集群通信技术与目前被广泛研究的时分长期演进(Time Division Long Term Evolution,TD-LTE)技术结合起来构成TD-LTE宽带无线多媒体集群系统。TD-LTE的主要优势包括:更快的通信传输速度、更宽的网络频谱、更加灵活智能的通信方式。本文分析了TD-LTE宽带无线多媒体集群系统非接入层的核心功能及其主要协议流程,非接入层信令不需要经过接入层的无线接入控制器和基站的处理,只需要终端侧和网络侧的参与。非接入层协议是一组协议集合,该协议集合中包括用于在终端侧与网络侧之间的移动行管理和会话管理相关的协议,其中演进型分组系统(Evolved Packet System,EPS)移动管理协议定义了终端移动性管理过程,EPS会话管理协议定义了EPS承载上下文的管理控制过程,协同接入层提供的承载控制功能来完成用户面的控制过程。本文首先介绍了TD-LTE技术发展现状、集群通信系统的相关背景,并结合非接入层实现的功能模块图来阐述作者的主要工作,并介绍本论文整体结构。然后在背景分析的基础上,介绍了TD-LTE宽带多媒体集群系统架构,并对TD-LTE控制面协议栈的结构进行了详细分析,并对相关的协议层进行介绍。同时给出了对现有非接入层功能实现的相关文献、论文的调研和分析,并指出本文选取的设计方案及其实现思路。本文第三、四章为主要章节,在TD-LTE宽带无线多媒体集群系统的基础上对终端侧非接入层进行功能函数的设计与实现。第三章阐述了非接入层总体架构设计,对终端侧非接入层的四个主要功能组成部分进行了函数设计,包括线程启动后初始化功能、位置信息管理功能、非接入层信令连接管理功能、消息构造和解析功能。第四章在第三章设计方案基础上进行函数功能的实现,阐述了和设计方案相应的实现流程说明。第五章是本文的测试部分,主要对非接入层协议的功能实现进行单元测试,包括测试步骤与测试用例的设计,根据测试步骤对各功能模块进行单元测试,确保了本设计的可行性和正确性。最后第六章对全文进行总结,在完成本文设计的功能后,指出未实现的功能,点明了下一步的工作方向。