LTE : 传输信道和逻辑信道、物理信道的区别

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The physical layer offers information transfer services to MAC and higher layers. The physical layer transport services are described by how and with what characteristics data are transferred over the radio interface. An adequate term for this is “Transport Channel“.

NOTE: This should be clearly separated from the classification of what is transported, which relates to the concept of logical channels at MAC sublayer.

1.逻辑信道、传输信道和物理信道的区别

第一个说法

1、逻辑信道:MAC层在逻辑信道上提供数据传送业务。逻辑信道类型集合是为MAC层提供的不同类型的数据传输业务而定义的。逻辑信道通常可以分为两类:控制信道和业务信道。控制信道用于传输控制平面信息,而业务信道用于传输用户平面信息。其中,控制信道包括:

  • 广播控制信道(BCCH):广播系统控制信息的下行链路信道;
  • 寻呼控制信道(PCCH):传输寻呼信息的下行链路信道;
  • 专用控制信道(DCCH):在UE和RNC之间发送专用控制信息的点对点双向信道,该信道在RRC连接建立过程期间建立;
  • 公共控制信道(CCCH):在网络和UE之间发送控制信息的双向信道,这个逻辑信道总是映射到RACH/FACH传输信道。

业务信道包括:

  • 专用业务信道(DTCH):专用业务信道是为传输用户信息的专用于一个UE的点对点信道。该信道在上行链路和下行链路都存在。
  • 公共业务信道(CTCH):向全部或者一组特定UE传输专用用户信息的点到多点下行链路。

2、传输信道:传输信道定义了在空中接口上数据传输的方式和特性。一般分为两类:专用信道公共信道。专用信道使用UE的内在寻址方式;公共信道如果需要寻址,必须使用明确的UE寻址方式。其中,仅存在一种类型的专用信道,即专用传输信道(DCH)。它是一个上行或下行传输信道。DCH在整个小区或小区内的某一部分使用波束赋形的天线进行发射。另外,UTRA定义了六类公共传输信道:BCH, FACH, PCH, RACH, CPCH和DSCH。

  • 广播信道(BCH):是一个下行传输信道,用于广播系统或小区特定的信息。BCH总是在整个小区内发射,并且有一个单独的传送格式;
  • 前向接入信道(FACH):是一个下行传输信道。FACH在整个小区或小区内某一部分使用波束赋形的天线进行发射。FACH使用慢速功控;
  • 寻呼信道(PCH):是一个下行传输信道。 PCH总是在整个小区内进行发送。PCH的发射与物理层产生的寻呼指示的发射是相随的,以支持有效的睡眠模式;
  • 随机接入信道(RACH):是一个上行传输信道。RACH总是在整个小区内进行接收。RACH的特性是带有碰撞冒险,使用开环功率控制;
  • 公共分组信道(CPCH):是一个上行传输信道。CPCH与一个下行链路的专用信道相随,该专用信道用于提供上行链路CPCH的功率控制和CPCH控制命令(例:紧急停止)。CPCH的特性是带有初始的碰撞冒险和使用内环功率控制;
  • 下行共享信道(DSCH):是一个被一些UEs共享的下行传输信道。DSCH与一个或几个下行DCH相随路。DSCH使用波束赋形天线在整个小区内发射,或在一部分小区内发射。

3、物理信道:一个物理信道用一个特定的载频、扰码、信道化码(可选的)、开始和结束时间(有一段持续时间)来定义。对WCDMA来讲,一个10ms的无线帧被分成15个时隙(在码片速率3.84Mcps时为2560chip/slot)。一个物理信道定义为一个码(或多个码)。传输信道被描述(比物理层更抽象的高层)为可以映射到物理信道上。在物理层看来,映射是从一个编码组合传输信道(CCTrCH)到物理信道的数据部分。除了数据部分,还有信道控制部分和物理信令。对于上行物理信道,有:

  • 上行链路专用物理数据信道(UL-DPCH);
  • 物理随机接入信道(PRACH);
  • 物理公共分组信道(PCPCH),

对于下行物理信道,有:

