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作为长期演进(Long Term Evolution,LTE)的增强版,LTE-Advanced在峰值速率和频谱效率上已有显著改善。同时,LTE-A Release12协议中引入了邻近业务(Proximity-based Services,ProSe)和双连接(Dual Connectivity,DC)等新技术,在降低基站负荷和提高频谱利用率方面有极大的优势。随着上述新技术的引入,协议栈架构也随之调整,其相应的研究对新技术走向成熟至关重要。本课题依托于科研项目“LTE Multi-UE基站负载、容量测试关键技术研究”,旨在开发模拟海量用户的LTE/LTE-A多终端仪表以测试基站的实际容量,因而终端仪表协议栈的实现是项目中不可或缺的一步。本文在LTE-A Release12协议基础上,结合项目需求采用多核数字信号处理(Digital Signal Processing,DSP)芯片,对终端系统媒体接入控制(Medium Access Control,MAC)子层的功能进行全面的设计与实现,以应用于项目中。主要的研究内容包括:随机接入过程、混合自动重传请求(Hybrid Automatic Repeat reQuest,HARQ)、上行资源请求、信道复用以及组装过程。在设计部分,首先,基于状态机的研究,设计了终端系统MAC层的状态及其跳转,和对下层的子帧调度机制。接着,基于协议栈架构和需求分析,设计了交互接口、原语及相应的处理函数,通过完整的交互设计来完成信息传递,为层间通信奠定牢固根基。在实现部分,结合研究内容和设计,对MAC的各过程进行实现,包括其中异常处理,并通过详细函数分析来诠释实现思路。在此基础上,在DSP代码编辑器(Code Composer Studio,CCS)采用C语言实现终端MAC层的各个功能,并从以下两方面对实现代码进行验证与测试。一方面采用多核DSP的上板联调单层验证了当前MAC已开发的所有功能。另一方面基于TTworkbench软件搭建完整测试平台,并按照TS 36.523-1测试协议采用测试与测试控制表示法第三版(Testing and Test Control Notation-3,TTCN-3)核心语言编写测试用例,并多次连续运行,根据测试结果和通过率来判断是否满足测试标准。最终9个测试例全部通过。两种方法分别验证了本项目中实现的终端系统MAC层各部分功能的正确性和协议一致性。