LTEMAC相关协议介绍.ppt

LTEMAC相关协议介绍,梁自军LTE基带项目组2008.03,Contents,LTE协议现状MAC相关协议36.321协议介绍MAC实现架构,LTE协议现状,L1L1的协议已经完成大部分，90%内容已经完成。L2L2的协议框架已经完成，大部分内容还未定义，尤其是36.321，只有40%左右。L3L3的协议目前只完成了30%左右。,MAC相关协议,MAC在LTE中处于L1之上，RLC、PDCP之下，受控于L3，和MAC相关的协议如下：36.21136.213（L1）36.322（RLC）36.331（L3）36.321（MAC）,36.321协议介绍,36.321协议是E-UTRAMAC协议，主要包括以下几个部分：3.1MAC概述3.2MAC过程3.3MACPDU,3.1MAC概述(1),MAC有两个实体，一个是在E-UTRAN端，另一个是在UE端。MAC需要处理的传输信道包括以下几种：BroadcastChannel(BCH)DownlinkSharedChannel(DL-SCH)PagingChannel(PCH)MulticastChannel(MCH)UplinkSharedChannel(UL-SCH)RandomAccessChannel(s)(RACH),3.1MAC概述(2),信道之间的映射关系,3.1MAC概述(3),MAC向上层提供的服务：DatatransferRadioresourceallocationPHY向MAC提供的服务：datatransferservices;signallingofHARQfeedback;signallingofSchedulingRequest;measurements(e.g.ChannelQualityIndication(CQI).,3.1MAC概述(4),MACfunctionlocationandlinkdirectionassociation,3.2MAC过程,MAC过程包括以下几个部分：3.2.1RandomAccessprocedure3.2.2维护UL时间对齐3.2.3DL-SCHdatatransfer3.2.4UL-SCHdatatransfer3.2.5PCHreception3.2.6BCHreception3.2.7DiscontinuousReception(DRX)3.2.8MACreconfiguration3.2.9MACReset,3.2.1RandomAccessprocedure,RandomAccessprocedure包括以下几个步骤：3.2.1.1随机接入过程初始化3.2.1.2随机接入资源选择3.2.1.3随机接入前导发送3.2.1.4随机接入相应接收3.2.1.5MACContentionResolution,3.2.1.1随机接入过程初始化,当收到高层的随机接入请求时启动该初始化过程（MAC层发起，或PDCCH触发）在初始化之前，下面的参数必须已知:PRACH的资源和相应的RA-RNTIs前导的分组组和每组可用的前导选择前导组的门限RACH响应的接收窗功率提升因子前导最大传输次数前导初始功率随机接入过程的执行:置PREAMBLE_TRANSMISSION_COUNTER为1,3.2.1.2随机接入资源选择,分为两种情况：如果随机接入前导和PRACH资源都是高层指定的，并且在有效期内直接进行下一步其它情况基于UL需要传输的Message的大小或者需要的RBs，同时需要考虑无线状况，从两组前导中选择一组。根据均匀分布概率从选择的前导组中随机选择一个前导进行下一步,3.2.1.3随机接入前导传输,包括以下几个步骤：设置前导发射功率：PREAMBLE_TRANSMISSION_POWER=PREAMBLE_INITIAL_POWER+(PREAMBLE_TRANSMISSION_COUNTER-1)*POWER_RAMP_STEP如果PREAMBLE_TRANSMISSION_POWER小于最小发射功率，则调整为最小发射功率如果PREAMBLE_TRANSMISSION_POWER大于最小发射功率，则调整为最大发射功率确定下一次的传输时机按照以上选择的PRACH资源、RA-RNTI、前导、传输功率、通知物理层发送前导,3.2.1.4随机接入响应接收(1),发送前导后，UE在接入响应接收窗内监测PDCCH，收到响应后停止监测收到接入响应如果包括过载指示（OI），更新backoff参数，否则backoff参数置为0如果随机接入响应中包括该UE发送的前导则随机接入响应接收成功对TA（TimingAlignment）进行处理如果包含ULgrant，则处理ULgrant保存TempC-RNTI如果UE处于RRC_CONNECTED状态（不包括RLF）并且前导是MAC选择的，则在Message3中需要包含C-RNTI的控制PDU如果UE处于RRC_IDLE，则过程成功消息给高层,3.2.1.4随机接入响应接收(2),如果在接收窗内没有随机接入响应，或者响应中没有对应的前导，则按照失败处理如果前导传输没有达到最大传输次数传输次数+1，如果随机接入前导是MAC选择的或显示信令指示的并且在下一个可用的随机接入时机之前过期，根据backoff计算下一次重传时间选择随机接入资源(根据情况确定哪些资源需要重新选择)如果前导传输达