通道是不同型別的資訊，按照不同傳輸格式、用不同的物理資源承載的資訊通道。根據資訊型別的不同、處理過程的不同可將通道分為多種型別。

重點介紹LTE的邏輯通道、傳輸通道、物理通道等常見的通道型別，並和3G相應的通道型別作了比較，通過比較可以加深LTE通道結構的理解。最後給出LTE從邏輯通道到傳輸通道，再到物理通道的對映關係。

依據不同的貨物型別，採用不同的處理工藝，選擇相應的運送過程，最後保證接收方及時正確地接受貨物。

1.通道結構
1.1 通道的含義
通道就是資訊的通道。不同的資訊型別需要經過不同的處理過程。

廣義地講，發射端信源資訊經過層三、層二、物理層處理，在通過無線環境到接收端，經過物理層、層二、層三的處理被使用者高層所識別的全部環節，就是通道。

通道就是資訊處理的流水線。上一道工序和下一道工序是相互配合、相互支撐的關係。上一道工序把自己處理完的資訊交給下一道工序時，要有一個雙方都認可的標準，這個標準就是業務接入點（Service Access Point，SAP）。

協議的層與層之間要有許多這樣的業務接入點，以便接收不同類別的資訊。狹義的講，不同協議之間的SAP就是通道。

1.2 三類通道
LTE採用UMTS相同的三種通道：邏輯通道、傳輸通道和物理通道。從協議棧角度來看，邏輯通道是MAC層和RLC層之間的，傳輸通道是物理層和MAC層之間的，物理通道是物理層的，如圖所示。

邏輯通道關注的是傳輸什麼內容，什麼類別的資訊。資訊首先要被分為兩種型別：控制訊息（控制平面的信令，如廣播類訊息、尋呼類訊息）和業務訊息（業務平面的訊息，承載著高層傳來的實際資料）。邏輯通道是高層資訊傳到MAC層的SAP。

傳輸通道關注的是怎樣傳？形成怎樣的傳輸塊（TB）？不同型別的傳輸通道對應的是空中介面上不同訊號的基帶處理方式，如調製編碼方式、交織方式、冗餘校驗方式、空間複用方式等內容。根據對資源佔有的程度不同，傳輸通道還可以分為共享通道和專用通道。前者就是多個使用者共同佔用通道資源，而後者就是由某一個使用者獨佔通道資源。

與MAC層強相關的通道有傳輸通道和邏輯通道。傳輸通道是物理層提供給MAC層的服務，MAC可以利用傳輸通道向物理層傳送和接受資料；而邏輯通道則是MAC層向RLC層提供的服務，RLC層可以使用邏輯通道向MAC層傳送和接受資料。

MAC層一般包括很多功能模組，如傳輸排程模組、MBMS功能模組、傳輸塊TB產生模組等。經過MAC層處理的訊息向上傳給RLC層的業務接入點，要變成邏輯通道的訊息；向下傳送到物理層的業務接入點，要變成傳輸通道的訊息。

物理通道就是訊號在無線環境中傳送的方式，即空中介面的承載媒體。物理通道對應的是實際的射頻資源，如時隙（時間）、子載波（頻率）、天線口（空間）。物理通道就是確定好編碼交織方式、調製方式，在特定的頻域、時域、空域上傳送資料的無線通道。根據物理通道所承載的上層資訊不同，定義了不同型別的物理通道。

1.3 LTE與UMTS通道總體比較
和UMTS的通道結構相比，LTE的通道結構做了很大簡化。傳輸通道從原來的9個減為現在的5個，物理通道從20個通道簡化為LTE的上行3個，下行6個，再加上2個參考訊號。

2.邏輯通道
根據傳送訊息的不同型別，邏輯通道分為兩類：控制通道、業務通道。

2.1 五個控制通道
MAC層提供的控制通道有以下五個：

廣播控制通道（Broadcast Control Channel，BCCH）是廣而告之的訊息入口，面向轄區內的所有使用者廣播控制資訊。BCCH是網路到使用者的一個下行通道，他傳送的資訊是在使用者實際工作開始之前，做一些必要的通知工作。他是協調、控制、管理使用者行為的重要資訊。雖不幹業務上的活，但沒有它業務通道就不知如何開始工作。

