MAC过程是什么

雾尽眉目清2020-10-12大中小

MAC(Media Access Control) 介质访问控制层，MAC 过程指 MAC 层传输的过程。本词条以 LTE 为例介绍 LTE 技术中 MAC 过程中的随机接入过程。

MAC过程是什么

LTE

LTE（LongTermEvolution，长期演进)，又称 E-UTRA/E-UTRAN，和 3GPP2UMB 合称 E3G（Evolved3G）

LTE 是由 3GPP（The3rdGenerationPartnershipProject，第三代合作伙伴计划）组织制定的 UMTS（UniversalMobileTelecommunicationsSystem，通用移动通信系统）技术标准的长期演进，于 2004 年 12 月在 3GPP 多伦多 TSGRAN#26 会议上正式立项并启动。LTE 系统引入了 OFDM（OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing，正交频分复用）和 MIMO（Multi-Input&Multi-Output，多输入多输出）等关键传输技术，显著增加了频谱效率和数据传输速率（20M 带宽 2X2MIMO 在 64QAM 情况下，理论下行最大传输速率为 201Mbps，除去信令开销后大概为 140Mbps，但根据实际组网以及终端能力限制，一般认为下行峰值速率为 100Mbps，上行为 50Mbps），并支持多种带宽分配：1.4MHz，3MHz，5MHz，10MHz，15MHz 和 20MHz 等，且支持全球主流 2G/3G 频段和一些新增频段，因而频谱分配更加灵活，系统容量和覆盖也显著提升。LTE 系统网络架构更加扁平化简单化，减少了网络节点和系统复杂度，从而减小了系统时延，也降低了网络部署和维护成本。LTE 系统支持与其他 3GPP 系统互操作。LTE 系统有两种制式：FDD-LTE 和 TDD-LTE，即频分双工 LTE 系统和时分双工 LTE 系统，二者技术的主要区别在于空中接口的物理层上（像帧结构、时分设计、同步等）。FDD-LTE 系统空口上下行传输采用一对对称的频段接收和发送数据，而 TDD-LTE 系统上下行则使用相同的频段在不同的时隙上传输，相对于 FDD 双工方式，TDD 有着较高的频谱利用率。

LTE/EPC 的网络架构如图 1 所示，其中 E-URTAN 对应于图 2，E-URTAN 无线接入网络架构。

LTE 无线接入协议体系结构如图 3 所示，该接入系统分为三层：层一为物理层（PHY），层二为媒体接入控制子层（MAC）、无线链路控制子层（RLC）和分组数据会聚协议子层（PDCP），层三为无线资源控制层（RRC）。其中物理层是无线接入系统最底层，它以传输信道为接口，向上层提供服务。

随机接入过程

随机接入过程是由 PDCCH 命令或 MAC 子层自身来触发，主要由以下几种状况触发。

（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。

（6）UE 处于 RRC_CONNECTED 状态，需要进行定位。

随机接入过程可以分为基于竞争的随机接入和基于无竞争的随机接入两种。如果随机接入前导码 Preamble 由 UE 的 MAC 选择，则为基于竞争的随机接入；如果随机接入前导码 Preamble 由控制信令分配，则为无竞争的随机接入。上述几种触发随机接入的原因中，只有切换和下行数据到达时才能使用无竞争的随机接入过程，其他的情况都采用基于竞争的随机接入，用于竞争的 Preamble 和无竞争的 Preamble 归属于不同的分组，互不冲突。