5G(NR)網(wǎng)絡(luò)中邏輯信道,傳輸信道和物理信道及映射

5G(NR)網(wǎng)絡(luò)中邏輯信道,傳輸信道和物理信道及映射為在5G(NR)無線接入網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行數(shù)據(jù)和信令消息傳遞,數(shù)據(jù)和信息被組織到多個(gè)信道中傳輸。通過將數(shù)據(jù)組織到各種信道,5G通信系統(tǒng)能夠以有序的方式管理和處理數(shù)據(jù)。在無線網(wǎng)絡(luò)中需要傳輸許多不同類型的數(shù)據(jù)——除用戶數(shù)據(jù)需要傳輸外，管理無線通信鏈路的控制信息以及提供同步，訪問等的數(shù)據(jù)更要優(yōu)先傳輸。邏輯信道定義:5G(NR)的媒體訪問控制(MAC)層以邏輯信道的形式向無線鏈路控制(RLC)層提供服務(wù)。邏輯信道名稱由其承載的信息類型定義,通常用于傳輸控制和配置信息或用于用戶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)信道，5G邏輯信道如下：廣播控制信道(BCCH):用于從網(wǎng)絡(luò)向小區(qū)覆蓋范圍內(nèi)的終端(UE)傳送系統(tǒng)消息。在接入系統(tǒng)之前5G(NR)需要獲取系統(tǒng)信息以了解系統(tǒng)配置。BCCH信道用于5G(NR)的獨(dú)立組網(wǎng)(SA)操作;在非獨(dú)立組網(wǎng)(NSA)中系統(tǒng)消息由LTE小區(qū)提供，沒有BCCH。尋呼控制信道(PCCH):用于尋呼網(wǎng)絡(luò)不知道具體小區(qū)位置的終端(UE)。因此尋呼消息需要在多個(gè)小區(qū)中發(fā)送。與BCCH類似,PCCH也用于SA組網(wǎng),在NSA組網(wǎng)的情況下尋呼由LTE小區(qū)提供,沒有PCCH。公共控制信道(CCCH):用于向終端(UE)傳輸關(guān)于隨機(jī)接入的控制信息專用控制信道(DCCH):用于向/從終端(UE)傳輸控制信息。該信道用于終端(UE)的單獨(dú)配置,如為不同層設(shè)置不同的參數(shù)。專用業(yè)務(wù)信道(DTCH):用于向/從終端(UE)傳輸用戶數(shù)據(jù)。這是用于傳輸所有單播上行鏈路和下行鏈路用戶數(shù)據(jù)的邏輯信道。傳輸信道定義:傳輸信道定義為信息通過無線電接口傳輸?shù)姆绞胶吞匦?。從物理層來?MAC層以傳輸信道的形式使用服務(wù)。傳輸信道上的數(shù)據(jù)被組織成傳輸塊。5G(NR)傳輸信道如下：廣播信道(BCH):用于傳輸BCCH系統(tǒng)信息,更具體地說是主信息塊(MIB)。它有一個(gè)固定的傳輸格式,由3GPP38.331規(guī)范提供。尋呼信道(PCH):該信道用于從PCCH邏輯信道傳輸尋呼信息。PCH支持非連續(xù)接收(DRX),允許設(shè)備通過僅在預(yù)定義的時(shí)間點(diǎn)喚醒接收PCH消息來節(jié)省電池電量。下行共享信道(DL-SCH):這是5G(NR)中用于傳輸下行數(shù)據(jù)的主要傳輸信道，支持5G(NR)關(guān)鍵功能，如動(dòng)態(tài)速率自適應(yīng)和信道感知調(diào)度、HARQ和空間復(fù)用。DL-SCH還用于傳輸未映射到BCH的BCCH系統(tǒng)信息的某些部分。每個(gè)設(shè)備所連接的每個(gè)小區(qū)都有一個(gè)DL-SCH。在接收系統(tǒng)信息的時(shí)隙中從設(shè)備的角度來看有一個(gè)額外的DL-SCH。上行共享信道(UL-SCH):這是DL-SCH的上行對(duì)應(yīng)鏈路,即用于傳輸上行鏈路數(shù)據(jù)的信道。隨機(jī)接入信道(RACH):RACH也是一個(gè)傳輸信道,盡管它不攜帶傳輸塊;但它傳遞了終端(UE)的接入前導(dǎo)碼(Preamble)。5G(NR)物理信道下行鏈路物理信道(3個(gè))

