数字集群系统是一种高级专用移动通信系统,它不仅可以提供个人移动通信业务,还能控制和实现个人与群体间的通信,为用户提供丰富的无线指挥调度应用。数字集群直通模式(DM)具有组网迅速和灵活便捷等特点,在抢险救灾和紧急事件中发挥着不可替代的作用,是数字集群系统的组成部分之一。媒体接入控制(MAC)层是数字集群直通模式协议栈的重要组成部分,主要负责无线资源的管理和无线信道的接入。上MAC层是MAC层的一个子层,主要负责地址的管理、移动台的同步、随机接入控制、直通模式信道的监视等功能,因此上MAC层功能是数字集群直通模式协议栈开发的关键。本文首先综述了国内外数字集群系统直通模式的发展状况,在分析数字集群直通模式工作模型和空中接口协议栈的基础上,对上MAC层的结构、功能以及直通模式信道进行了深入研究；然后,描述了上MAC层的PDU、上MAC层与直通模式呼叫控制CDMCC)层的接口原语以及上MAC层与下MAC层的接口原语,并对上MAC层的状态转换、信令的发送与接收、帧倒计数机制、随机接入控制、信道的建立与释放等工作过程进行了详细叙述；最后,基于Tornado集成开发环境,使用C语言实现了直通模式上MAC层功能,并通过仿真测试和实际测试两种方法对上MAC层程序进行了测试,测试结果满足用户需求。