传统的蜂窝网主要通过增加基站数量来平衡有限的频谱资源与无限的用户接入需求之间的矛盾，然而，随着无线数据需求的爆发式增长，大规模的部署基站会造成巨大的资源浪费。对此，中科院计算所提出了一种基于资源池化的集中式蜂窝网络架构——超级基站，通过基站池资源统计复用、模块化软硬件等方式，有效提升系统资源利用率，可以更好的满足5G系统需求。然而，为满足超级基站通信软件平台化和业务处理的性能需求，需要对整个协议软件架构进行全新的设计。
　　在5G协议栈中，媒体接入控制层(MediaAccessControl,MAC)主要负责随机接入、混合自适应重传、资源调度、复用/解复用等功能，是协议栈的重要组成部分。本文在超级基站架构下进行5GMAC层的研究与实现，主要包括随机接入过程和混合自动重传请求(HybridAutomaticRepeatRequest，HARQ)过程的研究，MAC层关键子模块的设计和实现。主要工作内容如下：
　　1.本文首先对超级基站系统随机接入过程展开研究。在5G机器类通信场景下，海量设备接入时会存在严重的前导码冲突，导致接入失败的问题。为此，本文提出了一种基于多优先级的随机接入拥塞控制策略，在基站侧采用接入类禁止(AccessClassBarring，ACB)的思想在接入控制参数中增加禁止接入优先级因子，然后根据不同优先级设备的接入负载进行ACB控制参数的动态设置，可以有效缓解网络拥塞，并且保证时延敏感设备优先接入。终端侧进行接入控制时延与时延容忍度的比较，然后根据比较结果进行优先级的动态更新，最后根据接入控制参数选择是否发起接入，可以保证低优先级设备的时延需求。仿真结果显示本文的策略可以在缓解网络拥塞的情况下保证不同优先级设备的接入时延。
　　2.本文进一步对HARQ过程进行研究，注意到进行大数据包传输时，一个传输块(TransmissionBlock，TB)出错可能只有个别码块(CodeBlock，CB)出错，但传统的单比特HARQ反馈机制会进行整个传输块的重传，造成资源的浪费。本文提出了一种改进的基于码块组(CodeBlockGroup，CBG)的HARQ反馈机制，根据出错的CB块进行灵活的多比特反馈。仿真结果显示本文的HARQ反馈机制可以有效减少重传CB块，提高资源利用率。
　　3.本文设计了基于超级基站的5GMAC层系统软件架构，并针对其中的随机接入模块、HARQ模块、内存管理模块进行了详细的设计与实现。最后，基于软硬件平台，对随机接入模块和HARQ模块进行了多样化的测试，验证了功能完整性和正确性。