到最大传输次数如果UE处于RRC_IDLE状态（或RLF），把随机接入失败的消息通知高层,3.2.1.4MACContentionResolution,当UE发送了包含C-RNTI控制PDU的Message3之后：启动ContentionResolutionTimer在定时器超时之前监测PDCCH如果收到了给该C-RNTI的PDCCH,则认为ContentionResolution成功，并通知高层，停止定时器如果定时器超时之前没有收到对该C-RNTI的PDCCH，则认为失败如果没有达到前导的最大传输次数，则重新进行发送前导的过程（具体操作如前）注：其它情况的MACContentionResolution的过程不属于MAC,3.2.2维护上行时间对齐,UE有一个可配置的TATimer.只有cell配置了并且启动了才有效如果配置了TATimer收到了TA命令应用该TA命令调整UL的发送时间启动或重新启动TA如果TATimer超时或未启动任何UL传输之前，通过随机接入过程获取TA命令当TATimer超时释放所有的PUCCH资源;释放所有的SRS资源.,3.2.3DL-SCHdatatransfer,包括以下几个过程：3.2.3.1DLAssignmentreception3.2.3.2HARQoperation3.2.3.3Disassemblyanddemultiplexing,3.2.3.1DLAssignmentreception,当UE有一个C-RNTI、TempC-RNTI或RA-RNTI时，如果通过PDCCH收到了对该TTI该C-RNTI、TempC-RNTI或RA-RNTI的DLAssignment通知HARQ实体该Assignment，包括相应的HARQ信息如果对该TTI有半静态配置的Assignment，而且没有通过PDCCH收到DLAssignment通知HARQ实体该Assignment，包括相应的HARQ信息，并且是传输新数据当UE需要读取BCCH如果通过PDCCH（广播RNTI）收到了该TTI的DLAssignment通知HARQ实体，针对广播的HARQProcess的DLAssignment,3.2.3.2HARQOperation(1),HARQOperation一个UE包含一个HARQ实体和多个HARQProcess。如果有DLAssignment，HARQ实体把收到的TB发送到相应的HARQProcessHARQProcess处理如果是新传数据用接收到的数据替换softbuffer中的数据如果是重传数据如果缓冲区中的数据没有成功译码，且TBsize相同，则把收到的数据和缓冲区中的数据进行合并如果缓冲区中的数据没有成功译码，且TBsize不同，则可以用收到的数据替换缓冲区中的数据,3.2.3.2HARQOperation(2),对softbuffer中的数据进行译码如果译码成功，把译码后的MACPDU发送到disassemblyanddemultiplexing实体，生成ACK如果译码失败，生成NACK如果是对RA-RNTI或TempC-RNTI且随机接入Identity不匹配或广播，则不发送ACK或NACK给物理层，否则发送生成的ACK或NACK给物理层,3.2.4UL-SCHdatatransfer,包括以下几个过程：3.2.4.1ULGrantreception3.2.4.2HARQOperation3.2.4.3MultiplexingandAssembly3.2.4.4SchedulingRequest3.2.4.5BufferStatusReporting,3.2.4.1ULGrantreception,如果通过PDCCH收到了该TTI的ULgrant或通过随机接入响应收到了该TTI的ULgrant通知HARQ实体该ULgrant，包括HARQ信息有预配置的ULgrant，且没有通过PDCCH或随机接入响应的ULgrant通知HARQ实体该ULgrant，包括HARQ信息，只能用于传输新数据,3.2.4.2HARQOperation(1),UE包含一个HARQ实体和8个HP(HARQProcess)，每个HP有自己的HARQ缓冲区，每个HP有一个状态变量CURRENT_TX_NB，每个UE配置一个最大传输次数在每个TTI，HARQ实体的行为:如果收到ULgrant，指示新数据传输，通知“uplinkprioritisation”实体，有新传输数据机会;如果“uplinkprioritisation”实体指示需要传输新的数据，从“Multiplexingandassembly“实体获取MACPDU给对应的HP，否则，清空HARQ缓冲区如果收到ULgrant，指示重传，或HP的Buffer非空，触发对应的HP进行重传,3.2.4.2HARQOperation(2),每个TTI，HP的行为.