尋呼控制通道（Paging Control Channel，PCCH）是尋人啟事類訊息的入口。當不知道使用者具體處在哪個小區的時候，用於傳送尋呼訊息。PCCH也是一個網路到使用者的下行通道，一般用於被叫流程（主叫流程比被叫流程少一個尋呼訊息）。

公共控制通道（Common Control Channel，CCCH）類似主管和員工之間協調工作時資訊互動的入口，用於多人幹活時，協調彼此動作的資訊渠道。CCCH是上、下行雙向和點對多點的控制資訊傳送通道，在UE和網路沒有建立RRC連線的時候使用。

專用控制通道（Dedicated Control Channel，DCCH）類似領導和某個親信之間面授機宜的資訊入口，是兩個建立了親密關係的人幹活時，協調彼此動作的資訊渠道。DCCH是上、下行雙向和點到點的控制資訊傳送通道，是在UE和網路建立了RRC連線以後使用。

多播控制通道（MultiCast Control Channel，MCCH）類似領導給多個下屬下達搬運一批貨物命令的入口，是領導指揮多個下屬幹活時協調彼此工作的資訊渠道。MCCH是點對多點的從網路側到UE側（下行）的MBMS控制資訊的傳送通道。一個MCCH可以支援一個或多個MTCH（MBMS業務通道）配置。MCCH在UMTS的通道結構中沒有相關定義。網路側類似一個電視臺節目源，UE則是接收節目的電視機，而MCCH則是為了順利傳送節目電視臺給電視機發送的控制命令，讓電視機做好相關接受準備。

2.2 兩個業務通道
MAC層提供的業務通道有以下兩個：

專用業務通道（Dedicated Traffic Channel，DTCH）是待搬運貨物的入口，這個入口按照控制通道的命令或指示，把貨物從這裡搬到那裡，或從那裡搬到這裡。DTCH是UE和網路之間的點對點和上、下行雙向的業務資料傳送渠道。

多播業務通道（Multicast Traffice Channel，MTCH）類似要搬運的大批貨物，也類似一個電視臺到電視機的節目傳送入口。MTCH是LTE中區別於以往制式的一個特色通道，是一個點對多點的從網路側到UE（下行）傳送多播業務MBMS的資料傳送渠道。

2.3 LTE與UMTS邏輯通道的比較
LTE邏輯通道和UMTS中定義的邏輯通道，BCCH、PCCH、CCCH、DCCH這四個控制通道，DTCH業務通道是兩者共有的。控制通道MCCH、業務通道MTCH是LTE為了支援MBMS而設立的邏輯通道，在UMTS中沒有定義。

3.傳輸通道
傳輸通道定義了空中介面中資料傳輸的方式和特性。傳輸通道可以配置物理層的很多實現細節，同時物理層可以通過傳輸通道為MAC層提供服務。傳輸通道關注的不是傳什麼，而是怎麼傳。

UMTS的傳輸通道分為兩類：專用通道和公共通道。公共通道資源是小區內的所有使用者或一組使用者共同分配使用的；而專用通道是由單個使用者使用的資源。

LTE的傳輸通道沒有定義專用通道，都屬於公共通道（大家都可以用）或共享通道（大家可以同時用）。

LTE傳輸通道只有公共通道，一個可行的分類方法是將LTE傳輸通道分為上行和下行通道。但LTE的共享通道（SCH）支援上、下行兩個方向，為了區別，將SCH分為DL-SCH和UL-SCH。

3.1 四個下行通道
LTE下行傳輸通道有以下四個：

廣播通道（Broadcast Channel，BCH），為廣而告之訊息規範了預先定義好的固定格式、固定傳送週期、固定調製編碼方式，不允許靈活機動。BCH是在整個小區內發射的、固定傳輸格式的下行傳輸通道，用於給小區內的所有使用者廣播特定的系統訊息。

尋呼通道（Paging Channel，PCH）規定了尋人啟示傳輸的格式，將尋人啟示貼在公告欄之前（對映到物理通道之前），要確定尋人啟示的措辭、釋出間隔等。尋呼通道是在整個小區內進行傳送尋呼資訊的一個下行傳輸通道。為了減少UE的耗電，UE支援尋呼訊息的非連續接收（DRX）。為支援終端的非連續接收，PCH的發射與物理層產生的尋呼指示的發射是前後相隨的。

下行共享通道（DL-SCH）規定了待搬運貨物的傳送格式。DL-SCH是傳送業務資料的下行共享通道，支援自動混合重傳（HARQ）；支援編碼調製方式的自適應調製（AMC）；支援傳輸功率的動態調整；支援動態、半靜態的資源分配。

