信道以及信道映射

第4章 MAC层信道映射

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第1章 RAN协议栈

1.1 LTE协议栈

• L1（物理层）
  • PHY（Physical Layer，物理层）
• L2（数据链路层），又称无线网络层，实现了 LTE 的无线通信功能。
  • PDCP（Packet Data Convergence Control，IP分组数据汇聚控制层）
  • RLC（Radio Link Control，无线链路控制层）该层把无线链路传输的数据分为三种：透明传输TM、非确认模式UM、确认模式AM。
  • MAC（Medium Access Control，媒体访问控制层），通过通过底层的物理媒介传递数据，即MAC层控制物理媒介（无线物理层信道）来传输数据。
• L3（网络层），又称传输网络层，采用 IP 传输技术对终端用户面和控制面数据进行传输。
  • RRC（Radio Resource Control，无线资源控制层）
  • NAS（Non Access Stratum，非接入层协议）

1.2 NR协议栈

1.3 NR数据面

 

第2章 MAC层协议架构演进

2.1 MAC层架构概述

MAC上层为RLC层，下层则为物理层。

MAC层从4G LTE到5G NR的架构，变化不大，下面简述MAC层架构演进过程。

2.2 R8 LTE MAC层架构

 

2.3 R10 LTE MAC层架构

R10中的MAC架构如下所示。

其主要的变化在于HARQ模块的变化。

为了支持多载波聚合CA的功能，当配置了主载波+辅载波时，则MAC实体中，同一个用户将，有不止一个DLSCH和一个ULSCH传输信道，不同的载波，有各自的DLSCH与ULSCH传输信道。

主小区PCell有一个DLSCH信道和一个ULSCH信道

辅小区SCell也有一个DLSCH和一个ULSCH信道。

因此，DLSCH和ULSCH是不同小区分配给用户的资源。

R10中MAC层架构的变化实际上匹配了R10很多新功能的增加，比如载波聚合。

此架构一直延续到了R11和R12，支持了COMP（协同多点传输）等功能特性的调度。
 

2.4 R15 NR MAC层架构

R13开始一直到R15，也就是5G的出现，MAC层在终端测出现的一个最大的变化就是有了多个MAC实体，以支持双连接和多连接技术。

也可以理解为5G和4G R13之后的版本其MAC实体的架构没有明显的区别。

（1）多模的UE终端一侧：

当多模的UE终端：同时连接在两个基站（4G和5G）上时，对应于主基站的小区(MCG)和辅基站的小区(SCG)，此时UE测的MAC架构将有两个MAC实体。每个MAC实体，对应一个technology， 4G or 5G。

每个MAC实体都支持DL-SCH、UL-SCH和随机接入信息的传输。

（2）在基站测：

双连接在基站测数据的分流发生在L2 PDCP层，且MCG和SCG分别有自己的L2 MAC层和L2 RLC层，因此MAC层和RLC层实际上架构的变化并不大。

 

第3章 L2 MAC两大组成部分

3.1 MAC层帧调度

（1）HARQ

DLSCH传输过来的数据，如果基站正常接收了，则回复ACK被ULSCH接收，否则回复NACK到ULSCH，此过程构成了MAC数据传输的一个核心功能，就是HARQ；

混合自动重传请求（Hybrid Automatic Repeat reQuest，HARQ），是一种将前向纠错编码（FEC）和自动重传请求（ARQ）相结合而形成的技术。

（2）复用与解复用

将来自上层的SDU（服务数据包, 来自其他层未经过本层处理的数据包）包，复用成发送给下层PDU(协议数据包，经过本层处理，准备发给其他层的数据包)包，也就是TB块上，构成复用解复用的主要功能；

（3）用户优先级的处理

• 不同用户的优先级，
• 同一个用户,不同逻辑信道之间的优先级

（4）COMP（协同多点传输），以支持载波聚合CA功能。

 

3.2 信道以及信道映射

（1）逻辑信道：AC层和上层的业务接入点，关注的是传输什么内容，什么类别的信息。

信息首先要被分为两种类型：控制消息（控制平面的信令，如广播类消息、寻呼类消息）和业务消息（业务平面的消息，承载着高层传来的实际数据）

（2）传输信道：MAC层和物理层的业务接入点，关注的是怎样传？形成怎样的传输块（TB）

不同类型的传输信道对应的是空中接口上不同信号的基带处理方式，如调制编码方式、交织方式、冗余校验方式、空间复用方式等内容。

根据对资源占有的程度不同，传输信道还可以分为共享信道和专用信道。前者就是多个用户共同占用信道资源，而后者就是由某一个用户独占信道资源。

（3）逻辑信道与传输信道之间的映射

 

第4章 MAC层信道映射

 

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其他参考：

https://blog.csdn.net/u010202588/article/details/93261780

https://blog.csdn.net/jyqxerxes/article/details/79052617