新传置CURRENT_TX_NB为0，置CURRENT_IRV为0，保存MACPDU到HARQBuffer，进行传输重传如果对应测量Gap，则CURRENT_TX_NB加1，不重传如果是收到PDCCH的调度，CURRENT_IRV置为eNB的设置值，重传如果没有收到PDCCH，但是有ACK，则CURRENT_TX_NB加1，不重传如果没有收到PDCCH，从上次的传输之后没有收到ACK，重传传输过程触发物理层进行传输，采用CURRENT_IRV如果CURRENT_IRVY，CURRENT_IRV加1CURRENT_TX_NB加1，如果CURRENT_TX_NB达到最大传输次数，清空HARQ缓冲区，如果没有收到ACK，可以通知RLC层传输失败，如果是CCCH的信息，则通知RRC层传输失败,3.2.4.3MultiplexingandAssembly,通过给每个逻辑信道配置一个优先级控制UL的调度，值越大优先级越低，同时，每个逻辑信道配置一个PBR(PrioritizedBitRate).所有的逻辑信道按照优先级从高到低，最多满足其PBR进行服务如果有剩余资源，按照优先级从高到低，直到资源用完或者没有数据为止同等优先级的逻辑信道的服务是均等的BSR(不包括PaddingBSR)的优先级比所有的用户面的立即信道的优先级都高在服务小区变更时，第一个DCCHMACSDU比BSR的优先级高,3.2.4.4SchedulingRequest,SR(SchedulingRequest)用于UE向eNB请求UL-SCH资源，如果触发了SR，则每个TTI按照进行下述操作，直到获得UL-SCH资源如果该TTI有上报SR的PUCCH资源，则上报SR如果没有配置SR上报的PUCCH资源，则发起随机接入过程,3.2.4.5BufferStatusReporting,用于UE向服务eNB提供UE的UL缓冲区中的数据量满足下列任何情况都会触发BSR更高优先级的数据到达，称为“RegularBSR”数据包的Padding数满足BSR上报条件，称为“PaddingBSR”服务小区变更，称为“RegularBSR”BSRTimer超时，称为“PeriodicBSR”对于RegularandPeriodicBSR:如果只有一个LCG有数据，上报shortBSR如果多于一个LCG有数据，则上报longBSR对于paddingBSR如果paddingbits大于或等于shortBSR，但是小于longBSR，则报shortBSR，上报的LCG为有数据的最高优先级的逻辑信道所在的LCG如果paddingbits大于或等于longBSR，上报longBSR.如果上次上报BSR之后又触发了BSR如果该TTI传输新数据，上报BSR，重新启动PERIODICBSRTIMER如果该TTI不传新数据，而且触发的是RegularBSR，则触发SR,3.2.5PCHreception,处于RRC_IDLE状态的UE,在pagingoccasions如果收到了PaingRNTI的PDCCH根据PDCCH进行对TB进行解码如果PCHTB解码成功把解码后的MACPDU送给高层,3.2.6BCHreception,当UE需要接收BCH时接收BCH，并进行解码如果BCH的TB解码成功把解码后的MACPDU送给高层,3.2.7DiscontinuousReception(DRX),包括以下几个参数AcitveTimeDRXCycleDRXInactiveTimerDRXRetransmissionTimerDRXShortCycleTimerHARQRTTTimerOnDurationTimer,3.2.8MACreconfiguration,FFS,3.2.9MACreset,FFS,3.3MACPDU,MACPDU长度以BYTE对齐，MACSDU的长度也是BYTE对齐包括以下几个部分：3.3.1MACPDU(DL-SCHandUL-SCH)3.3.2MACcontrolelement3.3.3FormatsandParameters,3.3.1MACPDU(DL-SCHandUL-SCH)(1),每个sub-header对应一个MACSDU、MACcontrolelement或padding，除了最后一个sub-header和对应固定大小的MACcontrolelement的子头包含4个字段之外，其它都包含6个字段MACcontrolelement(不包括paddingBSR)放在所有的MACSDU之前一般情况，Padding放在最后，当出现一个或两个BYTE的Padding不能achived时，插入一个或两个PaddingMAC子头，插入的位置是所有的MACSDU对应的MAC子头之前，如果没有MACSDU，则插到最后一个MACcontrolelement对应的子头之前,3.3.1MACPDU(DL-SCHandUL-SCH)(2),MACsub-headerR/R/E/LCIDMACsub-header,R/R/E/LCID/F/LMACsub-header,3.3.2MACcontrolelement(1),ShortBSR,LongBSR,C-RNTI,3.3.2MACcontrolelement(2),DRX，包括0bit信息,MACPDU（transparentMAC）,3.3.2MACcontrolelement(3),MACPDU(RandomAccessResponse),E/T/RAIDMACsub-header,E/T/R/R/OIMACsub-header,3.3.2MACcontrolelement(4),MACRAR,3.3.1FormatsandParameters,包括以下几个部分：3.3.1.1MACheaderforDL-SCHandUL-SCH3.3.1.2MACheaderforRandomAccessR