高速发展的移动互联网技术的在为传统电信行业带来了机遇的同时,也带来了新的挑战。为了满足用户日益增长的数据流量需求,运营商需要建设越来越多的无线基站。但庞大的基站群带来的能源消耗问题和升级维护问题也给运营商造成了沉重的经济负担。针对这个问题,中国移动提出了C-RAN(Cloud-Radio Access Network)的概念,C-RAN的目标是建立新的移动网络接入网架构,通过集中化处理基站数据的手段,达到减少基站数量,降低运营成本的目的。为了探索C-RAN架构下通用处理器平台与通用硬件平台结合的关键问题,实验室与中国移动研究院合作,设计开发C-RAN原型系统,而本文关注的MAC层的设计开发便是其中的一部分。本文首先对C-RAN架构产生的背景和意义以及LTE空口协议栈架构做了简要介绍。随后再结合实际项目的需求,从实现平台的角度,对LTE协议栈进行了划分,确定了以通用处理器与数字前端板卡协作的设计方案。接着论文给出了高层协议栈中MAC层的整体设计框架。然后,本文依次对MAC层的随机接入模块、HARQ模块以及调度模块展开了研究和设计。在随机接入过程部分,本文设计了随机接入多进程模型,以使e Node B可以同时响应多个随机接入请求,并参考接入过程中e Node B与UE之间的交互步骤,设计了进程状态转移路线;在HARQ模块部分,本文结合物理层功能,从上下行两个方向分别进行HARQ进程实体的设计,通过HARQ进程实体,调度器可以更好地控制UE的上下行数据收发。在调度模块的研究设计过程中,本文分析了三种经典下行调度算法存在的不足,并结合LTE系统中用户对Qo S的要求,在PF算法的基础上设计了一种新的调度优先级计算式。随后本文对上下行调度过程进行了详细的流程设计。最后,本文基于联想S30通用处理器平台,对前面部分设计的各个过程进行了软件实现,并对实现过程中涉及到的接口定义、数据结构和关键流程的代码进行了详细阐述。随后通过手动触发、定时反馈、构建虚拟UE等手段,对实现的随机接入模块、HARQ模块机模型了验证,对调度模块进行了功能测试和性能测试。验证结果表明,本文设计实现的模块均能正常地工作,所提出的调度算法也能显著地降低系统的丢包率。