信道是不同类型的信息，按照不同传输格式、⽤不同的物理资源承载的信息通道。根据信息类型的不同、处理过程的不同可将信道分为多种类型。 重点介绍LTE的逻辑信道、传输信道、物理信道等常见的信道类型，并和3G相应的信道类型作了⽐较，通过⽐较可以加深LTE信道结构的理解。最后给出LTE从逻辑信道到传输信道，再到物理信道的映射关系。
依据不同的货物类型，采⽤不同的处理⼯艺，选择相应的运送过程，最后保证接收⽅及时正确地接受货物。
1.信道结构
1.1 信道的含义
班主任工作量信道就是信息的通道。不同的信息类型需要经过不同的处理过程。
⼴义地讲，发射端信源信息经过层三、层⼆、物理层处理，在通过⽆线环境到接收端，经过物理层、层⼆、层三的处理被⽤户⾼层所识别的全部环节，就是信道。
信道就是信息处理的流⽔线。上⼀道⼯序和下⼀道⼯序是相互配合、相互⽀撑的关系。上⼀道⼯序把⾃⼰处理完的信息交给下⼀道⼯序时，要有⼀个双⽅都认可的标准，这个标准就是业务接⼊点（Service Access Point，SAP）。
协议的层与层之间要有许多这样的业务接⼊点，以便接收不同类别的信息。狭义的讲，不同协议之间的SAP就是信道。
1.2 三类信道
LTE采⽤UMTS相同的三种信道：逻辑信道、传输信道和物理信道。从协议栈⾓度来看，逻辑信道是MAC层和RLC层之间的，传输信道是物理层和MAC层之间的，物理信道是物理层的，如图所⽰。
逻辑信道关注的是传输什么内容，什么类别的信息。信息⾸先要被分为两种类型：控制消息（控制平⾯的信令，如⼴播类消息、寻呼类消息）和业务消息（业务平⾯的消息，承载着⾼层传来的实际数据）。逻辑信道是⾼层信息传到MAC层的SAP。
传输信道关注的是怎样传？形成怎样的传输块（TB）？不同类型的传输信道对应的是空中接⼝上不同信号的基带处理⽅式，如调制编码⽅式、交织⽅式、冗余校验⽅式、空间复⽤⽅式等内容。根据对资源占有的程度不同，传输信道还可以分为共享信道和专⽤信道。前者就是多个⽤户共同占⽤信道资源，⽽后者就是由某⼀个⽤户独占信道资源。 与MAC层强相关的信道有传输信道和逻辑信道。传输信道是物理层提供给MAC层的服务，MAC可以利⽤传输信道向物理层发送和接受数据；⽽逻辑信道则是MAC层向RLC层提供的服务，RLC层可以使⽤逻辑信道向MAC层发送和接受数据。
MAC层⼀般包括很多功能模块，如传输调度模块、MBMS功能模块、传输块TB产⽣模块等。经过MAC层处理的消息向上传给RLC层的业务接⼊点，要变成逻辑信道的消息；向下传送到物理层的业务接⼊点，要变成传输信道的消息。
物理信道就是信号在⽆线环境中传送的⽅式，即空中接⼝的承载媒体。物理信道对应的是实际的射频资源，如时隙（时间）、⼦载波（频率）、天线⼝（空间）。物理信道就是确定好编码交织⽅式、调制⽅式，在特定的频域、时域、空域上发送数据的⽆线通道。根据物理信道所承载的上层信息不同，定义了不同类型的物理信道。
1.3 LTE与UMTS信道总体⽐较
和UMTS的信道结构相⽐，LTE的信道结构做了很⼤简化。传输信道从原来的9个减为现在的5个，物理信道从20个信道简化为LTE的上⾏3个，下⾏6个，再加上2个参考信号。
2.逻辑信道
根据传送消息的不同类型，逻辑信道分为两类：控制信道、业务信道。
2.1 五个控制信道
MAC层提供的控制信道有以下五个：
⼴播控制信道（Broadcast Control Channel，BCCH）是⼴⽽告之的消息⼊⼝，⾯向辖区内的所有⽤户⼴播控制信息。BCCH是⽹络到⽤户的⼀个下⾏信道，他传送的信息是在⽤户实际⼯作开始之前，做⼀些必要的通知⼯作。他是协调、控制、管理⽤户⾏为的重要信息。虽不⼲业务上的活，但没有它业务信道就不知如何开始⼯作。
