近年来，人们对通信业务的需求逐渐由语音变为综合多媒体业务需求，现有的3G技术已经不能满足人们对于高速率、低时延的要求，于是TD-LTE技术开始进入人们的视线。在未来几年，TD-LTE技术将持续成为移动通信领域的研究热点之一。与3G技术相比，TD-LTE技术明显地提高了峰值数据速率、小区边缘速率、频谱利用率，而且LTE网络更加趋于扁平化，这种改进降低了网络面的延迟，且能够更好地满足用户移动通信的需求。　　 本文所涉及系统的研究和开发基于国家科技重大专项“TD-LTE射频一致性测试系统”。本文首先介绍了LTE通信系统背景以及发展现状，分析了TD-LTE的技术优势与不足，并阐述了本文的主要工作和意义。然后从测试的角度分析了TD-LTE系统空中接口协议栈的测试方法以及测试过程，以及从TD-LTE整体架构的角度简要叙述了MAC层与其它各层之间的关系和协议栈各个子层的主要功能。　　 本文研究重点是终端MAC层的协议分析和测试;首先通过详细地研究终端MAC层每个功能块的划分，对MAC层主要的过程进行了研究与分析，其中包括:信道映射、随机接入过程、HARQ、资源调度等相关过程。然后以协议的研究作为基础，结合项目射频一致性测试仪的功能特点和要求对终端MAC层进行了设计:重点对接口原语和状态转移、对随机接入过程测试和上下行HARQ过程测试进行分析与设计。最后，介绍了协议一致性测试的基本概念与原理，讨论了SDL和TTCN两种规范描述语言协仿真方案;在测试设计和代码开发的基础上，搭建了SDL系统;结合设计的测试平台与步骤，用TTCN脚本语言构造测试环境;利用SDL和TTCN的协仿真，分别对终端MAC层单层和高层协议栈集成进行测试;通过分析得到相关过程的消息序列图和进行数据的对比，验证了终端MAC层设计和开发的正确性。