協(xié)議在最初的時候確定了幾種MAC PDU結(jié)構(gòu)，例如每個MAC SDU一個MAC子報頭、分散的MAC子報頭和MAC PDU末端的MAC子報頭等。

在NR中，峰值數(shù)據(jù)速率的目標(biāo)應(yīng)為下行鏈路20Gbps，上行鏈路10Gbps。此外，eMBB的用戶面時延目標(biāo)應(yīng)為4ms，URLLC的目標(biāo)應(yīng)為0.5ms。由于NR的目標(biāo)是高數(shù)據(jù)速率和低時延，與要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量相比，處理時間可能非常有限，即支持高峰值數(shù)據(jù)速率和嚴格的處理時間成為實現(xiàn)的挑戰(zhàn)。

在這方面，NR的MAC PDU結(jié)構(gòu)需要根據(jù)處理時間來設(shè)計，而層2主要關(guān)注LTE開始時的協(xié)議開銷和低殘留丟失率。NR的MAC PDU結(jié)構(gòu)總結(jié)如下表：

在表1中，備選方案之間的差異可歸結(jié)為以下三個問題：

1.是否每一個MAC SDU或每一組MAC SDU生成一個MAC子報頭

2.MAC子報頭是放置在一起還是放置在對應(yīng)的MAC SDU附近。

3.MAC子報頭是放在MAC SDU的前面還是放在MAC PDU的后面

為了研究上述問題，從開銷和處理時間的角度分析了每個MAC PDU結(jié)構(gòu)的影響。

每個MAC SDU一個MAC子報頭

這里考慮兩個選項，以討論是按一個MAC SDU還是按一組MAC SDU生成一個MAC子報頭，如下所示：

• 選項1.每一個MAC SDU一個MAC子報頭（每個MAC SDU有一個LCID+一個L字段）

• 選項2.每一組MAC SDU一個MAC子報頭（一個LCID+該組的一個L字段+每一個MAC SDU的一個L-字段）

選項1與LTE中的相同，而選項2每一個邏輯信道具有一組MAC SDU。選項2具有將報頭開銷減少到LCID的大小和RLC PDU的數(shù)量減去1的乘積的優(yōu)點（只有當(dāng)RLC PDU數(shù)量等于或大于2時，報頭開銷才會減少，即在當(dāng)前LTE?用戶面堆棧中選項2沒有益處）。如果去除RLC級聯(lián)，這一益處可以最大化，因為RLC PDU的數(shù)量變得比LTE的數(shù)量大得多?，F(xiàn)在，根據(jù)報頭開銷分析上述選項，以驗證選項2在三種情況下是否具有顯著增益，例如高數(shù)據(jù)速率情況、VoIP情況和TCP ACK情況。

高數(shù)據(jù)速率情況

首先分析高數(shù)據(jù)速率情況下的報頭開銷。在這種情況下，假設(shè)去除了RLC級聯(lián)，所有PDCP SDU的大小為1500字節(jié)，PDCP報頭的大小為3字節(jié)（18位SN），RLC固定報頭的大小是3字節(jié)（16位SN）、MAC子報頭的大?。↙CID+L字段）以及L字段的大小為2字節(jié)。表2顯示了IP數(shù)據(jù)包（表示為N）數(shù)量越大時的報頭開銷。

正如所期望的，只有當(dāng)RLC PDU的數(shù)量等于或大于2并且選項2的L2報頭的總大小小于選項1的總大?。创蠹s0.89倍）時，選項2才具有益處。然而，減少的標(biāo)頭開銷僅為0.0659%，這似乎微不足道。

VoIP案例

接下來，分析VoIP的報頭開銷。在這種情況下，假設(shè)去除了RLC級聯(lián)，所有PDCP SDU的大小為35字節(jié)，PDCP報頭的大小為1字節(jié)（7位SN），RLC固定報頭的大小是1字節(jié)（RLC UM模式中為5位SN）、MAC子報頭的大小大小為2字節(jié)（LCID+L字段），L字段的大小為一字節(jié)。表3顯示了IP數(shù)據(jù)包（表示為N）數(shù)量越大時的報頭開銷。

