随着第五代移动通信(the Fifth Generation Mobile Communication,5G)飞速发展,移动通信网络中的用户数量不断激增。服务于业务的基站承载能力有限,当用户数量超过基站承载能力时,基站会因为过载而无法正常工作,致使大量业务丢失,造成巨大经济损失。为更好地模拟用户数量及行为,5G终端模拟器对5G流程测试或同一基站下的大规模用户测试有极大的优势。在5G终端模拟器的开发和应用中,合理的媒体接入控制(Medium Access Control,MAC)层设计也显得至关重要。本课题依托重庆市重点产业共性关键技术创新重大主题专项项目“5G终端模拟设备的开发以及应用”,基于Release15协议中的5G场景,对多用户MAC层功能进行设计与实现。论文具体研究内容如下:1.针对5G终端模拟系统中MAC层主要功能进行设计。将MAC层功能分为随机接入模块、复用与解复用模块、混合自动重传请求(Hybrid Automatic Repeat Request,HARQ)模块、调度模块。在MAC层功能设计方面,首先,研究了一种适用于MAC层的原语设计方法。然后,基于这种原语设计方法,研究5G用户的状态转移以及跃迁。最后,基于各个用户状态设计出MAC层与其它各层的交互接口,为层间通信奠定基础。2.针对MAC层功能的设计提出了一种基于线程池架构的实现方案。此方案主要将8个终端封装成任务,利用线程池中的线程对8个终端任务进行管理并执行每一个任务下的MAC层状态机。在MAC层的状态机实现方面,通过设计函数来论述每个模块的实现思路,最终完成了 MAC层功能的实现。3.为验证设计合理性和实现可行性,论文采用硬件数字信号处理(Digital Signal Processing,DSP)芯片、软件CCS及软件Ubuntu14.04对MAC层功能进行测试。首先,基于linux操作系统对MAC层功能代码进行调试以保证代码的正确性。然后,将调试后的代码移植到DSP开发环境CCS中进行二次调试,将调试的结果通过串口连接到PC的模拟终端软件中并显示出来。最后,将DSP解析结果使用wireshark头进行打包并用pcap文件显示出来。测试内容主要有:MAC层的随机接入过程、复用与解复用过程、HARQ过程。测试结果表明:DSP输出的数据能够成功被解析出来,满足了协议的一致性。综上所述,论文首先研究了 MAC层功能的原理以及逻辑流程,然后设计了 MAC层与各层之间的原语交互接口,最后对MAC层功能的各个模块进行测试,5G终端模拟系统提供了支撑方案。