物理下行鏈路共享信道(PDSCH):5G(NR)物理下行鏈路共享信道，PDSCH在時(shí)間和頻率的基礎(chǔ)上承載數(shù)據(jù)共享容量。PDSCH物理信道承載多種用戶數(shù)據(jù);其中終端(UE)特定的高層控制消息從高層信道向下映射;其中包括系統(tǒng)信息塊(SIB)和Paging。PDSCH使用取決于鏈路條件(即信噪比)的自適應(yīng)調(diào)制格式,其使用靈活的編碼方案和數(shù)據(jù)速率。物理下行控制信道(PDCCH):5G(NR)物理下行控制信道承載下行控制數(shù)據(jù)。它主要功能是調(diào)度PDSCH上的下行傳輸以及PUSCH上的上行數(shù)據(jù)傳輸。PDCCH使用QPSK作為其調(diào)制格式，polar碼作為編碼方案。物理廣播信道(PBCH):它是5G信道中構(gòu)成同步信號(hào)塊的一部分。承載為終端(UE)提供的主信息塊MIB。PBCH與控制信道相結(jié)合的另一個(gè)功能是支持時(shí)間和頻率的同步。這有助于小區(qū)的獲取，選擇和重選。

PBCH使用固定數(shù)據(jù)格式,每個(gè)數(shù)據(jù)塊TTI為80ms。

PBCH使用QPSK調(diào)制,它傳輸特定于小區(qū)的解調(diào)參考信號(hào),DMRS模式可用于輔助波束成形。上行鏈路物理信道(3個(gè))

上行物理隨機(jī)接入信道(PRACH):物理隨機(jī)接入信道PRACH,用于信道接入;傳輸由具有兩種不同長(zhǎng)度序列組成的初始隨機(jī)接入前導(dǎo)碼：

長(zhǎng)序列是839應(yīng)用于1.25kHz和5kHz的子載波間隔;

短序列長(zhǎng)度139應(yīng)用于子載波間隔15kHz和30kHz(FR1頻段)和60kHz和120kHzFR2頻段）。上行物理共享信道(PUSCH):它是PDSCH的對(duì)應(yīng)部分；用于在頻率和時(shí)間共享的基礎(chǔ)上承載來自UL-SCH及其更高映射信道的數(shù)據(jù)；PUSCH具有非常靈活的格式,使用的資源塊以及取決于鏈路信噪比的靈活調(diào)制和編碼方案來進(jìn)行頻率資源的分配。為了支持信道鏈路估計(jì)和解調(diào),PUSCH中包含DMRS信號(hào)。上行物理控制信道(PUCCH):5G物理上行鏈路控制信道PUCCH承載上行鏈路控制數(shù)據(jù),取決于資源分配;上行控制信息或數(shù)據(jù)也可以在PUSCH上發(fā)送,即使在下行方向上,控制信息總是在PDCCH上發(fā)送。邏輯、傳輸和物理信道映射在5G(NR)網(wǎng)絡(luò)中MAC層功能之一是復(fù)用/解復(fù)用，還將邏輯信道映射到適當(dāng)?shù)膫鬏斝诺馈?G(NR)中邏輯信道和傳輸信道的映射如下圖所示：信道實(shí)體為了支持優(yōu)先級(jí)處理MAC層的多個(gè)邏輯信道,每個(gè)邏輯信道都有其RLC實(shí)體，MAC層可將它們復(fù)用到一個(gè)傳輸信道中再傳輸；在接收端MAC層處理對(duì)應(yīng)的解復(fù)用，并RLCPDU轉(zhuǎn)發(fā)到它們各自的RLC實(shí)體。為了支持接收端的解復(fù)用，還使用了MAC報(bào)頭。MAC層報(bào)頭結(jié)構(gòu)考慮到低延遲應(yīng)用,與LTE相比5G(NR)中MAC報(bào)頭位置得到了改進(jìn)。不是將所有MAC報(bào)頭信息放在MACPDU開頭(這意味著在調(diào)度決策可用之前不能開始MACPDU的組裝),而是將與某個(gè)MACSDU對(duì)應(yīng)的子報(bào)頭放在SDU之前。這有助于在收到調(diào)度決定之前對(duì)PDU進(jìn)行預(yù)處理。如有必要還可附加填充以對(duì)齊NR中支持的傳輸塊大小。MAC子頭包含有關(guān)RLCPDU的邏輯信道(LCID)標(biāo)識(shí)和PDU的字節(jié)