正如所期望的，只有當(dāng)RLC PDU的數(shù)量等于或大于2并且選項2的L2報頭的總大小小于選項1的總大小（即大約0.85倍）時，選項2才具有益處。然而，標(biāo)頭開銷的減少僅為1.4022%，這似乎微不足道。此外，VoIP服務(wù)的最典型情況是每一個MAC PDU具有單個VoIP分組，這使得選項2增加了報頭開銷。

壓縮TCP ACK情況

最后分析了壓縮TCP ACK情況下的報頭開銷。在這種情況下，假設(shè)RLC級聯(lián)被移除，所有PDCP SDU的大小為10字節(jié)，PDCP報頭的大小為2字節(jié)，RLC固定報頭的大小是3字節(jié)，MAC子報頭的尺寸是2字節(jié)（LCID+L字段），L字段的大小是1字節(jié)。表4顯示了IP數(shù)據(jù)包（表示為N）數(shù)量越大時的報頭開銷。

正如所期望的，只有當(dāng)RLC PDU的數(shù)量等于或大于2并且選項2的L2報頭的總大小小于選項1的總大小（即大約0.86倍）時，選項2才具有益處?？紤]到高數(shù)據(jù)速率情況和VoIP情況，表4在這種情況下顯示了選項2具有更好的增益。然而，標(biāo)頭開銷減少了3.6757%，這似乎并不令人印象深刻。

基于上述分析，可以得出結(jié)論，與選項1相比，選項2沒有微不足道的收益，并且沒有采取選項2的動機。

如LTE中那樣，NR中的每個MAC SDU應(yīng)生成一個MAC子報頭。

分散的MAC子報頭

這里考慮兩個選項來討論MAC子報頭是放置在一起還是放置在對應(yīng)的MAC SDU附近，如下所示：

• 選項1.集中MAC子報頭

• 選項2.分散的MAC子報頭

MAC PDU結(jié)構(gòu)的上述選項與如何執(zhí)行用戶面數(shù)據(jù)處理密切相關(guān)。支持高峰值數(shù)據(jù)速率和NR的嚴格處理時間對于實現(xiàn)來說是一個挑戰(zhàn)，因此它應(yīng)該設(shè)計為處理友好型。選項1的一個示例是當(dāng)前的LTE MAC PDU結(jié)構(gòu)。在這種結(jié)構(gòu)中，發(fā)射機應(yīng)該等待最后一個MAC SDU生成相應(yīng)的MAC子報頭，然后才可以開始將MAC PDU推送到PHY。這需要MAC層保持這些MAC SDU，直到整個MAC PDU準(zhǔn)備就緒。然而，選項2使得MAC層能夠立即將每個處理的MAC子報頭和MAC SDU推送到PHY層，并且在同一MAC PDU內(nèi)不保留用于MAC SDU的存儲器。這可以放松處理期間的存儲器要求，因為MAC在將其轉(zhuǎn)發(fā)到PHY之前不需要形成整個PDU。此外，選項2有利于使用硬件加速器。由于硬件加速對于重復(fù)和密集的工作具有更好的性能，因此選項2比選項1更適合于加速MAC層的處理，即選項2具有重復(fù)結(jié)構(gòu)，就像MAC?sub-header?1、MAC SDU 1、MAC?sub-header?2、MAC SDU2、MAC?sub-header?3、MAC SDU3等，選項2將在發(fā)射機側(cè)和接收機側(cè)具有額外的益處。通過采用選項2，可以在發(fā)射機側(cè)執(zhí)行MAC層的預(yù)計算，并且在生成整個MAC PDU之前，MAC層可以開始向PHY轉(zhuǎn)發(fā)預(yù)構(gòu)建的MAC子報頭和MAC SDU。在接收器側(cè)，選項2還使硬件加速器能夠執(zhí)行重復(fù)和密集的工作。在這方面，優(yōu)選方案2以滿足NR的嚴格處理時間。

MAC?sub-header?的放置

這段討論MAC子報頭是放在MAC SDU的前面還是放在MAC PDU的后面。問題是MAC子報頭是放置在相應(yīng)的MAC SDU/MAC CE之前還是放置在相應(yīng)MAC SDU/MACCE的后面。然而，如果MAC子報頭被分散，則似乎沒有動機將MAC子報頭放置在MAC SDU的后面。

所以，MAC子報頭應(yīng)放置在相應(yīng)MAC SDU或MAC CE的前面。