详解LTE MAC层

ＬTE MAC

层

E-UTＲA提供了两种MAC实体,一种就是位于UE得MAC实体,一种就是位于E—UTRAＮ得ＭＡＣ实体、UＥ得ＭＡC实体与E-UTRＡN得MAC实体执行不同得功能,图3、3从UE得角度给出一种MＡC实体结构。

MＡC结构与功能

Ｅ—ＵTRA提供了两种ＭＡC实体,一种就是位于ＵE得MＡＣ实体,一种就是位于E—UTRＡＮ得ＭAＣ实体。UE得ＭＡＣ实体与E—UＴＲAN得ＭAC实体执行不同得功能,图1从UE得角度给出一种MＡC实体结构。

根据图1,ＵE侧MAC层功能包括以下几个部分、

(1)逻辑信道与传输信道之间得映射。

(2)将来自一个或多个逻辑信道得MACSDU复用到一个传输块(TB),通过传输信道发给物理层。

(3)将一个或多个逻辑信道得MＡＣSDU解复用,这些ＳDU来自于物理层通过传输信道发送得TB。

(４)调度信息上报。

(5)通过ＨARQ进行错误纠正。

(6)通过动态调度在UＥ之间进行优先级操作。

(7)同一个UE得逻辑信道间进行优先级得操作。

(8)逻辑信道优先级排序、

(9)传输格式选择。

图１UE侧ＭAC实体结构

信道及信道映射

ＭAC涉及得信道结构包括3方面内容:逻辑信道、传输信道与逻辑信道与传输信道之间得映射。传输信道就是MAC层与物理层得业务接入点,逻辑信道就是ＭＡＣ层与RＬC层得业务接入点。

传输信道包括以下这些。

下行方向:

BＣH,广播信道;

DL-SCＨ,下行共享信道;

PCH,寻呼信道;

MCH,多播信道、

上行方向:

UL－SCH,上行共享信道;

RACH,随机接入信道。

逻辑信道分为业务信道与控制信道,其中控制信道包括以下这些。

BCCH,广播控制信道;

PCＣH,寻呼控制信道;

ＣCCH,公共控制信道;

ＭCCＨ,多播控制信道;

DCCH,专用控制信道。

业务信道包括以下这些。

DTCH,专用业务信道;

ＭTＣH,多播业务信道。

上行信道映射如图2所示。

图2上行信道映射

下行信道映射如图3所示。

随机接入过程

3、1随机接入过程产生得原因与分类

LＴE系统得随机接入过程产生得原因包括以下几种。

(1)从RＲC_IDＬE状态接入、

(２)无线链路失败发起随机接入。

(3)切换过程需要随机接入、

(4)UE处于RRC＿COＮＮEＣTＥD时有下行数据到达、

(5)UE处于RRC＿COＮＮECTED时有上行数据到达、

异步随机接入根据随机接入过程得不同分为2种:基于竞争得随机接入与无竞争得随机接入、即如果前导码(Preaｍble)由UE得ＭＡC选择,则为基于竞争得随机接入;如果Pream ｂle由控制信令分配,则为无竞争得随机接入,上述5种随机接入得原因中只有切换与有下行数据到达可以使用无竞争随机接入过程。用于竞争得Pｒeａmｂlｅs与无竞争得Ｐrｅam ｂles归属不同得分组,互不冲突。LＴE系统将基于竞争得随机接入过程作为研究重点。

3。2随机接入过程分析与比较

基于竞争得随机接入过程如图4所示、

1.随机接入过程初始化以及Mｓg1得发送

随机接入过程初始化由PDCCＨ命令或ＭＡＣ子层发起。如果ＵE在PDCＣH上接收到通过其C-ＲＮTI寻址得ＰDCCH命令,ＵＥ初始化随机接入过程。PＤＣＣH命令或RRC 指示随机接入过程进行资源选择时用到Preamble索引ra－ＰreaｍbleIndｅx,该索引共64个;以及物理层随机接入信道索引ra－PＲACH-MａskＩndex,该索引共1６种。

在随机接入过程初始化之前,可以获知如下信息。

(１)用于发送随机接入Preamblｅ得PRACH资源,ｐrａch—CｏｎfｉgurａｔioｎInd ｅx。

(2)随机接入Preａmble分组(Ａ组与B组,可能不存在B组)以及每组中可用得随机接入Preambｌe、Ａ组与B组及其中得Ｐreamble各自关系如图5所示。

图5随机接入Prｅaｍblｅs组示意图

如果siｚｅＯfRA—PreaｍbｌesGrouｐA=nuｍberOfRA-Preａmｂlｅs,则不存在B 组。A组中得preamble由０到ｓizeOfRA-PueｓmbleｓGuouｐＡ−１;如果存在B组,则Ｂ组中得preamblｅ由ｓizeOｆRＡ—PuesｍblｅｓGuｏuｐA到nｕmｂerOfRA—Ｐrｅａmbｌeｓ−1、

如果随机接入Preａmble存在Ｂ组,则在以下几个条件得约束下,在两组preamble中选定一组、需考虑得约束条件包括:两个门限值,即messaｇePowｅrＯｆfｓetGｒoupＢ与messａgｅSiｚeGｒｏｕpA,配置得UE发送功率PＣMAＸ,以及preamblｅ与Msg3之间得偏移ｄelｔaPreａmbleＭｓｇ3、

(3)随机接入响应窗口大小(rａ-ResponseWinｄowSize)。

(４)功率递增因子(poweｒRampinｇＳiep)。

(5)Preaｍble最大发送次数(ｐreａmｂleTransＭax)、

(6)Ｐreambｌe初始功率(preambｌeInｉｔiａｌＲeceiveｄTargetＰowｅｒ)。

(７)基于偏移量ＤＥLTA_PRＥＡMBＬE得pｒeamble格式。

(８)Mｓg３最大HARQ发送次数(maxHARQ-Msg3Tx)。

(9)竞争解决定时器(mａｃ-ＣonteｎｔionＲｅｓolutiｏnＴiｍer)、

随机接入初始阶段UE完成如下过程、

(1)清空Msg3缓存、

(２)将PREAＭＢＬE_ＴRAＮSMＩSSION＿COUNＴER置为1。

(3)将UE保存得backoff参数值置为0ms、