  • 下行链路专用物理信道(DL-DPCH);
  • 物理下行共享信道(PDSCH);
  • 公共导频信道(CPICH);
  • 同步信道(SCH);
  • 基本公共控制物理信道(P-CCPCH);
  • 辅助公共控制物理信道(S-CCPCH);
  • 捕获指示信道(AICH);
    寻呼指示信道(PICH);
  • 接入前缀捕获指示信道(AP-AICH);
  • 冲突检测信道分配指示信道(CD/CA-ICH);
  • CPCH状态指示信道(CSICH)。

其实信道、链路等等都是人为的概念,是对一系列数据流或调制后的信号的分类名称,其名称是以信号的功用来确定的。

逻辑信道定义传送信息的类型,这些信息可能是独立成块的数据流,也可能是夹杂在一起但是有确定起始位的数据流,这些数据流是包括所有用户的数据。

传输信道是在对逻辑信道信息进行特定处理后再加上传输格式等指示信息后的数据流,这些数据流仍然包括所有用户的数据。

物理信道则是将属于不同用户、不同功用的传输信道数据流分别按照相应的规则确定其载频、扰码、扩频码、开始结束时间等进行相关的操作,并在最终调制为模拟射频信号发射出去。

不同物理信道上的数据流分别属于不同的用户或者是不同的功用。链路则是特定的信源与特定的用户之间所有信息传送中的状态与内容的名称,比如说某用户与基站之间上行链路代表二者之间信息数据的内容以及经历的一起操作过程。链路包括上行、下行等。

简单来讲,

  • 逻辑信道={所有用户(包括基站,终端)的纯数据集合}
  • 传输信道={定义传输特征参数并进行特定处理后的所有用户的数据集合}
  • 物理信道={定义物理媒介中传送特征参数的各个用户的数据的总称}

打个比方,某人写信给朋友,

  • 逻辑信道=信的内容
  • 传输信道=平信、挂号信、航空快件等等
  • 物理信道=写上地址,贴好邮票后的信件

可以看得出来,传输信道的定义似乎是可有可无的,个人认为这仅仅是规范制定时,由于分工合作时产生的,可以不必太在意。

第二个说法

在WCDMA中规范定义了三种信道,分别是逻辑信道、传输信道和物理信道。逻辑信道概念与GSM中逻辑信道的概念完全一样,按照消息的类别不同,将业务和信令消息进行分类,获得相应的信道称为逻辑信道,这种信道的定义只是逻辑上人为的定义。传输信道对应的是空中接口上不同信号的基带处理方式,根据不同的处理方式来描述信道的特性参数,构成了传输信道的概念,具体来说,就是信号的信道编码、选择的交织方式(交织周期、块内块间交织方式等)、CRC冗余校验的选择、块的分段等过程的不同,而定义了不同类别的传输信道。物理信道就是空中接口上的频率加码字(扩频吗+扰码)。物理信道就是空中接口的承载媒体,根据它所承载的上层信息的不同定义了不同类的物理信道。

举例说明三类信道的关系,如一个人出差,他所带的东西(领带、衬衣)可以比喻为逻辑信道,不同的东西就构成了不同的逻辑信道,每种东西放置到不同的容器中,这些容器(领带夹、衬衣套)就构成了传输信道,最终这些东西要放置到行李箱中,行李箱就是物理信道。

所以在整个从逻辑信道到传输信道到物理信道的映射关系,存在着多次复用和解复用的过程。多个逻辑信道可能映射到同一个传输信道上,多个传输信道可能映射到同一个物理信道上。所以在功能协议层中会有每一层的复用和解复用的功能。这种映射关系在规范中是动态的,也是协议层的重点内容。在初期为了概念的理解,只给出固定的映射关系。

对于物理信道,除了与上层有映射关系的物理信道外,还有一些纯粹由物理层产生的物理信道。所以物理信道又分成二类,称为纯粹物理信道(pure phy channel)和普通物理信道(normal phy channel)。与上层有映射关系的就是普通物理信道,与上层没有任何映射关系直接由物理层产生的码片序列信道就是纯粹物理信道。纯粹物理信道在整个无线接口通信过程中起着非常重要的作用。

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