多播通道（Multicast Channel，MCH）規定了給多個使用者傳送節目的傳送格式，是LTE的規定區別於以往無線制式的下行傳送通道。在多小區傳送時，支援MBMS的同頻合併模式MBSFN。MCH支援半靜態的無線資源分配，在物理層上對應的是長CP的時隙。

3.2  兩個上行通道
LTE上行傳輸通道有以下兩個：

隨機接入通道（Random Access Channel，RACH）規定了終端要接入網路時的初始協調資訊格式。RACH是一個上行傳輸通道，在終端接入網路開始業務之前使用。由於終端和網路還沒有正式建立連結，RACH通道使用開環功率控制。RACH發射資訊時是基於碰撞（競爭）的資源申請機制（有一定的冒險精神）。

上行共享通道（Uplink Shared Channel，UL-SCH）和下行共享通道一樣，也規定了帶搬運貨物的傳送格式，只不過方向不同。UL-SCH是傳送業務資料的從終端到網路的上行共享通道，同樣支援混合自動重傳HARQ，支援編碼調製方式的自適應調整（AMC）；支援傳輸功率動態調整；支援動態、半靜態的資源分配。

上述傳輸通道所採用的編碼方案如圖。

4.物理通道
物理通道是高層資訊在無線環境中的實際承載。在LTE中，物理通道是由一個特定的子載波、時隙、天線口確定的。即在特定的天線口上，對應的是一系列無線時頻資源（Resource Element，RE）。

一個物理通道是有開始時間、結束時間、持續時間的。物理通道在時域上可以是連續的，也可以是不連續的。連續的物理通道持續時間由開始時刻到結束時刻，不連續的物理通道則須明確指示清楚由哪些時間片組成。

在LTE中，度量時間長度的單位是取樣週期Ts。UMTS中度量時間長度的單位則是碼片週期Tchip。物理通道主要用來承載傳輸通道來的資料，但還有一類物理通道無須傳輸通道的對映，直接承載物理層本身產生的控制信令或物理信令（下行：PDCCH、RS、SS；上行：PUCCH、RS）。這些物理信令和傳輸通道對映的物理通道一樣，是有著相同的空中載體的，可以支援物理通道的功能。

4.1 兩大處理過程
物理通道一般要進行兩大處理過程：位元級處理和符號級處理。

從發射端角度看，位元級處理是物理通道資料處理的前端，主要是在二進位制位元資料流上新增CRC校驗；進行通道編碼、交織、速率匹配以及加擾。

加擾之後進行的是符號級處理，包括調製、層對映、預編碼、資源塊對映、天線傳送等過程。

在接收端先進性的是符號級處理，然後是位元級處理，處理順序與發射端不同。

4.2 六個下行物理通道
下行方向有六個物理通道

物理廣播通道（Physical Broadcast Channel，PBCH）：轄區內的大喇叭，但並不是所有廣而告之的訊息都從這裡廣播（對映關係在下一節介紹），部分廣而告之的訊息是通過下行共享通道（PDSCH）通知大家的。PBCH承載的是小區ID等系統資訊，用於小區搜尋過程。

物理下行共享通道（Physical Downlink Shared Channel，PDSCH）：踏踏實實幹活的通道，而且是一種共享通道，為大家服務，不偷懶，略有閒暇就接活幹。PDSCH承載的是下行使用者的業務資料。

物理下行控制通道（Physical Downlink Control Channel，PDCCH）：發號施令的嘴巴，不幹實事，但幹實事的PDSCH需要它的協調。PDCCH傳送使用者資料的資源分配的控制資訊。

舉例來說，UMTS中，UE在預定時刻監聽物理層尋呼指示通道（PICH），此通道指示UE是否去接受尋呼訊息；在LTE中因為PDCCH傳輸時間很短，引入PICH節省的能量有限，所以沒有PICH，尋呼指示依靠PDCCH。UE依照特定的DRX週期在預定時刻監聽PDCCH。同樣UMTS有隨機接入響應通道（AICH），指示UE隨機接入成功；在LTE中，也沒有物理層的隨機接入響應通道，隨機接入響應同樣依靠PDCCH。