寻呼控制信道（Paging Control Channel，PCCH）是寻⼈启事类消息的⼊⼝。当不知道⽤户具体处在哪个⼩区的时候，⽤于发送寻呼消息。PCCH也是⼀个⽹络到⽤户的下⾏信道，⼀般⽤于被叫流程（主叫流程⽐被叫流程少⼀个寻呼消息）。
公共控制信道（Common Control Channel，CCCH）类似主管和员⼯之间协调⼯作时信息交互的⼊⼝，⽤于多⼈⼲活时，协调彼此动作的信息渠道。CCCH是上、下⾏双向和点对多点的控制信息传送信道，在UE和⽹络没有建⽴RRC连接的时候使⽤。
专⽤控制信道（Dedicated Control Channel，DCCH）类似领导和某个亲信之间⾯授机宜的信息⼊⼝，
是两个建⽴了亲密关系的⼈⼲活时，协调彼此动作的信息渠道。DCCH是上、下⾏双向和点到点的控制信息传送信道，是在UE和⽹络建⽴了RRC连接以后使⽤。
多播控制信道（MultiCast Control Channel，MCCH）类似领导给多个下属下达搬运⼀批货物命令的⼊⼝，是领导指挥多个下属⼲活时协调彼此⼯作的信息渠道。MCCH是点对多点的从⽹络侧到UE侧（下⾏）的MBMS控制信息的传送信道。⼀个MCCH可以⽀持⼀个或多个MTCH（MBMS业务信道）配置。MCCH在UMTS的信道结构中没有相关定义。⽹络侧类似⼀个电视台节⽬源，UE则是接收节⽬的电视机，⽽MCCH则是为了顺利发送节⽬电视台给电视机发送的控制命令，让电视机做好相关接受准备。
2.2 两个业务信道
MAC层提供的业务信道有以下两个：
专⽤业务信道（Dedicated Traffic Channel，DTCH）是待搬运货物的⼊⼝，这个⼊⼝按照控制信道的命令或指⽰，把货物从这⾥搬到那⾥，或从那⾥搬到这⾥。DTCH是UE和⽹络之间的点对点和上、下⾏双向的业务数据传送渠道。
多播业务信道（Multicast Traffice Channel，MTCH）类似要搬运的⼤批货物，也类似⼀个电视台到电
视机的节⽬传送⼊⼝。MTCH是LTE 中区别于以往制式的⼀个特⾊信道，是⼀个点对多点的从⽹络侧到UE（下⾏）传送多播业务MBMS的数据传送渠道。
2.3 LTE与UMTS逻辑信道的⽐较
LTE逻辑信道和UMTS中定义的逻辑信道，BCCH、PCCH、CCCH、DCCH这四个控制信道，DTCH业务信道是两者共有的。控制信道MCCH、业务信道MTCH是LTE为了⽀持MBMS⽽设⽴的逻辑信道，在UMTS中没有定义。
3.传输信道
传输信道定义了空中接⼝中数据传输的⽅式和特性。传输信道可以配置物理层的很多实现细节，同时物理层可以通过传输信道为MAC层提供服务。传输信道关注的不是传什么，⽽是怎么传。
UMTS的传输信道分为两类：专⽤信道和公共信道。公共信道资源是⼩区内的所有⽤户或⼀组⽤户共同分配使⽤的；⽽专⽤信道是由单个⽤户使⽤的资源。
LTE的传输信道没有定义专⽤信道，都属于公共信道（⼤家都可以⽤）或共享信道（⼤家可以同时⽤）。
LTE传输信道只有公共信道，⼀个可⾏的分类⽅法是将LTE传输信道分为上⾏和下⾏信道。但LTE的共享信道（SCH）⽀持上、下⾏两个⽅向，为了区别，将SCH分为DL-SCH和UL-SCH。
3.1 四个下⾏信道
LTE下⾏传输信道有以下四个：
