随着第三代移动通信技术快速发展，3GPP启动了无线接入网长期演进(LTE)研究项目，也是近两年来启动的最大新技术研发项目。与第三代移动通信技术相比，LTE更具优势，具体体现在：高数据速率，广域覆盖，分组传送，延迟降低。同时，LTE技术通过采用多模芯片可以完全支持现有第二代移动通信和第三代移动通信业务，提升用户对移动通信业务的需求。而为了推动移动通信技术的进一步发展，科技部在2009年启动了“新一代无线宽带通信网”国家科技专项，LTE是其中的重要组成部分。　　 本文基于实验室承担的国家重大专项“TDD-LTE无线综合测试仪表开发”，重点对TDD-LTE终端MAC层进行研究与实现。在论文中，首先在第二章介绍了LTE空中接口协议，包括LTE-TDD协议总体架构、协议栈分层结构以及各个模块的功能介绍；然后，在MAC子层协议研究中，详细分析了MAC层功能以及数据处理过程，包括系统消息/寻呼消息的调度、随机接入过程、上行资源调度、复用和逻辑信道优先级，为MAC层设计提供理论依据；在此基础上，对MAC层主要过程和功能进行了设计，基于SDL有限状态机原理，完成状态设计，括SEL、IDLE、ACC、CON状态设计，进一步实现模块功能划分；完成接口设计，包括MAC_RRC、MAC_PHY以及MAC_RLC之间的通信原语设计，实现模块间具体的通信方式，也为后续MSC设计和SDL设计提供条件；针对MAC层主要过程和功能进行消息序列图设计，并对异常场景下的典型过程进行设计，包括系统消息调度、随机接入过程、资源调度；并对MAC复用和逻辑信道优先级功能实现给出了设计方案，实现复用功能；基于SDL结构化设计，实现MAC层SDL设计，包括系统设计、模块设计、进程设计；在设计的SDL进程中，通过调度C语言函数的方式，将C代码嵌入到SDL中，实现协议的具体内部过程，同时结合TTCN对MAC设计进行了验证与仿真，符合协议一致性规范，完成了设计需求。