常規MAC PDU （UL SCH/DL SCH/MCH，除透傳MAC和RAR外）

該類MAC PDU結構上可包括四種成分：一個MAC頭（大小可變）)、0個或多個MAC SDU（大小可變）、0個或多個MAC CE(控制單元)或padding（填充信息，可選項）。其中MAC SDU、MAC CE或padding填充信息均為凈負荷。

一個MAC頭包含一個或多個MAC子頭，每個子頭對應著MAC SDU或MAC CE或padding類型的凈負荷。

MAC子頭的邏輯信道標識（LCID）以用來區分凈負荷的類型。

每個子頭（Sub Header）中的“L”代表長度，可7比特位，也可15比特位，具體哪種情況由”F”來標示，”L”長度對應著相應的MAC SDU或MAC CE的長度（字節數）。除了最后一個子頭和固定大小的MAC CE的情況外，每個子頭都存在“L”字段。

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根據LCID區分，MAC CE的種類有八種，分別為：

?緩存狀態報告(BSR)

?小區無線網絡臨時標識(C-RNTI)

?非連續接收命令(DRX command)

?終端競爭解決標識(UE Contention Resolution Identity)

?時間提前量命令(Timing Advance Command)

?功率余量(Power Headroom)

?MCH調度信息(MCH Scheduling Information)

?SCELL激活或去激活（Activation/Deactivation）。

其它的LCID代表的是MAC SDU或填充信息padding。

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透傳的MAC PDU

該類MAC PDU的特征為沒有MAC頭，也即其全部信息為MAC SDU，且字節長度必須調整為傳輸塊TB大小，比如傳遞BCCH和PCCH信息，BCCH信息可映射為BCH或DL-SCH傳輸信道，并進而映射為PBCH或PDSCH物理信道；而PCCH映射為PCH傳輸信道，并進而映射為PDSCH物理信道。

隨機接入響應的MAC PDU

MAC RAR，用于隨機接入響應消息，也即message2。

該類MAC PDU結構上可包括三種成分：一個MAC頭（大小可變）、0個或多個MAC RAR或padding（填充信息，可選項）。其中MAC SDU、MAC CE或padding填充信息均為凈負荷。

該MAC頭可由兩種類型的子頭構成（注意：這兩類子頭在同一個時間里是互斥的），類型的區別由類型字段“T”來決定，T=0即指示接下來呈現的是隨機接入回退指示---”BI”，T=1期指示接下來呈現的是隨機接入前導碼標識---RAPID。

T = 0
BI（Backoff Indicator）指定了UE重發preamble前需要等待的時間范圍（取值范圍見36.321的7.2節）。如果UE在RAR時間窗內沒有接收到RAR，或接收到的RAR中沒有一個preamble與自己的相符合，則認為此次RAR接收失敗。此時UE需要等待一段時間后，再發起隨機接入。等待的時間為在0至BI指定的等待時間區間內選取一個隨機值。（注：如果在步驟四中，沖突解決失敗，也會有這樣的后退機制）

值得需要注意的是： BI指定的UE重發preamble前需要等待的時間可能與前面介紹的物理層timing存在沖突。（具體如何選擇發送preamble的子幀，取決于UE的實現，協議中并沒有給出答案！

BI的取值從側面反映了小區的負載情況，如果接入的UE多，則該值可以設置得大些；如果接入的UE少，該值就可以設置得小些。

T = 1
根據MAC子頭中的“E”位置設置為“1”意味著接下來的字段中是否還有隨機接入的E/T/RAPID字段，也即同一條的MAC RAR消息可以為多個用戶服務（不同RAPID）
若是某個隨機接入響應MAC子頭是RAPID類型的，那么其對應的凈負荷結構為固定長度：6個字節。

RAPID為Random Access Preamble IDentifier的簡稱，為eNodeB在檢測preamble時得到的preamble index。如果UE發現該值與自己發送preamble時使用的索引相同，則認為成功接收到對應的RAR。

11-bit的Timing advance command用于指定UE上行同步所需要的時間調整量。（這里不做詳細描述，可能的話，以后會做一下上行同步的介紹。感興趣的，可以看36.213的5.2節）

20-bit UL grant指定了分配給msg3的上行資源。當有上行數據傳輸時，例如需要解決沖突，eNodeB在RAR中分配的grant不能小于56bit。

在基于競爭的隨機接入響應中，若是msg3攜帶CCCH的MAC SDU信息（涉及層三消息），那么必須在解碼msg4之前，用TC-RNTI地址解碼PDCCH信息（TC-RNTI的有效值為00001~0FFF3之間）；而若是msg3攜帶C-RNTI的MAC CE信息（純粹MAC層，不涉及層三消息），那么必須在解碼msg4之前，用C-RNTI地址解碼PDCCH信息，而不采用TC-RNTI，也即手機不理會msg2中分配的TC-RNTI地址。

若是基于非競爭的隨機接入，那么基站響應RAR中，TC-RNTI設置為0*0000，意味著是無效的TC-RNTI，只是RAR結構上的填充而已，手機只要根據RAR中的RAPID信息，并匹配上已發送的msg1中的RAPID，即認為隨機接入過程成功完成，之后手機應用本次隨機接入前一步驟msg0明示的C-RNTI。

關于RAR消息的調度，UE必須以RA-RNTI為地址解碼PDCCH的調度信息，代表著隨機接入的時頻信息，RA-RNTI的計算公式為

$RA?RNTI=1+t_{id}+10?f_{id}$

中國移動LTE中由于常規的上下行子幀配比設置為SA2，那么當PRACH配置索引為3時，那么無論何種情況隨機接入，RA-RNTI的值為3，而當PRACH配置索引為4時，RA-RNTI的值為8。

這三種MAC PDU中的凈負荷為MAC SDU、MAC CE(控制單元)、MAC RAR或填充信息padding，這些凈負荷中只有MAC SDU來自于高層，也就是來自于RLC層的數據，其余的都是在MAC本層添加進來的。

參考鏈接：
1 https://blog.csdn.net/duanzw102/article/details/51547720
2 https://baijiahao.baidu.com/s?id=1620644779711288858&wfr=spider&for=pc

總結

以上是生活随笔為你收集整理的LTE MAC PDU的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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