⼴播信道（Broadcast Channel，BCH），为⼴⽽告之消息规范了预先定义好的固定格式、固定发送周期、固定调制编码⽅式，不允许灵活机动。BCH是在整个⼩区内发射的、固定传输格式的下⾏传输信道，⽤于给⼩区内的所有⽤户⼴播特定的系统消息。
寻呼信道（Paging Channel，PCH）规定了寻⼈启⽰传输的格式，将寻⼈启⽰贴在公告栏之前（映射到物理信道之前），要确定寻⼈启⽰的措辞、发布间隔等。寻呼信道是在整个⼩区内进⾏发送寻呼信息的⼀个下⾏传输信道。为了减少UE的耗电，UE⽀持寻呼消息的⾮连续接收（DRX）。为⽀持终端的⾮连续接收，PCH的发射与物理层产⽣的寻呼指⽰的发射是前后相随的。
下⾏共享信道（DL-SCH）规定了待搬运货物的传送格式。DL-SCH是传送业务数据的下⾏共享信道，⽀持⾃动混合重传（HARQ）；⽀持编码调制⽅式的⾃适应调制（AMC）；⽀持传输功率的动态调整；⽀持动态、半静态的资源分配。
多播信道（Multicast Channel，MCH）规定了给多个⽤户传送节⽬的传送格式，是LTE的规定区别于以往⽆线制式的下⾏传送信道。在多⼩区发送时，⽀持MBMS的同频合并模式MBSFN。MCH⽀持半静态的⽆线资源分配，在物理层上对应的是长CP的时隙。
3.2 两个上⾏信道
LTE上⾏传输信道有以下两个：
随机接⼊信道（Random Access Channel，RACH）规定了终端要接⼊⽹络时的初始协调信息格式。RACH是⼀个上⾏传输信道，在终端接⼊⽹络开始业务之前使⽤。由于终端和⽹络还没有正式建⽴链接，RACH信道使⽤开环功率控制。RACH发射信息时是基于碰撞（竞争）的资源申请机制（有⼀定的冒险精神）。
上⾏共享信道（Uplink Shared Channel，UL-SCH）和下⾏共享信道⼀样，也规定了带搬运货物的传送格式，只不过⽅向不同。UL-SCH是
传送业务数据的从终端到⽹络的上⾏共享信道，同样⽀持混合⾃动重传HARQ，⽀持编码调制⽅式的⾃适应调整（AMC）；⽀持传输功率动态调整；⽀持动态、半静态的资源分配。
上述传输信道所采⽤的编码⽅案如图。
4.物理信道
物理信道是⾼层信息在⽆线环境中的实际承载。在LTE中，物理信道是由⼀个特定的⼦载波、时隙、天线⼝确定的。即在特定的天线⼝上，对应的是⼀系列⽆线时频资源（Resource Element，RE）。
⼀个物理信道是有开始时间、结束时间、持续时间的。物理信道在时域上可以是连续的，也可以是不连续的。连续的物理信道持续时间由开始时刻到结束时刻，不连续的物理信道则须明确指⽰清楚由哪些时间⽚组成。
在LTE中，度量时间长度的单位是采样周期Ts。UMTS中度量时间长度的单位则是码⽚周期Tchip。物理信道主要⽤来承载传输信道来的数据，但还有⼀类物理信道⽆须传输信道的映射，直接承载物理层本⾝产⽣的控制信令或物理信令（下⾏：PDCCH、RS、SS；上⾏：PUCCH、RS）。这些物理信令和传输信道映射的物理信道⼀样，是有着相同的空中载体的，可以⽀持物理信道的功能。
4.1 两⼤处理过程
物理信道⼀般要进⾏两⼤处理过程：⽐特级处理和符号级处理。
从发射端⾓度看，⽐特级处理是物理信道数据处理的前端，主要是在⼆进制⽐特数据流上添加CRC校验；进⾏信道编码、交织、速率匹配以及加扰。
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加扰之后进⾏的是符号级处理，包括调制、层映射、预编码、资源块映射、天线发送等过程。
在接收端先进性的是符号级处理，然后是⽐特级处理，处理顺序与发射端不同。
4.2 六个下⾏物理信道
下⾏⽅向有六个物理信道