物理控制格式指示通道（Physical Control Format Indicator Channel，PCFICH）：類似藏寶圖，指明瞭控制資訊（寶藏）所在的位置。PCFICH是LTE的OFDM特性強相關的通道，承載的是控制通道在OFDM符號中的位置資訊。

物理HARQ指示通道（Physical Hybrid ARQ Indicator Channel，PHICH）：主要負責點頭搖頭的工作，下屬以此來判斷上司對工作是否認可。PHICH承載的是混合自動重傳（HARQ）的確認/非確定（ACK/NACK）資訊。

物理多播通道（Physical Multicast Channel，PMCH）：類似可點播節目的電視廣播塔，PMCH承載多播資訊，負責把高層來的節目資訊或相關控制命令傳給終端。

每一種物理通道根據其承載的資訊不同，對應著不同的調製方式。

PCSCH和PMCH可根據無線環境好壞，選擇合適的調製方式。當通道質量好時選擇高階調製方式，如64QAM；質量差時選擇低階，如QPSK。其他通道不可變更調製方式。

4.3 三個上行物理通道
上行方向有三個物理通道。

物理隨機接入通道（Physical Random Access Channel，PRACH）：乾的是拜訪領導時叩門的活，領導開了門才能進行下面的事，如果叩門失敗後面的事就沒法幹了。PRACH承載UE想接入網路時的叩門訊號——隨機接入前導，網路一旦答應了，UE便可進一步和網路溝通訊息。

物理上行共享通道（Physical Uplink Shared Channel，PUSCH）：這是一個上行方向踏踏實實幹活的通道。PUSCH也採用共享的機制，承載上行使用者資料。

物理上行控制通道（Physical Uplink Control Channel，PUCCH）：上行方向發號施令的嘴巴，但幹實活的PUSCH需要它的協調。PUCCH承載著HARQ的ACK/NACK，排程請求（Scheduling Request），通道質量指示（Channel Quality Indicator）等資訊。

PUSCH可根據通道質量好壞選擇相應的調製方式。

PUCCH有兩種調製方式，PRACH則採用Zadoff-Chu隨機序列。ZC序列是自相關特性較好的一種序列（在一點處自相關值最大，在其他處自相關值為0；具有恆定幅值的互相關特性，較低的峰均位元性），在LTE中，傳送端和接收端的子載波頻率容易出現偏差，接收端需要對這個頻偏進行估計，使用ZC序列可以進行頻偏的粗略估計。

5.物理訊號
物理訊號是物理層產生並使用的、有特定用途的一系列無線資源單元（Resource Element）。物理訊號並不攜帶從高層來的任何資訊，類似沒有高層背景的底層員工，配合其他員工工作時，彼此約定好使用的訊號。它們對高層而言不是直接可見的，即不存在高層通道的對映關係，但從系統觀點來講是必須的。

下行方向上定義了兩種物理訊號：參考訊號（Reference Signal，RS）和同步訊號（Synchronization Signal，SS）。

上行方向上，只定義了一種物理訊號：參考訊號（RS）。

5.1 下行參考訊號
下行參考訊號RS本質上是一種偽隨機序列，不含任何實際資訊。這個隨機序列通過時間和頻率組成的資源單元RE傳送出去，便於接收端進行通道估計，也可以為接收端進行訊號解調提供參考，類似CDMA系統中的導頻通道。

