5G NR 逻辑信道、传输信道和物理信道

无线接口可分为三个协议层：物理层（L1）、数据链路层（L2）和网络层（L3）。

L1：主要用于为高层业务提供传输的无线物理通道。

L2：包括四个子层

MAC（Medium Access Control）媒体接入控制

RLC（Radio Link Control）无线链路控制

PDCP（Packet Data Convergence Protocol）分组数据汇聚协议

SDAP（Service Data Adaptation Protocol）服务数据适配协议

L3：只有RRC子层在接入层

所以广义的讲，发射端信源信息经过层三、层二、物理层处理，通过无线环境到接收端，再经过物理层、层二、层三的整个处理过程就是信道。

但这样描述太过笼统，所以按照不同的层之间的环节，信道又分为逻辑信道、传输信道和物理信道。

物理信道是物理层实际传输信息的信道。

传输信道是物理层与MAC子层之间的信道。

逻辑信道是MAC子层和RLC子层之间的信道。

按照协议38321中的原话来描述就是：

transport channels are SAPs between MAC and Layer 1.

logical channels are SAPs between MAC and RLC.

也就是说传输信道是MAC层和物理层之间的业务接入点，逻辑信道是MAC层和RLC层的业务接入点。

一、逻辑信道

引用协议中的原文：

The MAC sublayer provides data transfer services on logical channels. To accommodate different kinds of data transfer services, multiple types of logical channels are defined i.e. each supporting transfer of a particular type of information.

Each logical channel type is defined by what type of information is transferred.

也就是说逻辑信道只关注传输的信息是什么，根据传输的是控制信息还是业务信息，逻辑信道分为:

控制信道

业务信道

控制信道用于传输控制面信息：

广播控制信道（BCCH， Broadcast Control Channel）：用于广播系统控制信息的下行信道。它在用户的实际工作开始之前，传送一些必要的通知信息。

寻呼控制信道（PCCH，Paging Control Channel）：用于传输寻呼信息和系统信息变化通知的下行信道。寻人启事类消息的入口，一般用于被叫流程。

公共控制信道（CCCH，Common Control Channel）：在UE和网络之间还没有建立RRC连接时，用于发送控制信息。类似于主管和员工间协调工作用的渠道。

专用控制信道（DCCH，Dedicated Control Channel）：用于在RRC连接建立之后，UE和网络之间发送一对一的专用控制信息。类似于主管和亲信之间协调工作的渠道。

多播控制信道（MCCH，Multicast Control Channel）：点对多点的下行控制信息的传送信道。类似于领导给多个下属下达搬运货物的指示的渠道。

业务信道仅用于传输用户面信息：

专用业务信道（DTCH，Dedicated Traffic Channel）：专用于一个UE的点对点用户信息传输的信道，上下行链路中都有。按照控制信道的命令或指示，把货物从这里搬到那里。

多播业务信道（MTCH，Multicast Traffic Channel）：点对多点的下行数据传送渠道。

LTE和UMTS逻辑信道对比

二、传输信道

传输信道不关心传输的是什么，而是怎么传。

UMTS的传输信道分为专用信道和公共信道；而LTE的传输信道都属于公共信道。

下行：

广播信道（BCH，Broadcast Channel）：通过广播的方式，给整个小区传输下行控制信息。

下行共享信道（DL-SCH，Downlink Shared Channel）：规定了待搬运货物的传送格式。用于传送业务数据。

寻呼信道（PCH，Paging Channel）：用于传输寻呼信息。

上行：

上行共享信道（UL-SCH，Uplink Shared Channel）：规定了待搬运货物的传送格式。用于传送业务数据。方向为从终端到网络。

随机接入信道（RACH，Random Access Channel）：规定了终端接入网络时的初始协调信息格式。

LTE和UMTS传输信道对比

三、 物理信道

物理信道就是信号实际传输的通道。

在LTE中，物理信道是由特定的子载波、时隙、天线口确定的。

物理信道一般要进行两大处理过程：比特级处理（在二进制比特数字流上添加CRC校验；进行信道编码、交织、速率匹配、加扰）和符号级处理（调制、层映射、预编码、资源块映射、天线发送等）。

在发送端，先进行比特级处理，再进行符号级处理。在接收端，顺序反过来。

下行：

物理广播信道（PBCH，Physical broadcast channel）并不是所有广而告之的消息都从这里广播。部分是通过PDSCH传的。PBCH承载的是小区ID等系统信息，用于小区搜索过程。

物理下行共享信道（PDSCH，Physical downlink shared channel）承载下行用户的业务数据。主要干活的就是这个信道。

物理下行控制信道（PDCCH，Physical downlink control channel）承载资源分配的控制信息。对PDSCH发号施令。寻呼指示以及随机接入响应需要用这个信道。

上行：

物理随机接入信道（PRACH，Physical random-access channel）承载UE想接入网络时的信号 -- 随机接入前导。

物理上行共享信道（PUSCH，Physical uplink shared channel）承载上行用户数据。上行主要干活的信道。

物理上行控制信道（PUCCH，Physical uplink control channel）是上行方向对PUSCH发号施令的。承载着HARQ的ACK/NACK，调度请求，信道质量指示等信息。

RRC接入过程中的一张下行信道对应图