第三章 LTE MAC协议解读 - MAC 格式

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原文地址：第三章 LTE MAC协议解读 --- MAC 格式作者：LTE通信人家

3.3 MAC格式（协议数据单元，格式与参数）

3.3.1 概述

MAC PDU是八位对齐的比特流，最高位第一行的最左边比特，最低位在最后一行的最右边的比特；MAC SDU也是八位对齐的比特流，而MAC PDU里面的参数也是按照相同的顺序，高位在左边，低位在右边的顺序。

3.3.2 MAC PDU（DL-SCH和UL-SCH，除了透明MAC和随机接入响应）

MAC PDU具有一个头部，零个或多个SDU，零个或多个控制单元，可能还有填充位。

MAC头部与MACSDU都是可变长度的。

一个MAC PDU头部，MAC PDU头部可能有一个或多个子头部（subheader），每一个对应一个SDU、控制信息单元(control element)或者填充位。

一个普通MAC PDU子头部由六个域（R/R/E/LCID/F/L）组成，但是对于最后一个子头部、固定长度的MAC控制信息单元以及填充位对应的子头部，它们只包含四个域（R/R/E/LCID）

图3.3.2-1: R/R/E/LCID/F/L MAC 子头部

图3.3.2-2: R/R/E/LCID MAC 子头部

MAC PDU子头部的顺序跟MAC SDU，MAC控制信息单元以及填充部分出现的顺序是相应的。

MAC控制信息单元处于任何MAC SDU的前面。

填充部分一般放在MAC PDU的最后面，不过如果只有一个字节或者两个字节的填充部分时，它就放在MAC PDU的最前面。填充部分的内容可以是任何值，因为接收方会直接忽略掉这里面的内容。

对于一个UE，每次一个传输块只能携带一个MAC PDU，当然它也告诉我们，如果有两个传输块时，可以携带两个PDU（这就是当使用空间复用的传输方式时）。

图3.3.2-3: 具有头部、控制信息单元、SDUs以及填充部分的MAC PDU例子

MAC头部是可变长的，它包含以下参数：

? LCID：用于指示逻辑信道、控制消息类型或者填充域；

? L：指示SDU或者控制消息的长度，除了最后一个子头以及固定长度的控制消息对

应的字头，每一个子头都有一个L域，它的长度由F域指示；

? F：如果SDU或者控制消息的长度大于128byte，那么设置F=1，否则设为0，通过

F的值，我们就可以知道对应的L值的大小了，也就是知道这个内容（MAC SDU或者控制消息单元的长度了）；

? E:指示MAC 头部是否有多个域，当E=1时，意味着接下来存在另外一组R/R/E/LCID

域，如果是0，那么接下来就是payload了；

? R: 预留比特位，设为“0”

3.3.3 控制信息单元

由于MAC存在多个控制信息单元，这里为了节约篇幅，只对几个重要的控制信息单元进行说明。

3.3.3.1缓冲状态报告控制信息单元（BSR）

这个控制信息单元，对于上行调度是至关重要的，作为eNB分配给UE资源的一个凭据，UE有多少数据要发送就是通过它来告诉eNB的，BSR有两种：

? 短BSR和截断BSR格式：一个LCG ID（逻辑信道标识）域以及对应的缓冲区大小

域，eNB收到这个消息后，就知道对应的UE的这个上行逻辑信道组有多少业务数据要发送，由于eNB是对一个逻辑信道组分配资源，那么就意味着这些资源可以被这个组的逻辑信道共享，每一个逻辑信道能够获得多少资源这就取决于UE的调度了，因此UE必须按照业务属性来分配资源，否则无法保证对应的业务的服务质量（QoS）如图3.3.3-1所示；

? 长BSR格式：四个缓冲区大小域，对应于LCG IDs #0 到#3，如图3.3.3-2所示。

图3.3.3-1: 短BSR以及截断BSR MAC控制信息单元

图3.3.3-2: 长BSR控制信息单元

BSR格式可以通过MAC PDU字头部中LCID域来指示，如下表3.3.3-1所示：

表3.3.3-1 UL-SCH的LCID值

Index LCID values 00000 CCCH 00001-01010 逻辑信道标识 01011-11001 预留 11010 功率预留报告（PHR） 11011 C-RNTI 11100 截断BSR 11101 短BSR 11110 长BSR 11111 填充 LCG ID 域和缓冲区大小定义如下：

? LCG ID: 逻辑信道组标识域指示了上报的缓冲区状态对于的逻辑信道组，它的长度

为两个比特，也就意味着系统只设置了4个逻辑信道组；

? 缓冲区大小：它指示了在构造了这个BSR控制信息单元之后的逻辑信道组内所有逻

辑信道总的可以发送的数据量，数据量大小的单位是字节数。它应该包含在RLC层以及PDCP层可以传输的数据，这里的含义是指应该包含从PDCP发送到RLC的业务数据部分以及由RLC产生的RLC控制信息部分，我们可以参考【3】和【4】；值得注意的是这里不包含RLC以及MAC的头部信息所要占用的字节数，因此我们在给这个逻辑信道组分配资源的时候需要考虑到这一点，可以适当的多分配一点，这样就可以减少BSR的数量，从而也就节约了空口资源。这个域由六个比特位来指示，如表3.2所示，MAC层对不同的缓冲大小区间进行了量化，量化成为64个等级（可以用六比特表示），因此只需要传索引值而不是实际的大小，这样可以节约控制信息的长度。

Table 6.1.3.1-1: BSR承载的缓冲区大小水平

索引 缓冲区大小 (BS) 值 [字节] 索引 缓冲区大小 (BS) 值 [字节] 0 BS = 0 32 1132 < BS <= 1326 1 0 < BS <= 10 33 1326 < BS <= 1552 2 10 < BS <= 12 34 1552 < BS <= 1817 3 12 < BS <= 14 35 1817 < BS <= 2127 4 14 < BS <= 17 36 2127 < BS <= 2490 5 17 < BS <= 19 37 2490 < BS <= 2915 6 19 < BS <= 22 38 2915 < BS <= 3413 7 22 < BS <= 26 39 3413 < BS <= 3995 8 26 < BS <= 31 40 3995 < BS <= 4677 9 31 < BS <= 36 41 4677 < BS <= 5476 10 36 < BS <= 42 42 5476 < BS <= 6411 11 42 < BS <= 49 43 6411 < BS <= 7505 12 49 < BS <= 57 44 7505 < BS <= 8787 13 57 < BS <= 67 45 8787 < BS <= 10287 14 67 < BS <= 78 46 10287 < BS <= 12043 15 78 < BS <= 91 47 12043 < BS <= 14099 16 91 < BS <= 107 48 14099 < BS <= 16507 17 107 < BS <= 125 49 16507 < BS <= 19325 18 125 < BS <= 146 50 19325 < BS <= 22624

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/ykz2.html