IMTDS FDDWCDMA系统无线接口层2技术规范媒质接入控制MAC协议.docx

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IMTDSFDDWCDMA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）Protocol

20XX-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

前言IV

1范围2

2引用标准2

3定义和缩略语2

3.1定义2

3.2缩略语2

4概述3

4.1目的3

4.2MAC结构3

4.2.1MAC实体3

4.2.2MAC-b3

4.2.3与业务相关的结构-UE侧4

4.2.3.1MAC-c/sh实体–UE侧5

4.2.3.2MAC-d实体–UE侧6

4.2.4与业务有关的结构–UTRAN侧7

4.2.4.1MAC-c/sh功能实体–UTRAN侧8

4.2.4.2MAC-d实体–UTRAN侧9

4.3信道结构10

4.3.1传输信道10

4.3.2逻辑信道11

4.3.2.1逻辑信道结构11

4.3.2.2控制信道11

4.3.2.3业务信道12

4.3.3逻辑信道和传输信道之间的映射12

5提供给上层的服务12

5.1提供给上层的服务的描述12

6功能12

6.1MAC功能描述12

AC功能/传输信道和UE之间的关系13

6.2.1MAC功能和传输信道之间的关系13

6.2.2对应传输信道的UE侧MAC功能和传输信道的关系13

7期望从物理层获得的服务14

8层与层之间间通信的元素14

8.1层1和层2间的原语14

8.2MAC和RLC之间的原语14

8.2.1原语14

8.2.2参数15

8.3MAC和RRC之间的原语15

8.3.1原语15

8.3.2参数16

9对等层通信的元素17

9.1协议数据单元17

9.1.1概述17

9.1.2MAC数据PDU17

9.2格式与参数18

9.2.1MAC数据PDU:

MAC头标志的参数18

9.2.1.1用于DTCH和DCCH的MAC头19

9.2.1.2用于BCCH的MAC头20

9.2.1.3用于PCCH的MAC头20

9.2.1.4用于CCCH的MAC头20

9.2.1.5用于CTCH的MAC头20

9.2.1.6用于SHCCH的MAC头20

10未知的、不可预见的及错误协议数据的处理21

11基本过程21

11.1动态无线接入承载控制的业务量测量21

11.2RACH发送控制23

11.2.1接入业务类的选择23

11.2.2RACH的传输控制23

11.3CPCH传输的控制25

11.4UE侧传输格式组合（TFC）的选择29

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

本参考性技术文件主要起草人：

卓天真、徐菲、徐京皓、吴伟

张建林、季利军

本参考性技术文件2001年1月首次发布。

本参考性技术文件委托无线通信标准研究组负责解释。

1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:

⏹MAC结构；

⏹MAC实体；

⏹信道结构；

⏹向上层提供的服务；

⏹MAC功能；

⏹期望从物理层得到的服务；

⏹包括MAC和RLC间原语的层与层通信的元素；

⏹对等层通信的元素；

⏹协议数据单元、格式和参数；

⏹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]。

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RNC

SRNSSerbingRadioNetworkSubsystem服务RNS

TFCITransportFormatCombinationIndicator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

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：

●MAC-b实体，负责处理以下传送信道：

－广播信道（BCH）

●MAC-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）

●MAC-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。

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

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：

●TCTFMUX：

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。

●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。

●UL：

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。

●ASC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）。

●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。

●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。

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：

●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。

●C/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。

●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]。

●解密：

--加密的透明模式数据的解密在MAC-d中完成。

●ULTFC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。

●FAUSCH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。

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。

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：

●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。

●TCTFMUX：

--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。

●UEId：

--对专用的逻辑信道，MAC头中的UEId字段用于区分UE。

●TFC选择：

--在下行链路上，对FACH、PCH和DSCH要进行传送格式组合选择。

●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。

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：

●切换：

--基于RRC的决定，执行动态传输信道类型的切换。

●C/TMUX：

--当几个专用逻辑信道复用为一个传输信道时，使用C/TMUX。

●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。

●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]。

●解密：

--加密的透明模式数据的解密在MAC-d中完成。

细节见[10]。

●DL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。

●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。

●FAUSCH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：

●随机接入信道（RACH）

●前向接入信道（FACH）

●下行链路共享信道（DSCH）

●公共分组信道（CPCH）

●广播信道（BCH）

●寻呼信道（PCH）

专用传输信道类型为：

●专用信道（DCH）

●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:

●广播控制信道（BCCH）

●寻呼控制信道（PCCH）

●公共控制信道（CCCH）

●专用控制信道（DCCH）

●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:

●专用业务信道（DTCH）

●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：

●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。

●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。

●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：

●逻辑信道和传输信道之间的映射。

●根据瞬时源速率为每个传输信道选择适当的传送格式。

●UE数据流之间的优先级处理。

●UE之间采用动态调度方法的优先级处理。

●DSCH和FACH上几个用户的数据流之间的优先级处理。

●公共传送信道上UE的标识。

●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。

●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。

●业务量监视。

●动态传输信道类型切换。

●透明RLC模式的数据加密

●RACH传输和CPCH传输的接入业务等级选择

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