物理⼴播信道（Physical Broadcast Channel，PBCH）：辖区内的⼤喇叭，但并不是所有⼴⽽告之的消息都从这⾥⼴播（映射关系在下⼀节介绍），部分⼴⽽告之的消息是通过下⾏共享信道（PDSCH）通知⼤家的。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（Physical Downlink Shared Channel，PDSCH）：踏踏实实⼲活的信道，⽽且是⼀种共享信道，为⼤家服务，不偷懒，略有闲暇就接活⼲。PDSCH承载的是下⾏⽤户的业务数据。
物理下⾏控制信道（Physical Downlink Control Channel，PDCCH）：发号施令的嘴巴，不⼲实事，但⼲实事的PDSCH需要它的协调。PDCCH传送⽤户数据的资源分配的控制信息。
举例来说，UMTS中，UE在预定时刻监听物理层寻呼指⽰信道（PICH），此信道指⽰UE是否去接受寻呼消息；在LTE中因为PDCCH传输时间很短，引⼊PICH节省的能量有限，所以没有PICH，寻呼指摩托罗拉a668
⽰依靠PDCCH。UE依照特定的DRX周期在预定时刻监听PDCCH。同样UMTS有随机接⼊响应信道（AICH），指⽰UE随机接⼊成功；在LTE中，也没有物理层的随机接⼊响应信道，随机接⼊响应同样依靠PDCCH。
物理控制格式指⽰信道（Physical Control Format Indicator Channel，PCFICH）：类似藏宝图，指明了控制信息（宝藏）所在的位置。PCFICH是LTE的OFDM特性强相关的信道，承载的是控制信道在OFDM符号中的位置信息。
物理HARQ指⽰信道（Physical Hybrid ARQ Indicator Channel，PHICH）：主要负责点头摇头的⼯作，下属以此来判断上司对⼯作是否认可。PHICH承载的是混合⾃动重传（HARQ）的确认/⾮确定（ACK/NACK）信息。
物理多播信道（Physical Multicast Channel，PMCH）：类似可点播节⽬的电视⼴播塔，PMCH承载多播信息，负责把⾼层来的节⽬信息或相关控制命令传给终端。
每⼀种物理信道根据其承载的信息不同，对应着不同的调制⽅式。
付静去向PCSCH和PMCH可根据⽆线环境好坏，选择合适的调制⽅式。当信道质量好时选择⾼阶调制⽅式，如64QAM；质量差时选择低阶，如QPSK。其他信道不可变更调制⽅式。
4.3 三个上⾏物理信道
上⾏⽅向有三个物理信道。
物理随机接⼊信道（Physical Random Access Channel，PRACH）：⼲的是拜访领导时叩门的活，领导开了门才能进⾏下⾯的事，如果叩门失败后⾯的事就没法⼲了。PRACH承载UE想接⼊⽹络时的叩门信号——随机接⼊前导，⽹络⼀旦答应了，UE便可进⼀步和⽹络沟通信息。
物理上⾏共享信道（Physical Uplink Shared Channel，PUSCH）：这是⼀个上⾏⽅向踏踏实实⼲活的信道。PUSCH也采⽤共享的机制，承载上⾏⽤户数据。
物理上⾏控制信道（Physical Uplink Control Channel，PUCCH）：上⾏⽅向发号施令的嘴巴，但⼲实活的PUSCH需要它的协调。PUCCH承载着HARQ的ACK/NACK，调度请求（Scheduling Request），信道质量指⽰（Channel Quality Indicator）等信息。尼尔雌醇
PUSCH可根据信道质量好坏选择相应的调制⽅式。