RS訊號如同潛藏在人群中的特務分子，不斷把一方的重要資訊透露給另一方，便於另一方對這一方的情況進行判斷。

頻譜、衰落、干擾等因素都會使得傳送端訊號與接收端收到的訊號存在一定偏差。通道估計的目的就是使接收端找到這個偏差，以便正確接收資訊。

通道估計並不需要時時刻刻進行，只需關鍵位置出現一下即可。即RS離散的分佈在時、頻域上，它只是對通道的時、頻域特性進行抽樣而已。

為保證RS能夠充分且必要反映通道時頻特性，RS在天線口的時、頻單元上必須有一定規則。

RS分佈越密集，則通道估計越準確，但開銷會很大，佔用過多無線資源會降低系統傳遞有用訊號的容量。RS分佈不宜過密，也不宜過分散。

RS在時、頻域上的分佈遵循以下準則：

（1）RS在頻域上的間隔為6個子載波。

（2）RS在時域上的間隔為7個OFDM符號週期。

（3）為最大程度降低訊號傳送過程中的相關性，不同天線口的RS出現位置不宜相同。

5.2下行同步訊號
同步訊號SS用於小區搜尋過程中UE和eUTRAN的時、頻同步。UE和eUTRAN做業務連線的必要前提就是時隙、頻率的同步。

同步訊號包含兩部分：

主同步訊號（Primary  Synchronization Signal，PSS）：用於符號時間對準，頻率同步以及部分小區的ID偵測。

從同步訊號（Secondary Synchronization Signal，SSS）：用於幀時間對準，CP長度偵測及小區組ID偵測。

補充：LTE的物理層小區ID（Physical Cell ID，PCI）分為兩部分：小區組ID（Cell Group ID）和組內ID。LTE物理層小區組有168個，每個小區組由3個組內ID組成。於是共有168×3=504個獨立的小區ID。

在頻域裡，不管系統頻寬是多少，主/從同步訊號總是位於系統頻寬的中心（中間的64個子載波上，協議版本不同，數值不同），佔據1.25MHz的頻頻寬地。這樣的好處是即使UE在剛開機的情況下還不知道系統頻寬，也可以在相對固定子載波上找到同步訊號，方便進行小區搜尋，如圖所示。時域上同步訊號的傳送也須遵循一定規則，為了方便UE尋找，要在固定的位置傳送，不能過密也不能過疏。

時域裡，同步訊號在FDD-LTE和TDD-LTE的幀結構裡的位置略有不同。協議規定FDD幀結構傳送的同步訊號，位於每幀（10ms）的第0個和第5個子幀的第1個時隙中；主同步訊號位於該傳送時隙的最後一個OFDM符號裡；次同步訊號位於該傳送時隙的倒數第二個OFDM符號裡，如圖所示。

時域中TDD-LTE的同步訊號位置與FDD不一樣。TDD中，主同步訊號位於特殊時隙DwPTS裡，位置與特殊時隙的長度配置有一定關係；次同步訊號位於0號子幀的1#時隙的最後一個符號裡，如圖所示。

5.3 上行參考訊號
上行參考訊號RS類似下行參考訊號的實現機制。也是在特定的時頻單元中傳送一串偽隨機碼，類似TD-SCDMA裡的上行導頻通道（UpPCH），用於eUTRAN與UE的同步以及eUTRAN對上行通道進行估計。

上行參考訊號有兩種情況：

（1）UE和eUTRAN已建立業務連線

PUSCH和PUCCH傳輸時的導頻訊號，是便於eUTRAN解調上行資訊的參考訊號，這種上行參考訊號稱為解調參考訊號（Demodulation Reference Signal，DM RS）。DM RS可以伴隨PUSCH傳輸，也可以伴隨PUCCH傳輸，佔用的時隙位置及數量兩者不同。

（2）UE和eUTRAN未建立業務連線

處於空閒態的UE，無PUSCH和PUCCH可以寄生。這種情況下UE傳送的RS訊號，不是某個通道的參考訊號，而是無線環境的一種參考導頻訊號，稱做環境參考訊號（Sounding Reference Signal，SRS）。這時UE沒有業務連線，仍然給eUTRAN彙報一下通道環境，是一種高尚的品質。

既然是參考訊號，就需要方便被參考。要做到容易被參考，就需要在約定好的固定位置出現。

如圖所示，伴隨PUSCH傳輸的DM RS約定好的出現位置是每個時隙的第4個符號。PUCCH攜帶不同的資訊時DM RS佔用的時隙數不同。

SRS由多少個UE傳送，傳送週期、頻寬是多大可由系統排程配置。SRS一般在每個子幀的最後一個符號傳送。

6.通道對映

通道對映是指邏輯通道、傳輸通道、物理通道之間的對應關係，這種對應關係包括底層通道對高層通道的服務支撐關係及高層通道對底層通道的控制命令關係。

LTE的通道對映關係如圖所示。

從圖中可以看出LTE通道對映的關係有以下幾個規律：

（1）高層一定需要底層的支撐，工作需要落地；

（2）底層不一定都和上面有關係，只要幹好自己分內的活，無須全部走上層路線；

（3）無論傳輸通道還是物理通道，共享通道乾的活種類最多；

（4）由於通道簡化、通道職能加強，對映關係變得更加清晰，傳輸通道DL/UL-SCH功能強大，物理通道PUSCH、PDSCH比UMTS幹活的通道增強了很多。

引用：
https://blog.csdn.net/jyqxerxes/article/details/79052617