[发明专利]一种LTE系统中的MAC层多实例设计方法

说明书

本发明提出了一种LTE系统中的MAC层多实例设计方法，具体方法是将LTE系统中的MAC层分成三个子模块，包括MAC层多实例控制子模块、MAC层多实例子模块、测量控制子模块。其中MAC层多实例控制子模块协调MAC多个实例关系，并且处理小区激活/去激活、定时提前量、DRX命令子块，负责组装BSR子块和PHR子块；MAC层多实例子模块由多个MAC实例组成，完成MAC层一个服务小区相关功能，具体支持混合自动重传、逻辑信道优先级处理、数据重传、调度请求、随机接入过程、传输信道和逻辑信道之间映射功能；测量控制子模块完成来自RRC层的测量请求，协助RRC层完成无线资源管理和控制终端测量规划功能。

技术领域

本发明属于移动通信技术领域，涉及到长期演进(简称：LTE)系统中媒体接入控制(简称：MAC)层的实现方法。

背景技术

随着人们物质生活水平的提高，人们对通信需求也越来越高，从第一代的模拟移动通信，到第二代全数字的GSM移动通信系统，再到直接支持话音和数据的第三移动通信系统，基本满足了人们的通信需求，但为了提供更好的音视频图像传输需求，LTE系统应运而生。接着，LTE系统也从第三代合作伙伴计划(简称：3GPP)提供的商用基本版本正式释放版本8(简称：R8)发展到了现在LTE-Advanced-Pro(简称：R13)版本，极大提高了LTE系统中通信能力，当然这对终端的开发和研制提出了更高的要求。每次LTE系统版本的升级都会涉及到空中接口的修改和升级。

LTE系统空中接口亦称增强通用地面接入网络(简称：E-UTRAN)的空中接口，是指用户终端(简称：UE)和E-UTRAN之间的接口。空中接口协议可以区分为控制平面和用户平面。其中控制面负责用户无线资源的管理、无线连接的建立、业务的服务质量(简称：QoS)保证和最终的资源释放，用户面则主要负责数据的正常传输。

LTE用户面的协议栈主要分为无线接入控制层MAC、无线链路控制层RLC、分组数据汇聚层PDCP等子层。其中PDCP层主要负责从无线承载到传输模式的映射，RLC层主要提供从传输模式到逻辑信道的映射，MAC层主要负责从逻辑信道到传输信道的映射，最后PHY层完成从传输信道到物理信道的映射，如图1所示。

LTE控制平面的底层协议和用户平面相似，而上层的无线资源控制(简称：RRC)层和非接入子层(简称：NAS)是控制面最重要的部分，其中空中接口对NAS控制是透明的。在真实网络中，UE既可能处于空闲状态，也可能正进行业务传输。针对UE的不同状态，RRC和NAS子层有不同的协议与之对应，从而对不同状态下的UE进行管理。E-UTRAN的RRC子层主要承担广播、无线接口寻呼、RRC连接管理、无线承载控制、移动性管理、UE测量上报和控制等功能，如图2所示。

在移动通信演进过程中，特别是从LTE R10版本引入的载波聚合通信(简称：CA)，对空中接口(简称:Uu)上的MAC层的影响最大，之后3GPP版本升级中每次新增加的功能都提出了对MAC架构性变动。在LTE-Advanced-Pro版本中，3GPP推荐层2的架构如图3所示。在实际工程实现中，空中接口上PDCP和RLC从前期版本到LTE-Advanced-Pro版本一般都采用了多实例架构设计，所以实现架构上没有方案性的改动，但是MAC层则有方案性的改动。

在出现载波聚合特性之前，MAC层的设计基本都采用了单实例实现，物理层的数据收发链路也只有一套，MAC层主要完成的功能仅仅限于混合自动重传(简称：HARQ)、传输信道和逻辑信道映射、随机接入控制、无线优先级控制等功能。在载波聚合之前MAC不会出现多实例的需求。

从LTE的载波聚合特性开始，每次LTE的版本升级以及LTE新功能的增加，都或多或少的对MAC带来冲击，例如3GPP中支持载波聚合功能的MAC层推荐架构，如图4所示。在LTE系统中引入CA特性之后，每个物理层的载波，都需要MAC存在一个HARQ实体支持。