PUCCH有两种调制⽅式，PRACH则采⽤Zadoff-Chu随机序列。ZC序列是⾃相关特性较好的⼀种序列（在⼀点处⾃相关值最⼤，在其他处⾃相关值为0；具有恒定幅值的互相关特性，较低的峰均⽐特性），在LTE中，发送端和接收端的⼦载波频率容易出现偏差，接收端需要对这个频偏进⾏估计，使
⽤ZC序列可以进⾏频偏的粗略估计。
5.物理信号
物理信号是物理层产⽣并使⽤的、有特定⽤途的⼀系列⽆线资源单元（Resource Element）。物理信号并不携带从⾼层来的任何信息，类似没有⾼层背景的底层员⼯，配合其他员⼯⼯作时，彼此约定好使⽤的信号。它们对⾼层⽽⾔不是直接可见的，即不存在⾼层信道的映射关系，但从系统观点来讲是必须的。
下⾏⽅向上定义了两种物理信号：参考信号（Reference Signal，RS）和同步信号（Synchronization Signal，SS）。
上⾏⽅向上，只定义了⼀种物理信号：参考信号（RS）。
5.1 下⾏参考信号
下⾏参考信号RS本质上是⼀种伪随机序列，不含任何实际信息。这个随机序列通过时间和频率组成的资源单元RE发送出去，便于接收端进⾏信道估计，也可以为接收端进⾏信号解调提供参考，类似CDMA系统中的导频信道。
难忘的八个字
RS信号如同潜藏在⼈中的特务分⼦，不断把⼀⽅的重要信息透露给另⼀⽅，便于另⼀⽅对这⼀⽅的情况进⾏判断。
频谱、衰落、⼲扰等因素都会使得发送端信号与接收端收到的信号存在⼀定偏差。信道估计的⽬的就是使接收端到这个偏差，以便正确接收信息。
信道估计并不需要时时刻刻进⾏，只需关键位置出现⼀下即可。即RS离散的分布在时、频域上，它只是对信道的时、频域特性进⾏抽样⽽已。
为保证RS能够充分且必要反映信道时频特性，RS在天线⼝的时、频单元上必须有⼀定规则。
RS分布越密集，则信道估计越准确，但开销会很⼤，占⽤过多⽆线资源会降低系统传递有⽤信号的容量。RS分布不宜过密，也不宜过分散。
RS在时、频域上的分布遵循以下准则：
（1）RS在频域上的间隔为6个⼦载波。
（2）RS在时域上的间隔为7个OFDM符号周期。
（3）为最⼤程度降低信号传送过程中的相关性，不同天线⼝的RS出现位置不宜相同。
5.2下⾏同步信号
同步信号SS⽤于⼩区搜索过程中UE和eUTRAN的时、频同步。UE和eUTRAN做业务连接的必要前提就是时隙、频率的同步。
同步信号包含两部分：
主同步信号（Primary Synchronization Signal，PSS）：⽤于符号时间对准，频率同步以及部分⼩区的ID侦测。
从同步信号（Secondary Synchronization Signal，SSS）：⽤于帧时间对准，CP长度侦测及⼩区组ID侦测。
补充：LTE的物理层⼩区ID（Physical Cell ID，PCI）分为两部分：⼩区组ID（Cell Group ID）和组内ID。LTE物理层⼩区组有168个，每个⼩区组由3个组内ID组成。于是共有168×3=504个独⽴的⼩区ID。
在频域⾥，不管系统带宽是多少，主/从同步信号总是位于系统带宽的中⼼（中间的64个⼦载波上，协议版本不同，数值不同），占据
1.25MHz的频带宽地。这样的好处是即使UE在刚开机的情况下还不知道系统带宽，也可以在相对固定⼦载波上到同步信号，⽅便进⾏⼩区搜索，如图所⽰。时域上同步信号的发送也须遵循⼀定规则，为了⽅便UE寻，要在固定的位置发送，不能过密也不能过疏。
时域⾥，同步信号在FDD-LTE和TDD-LTE的帧结构⾥的位置略有不同。协议规定FDD帧结构传送的同步信号，位于每帧（10ms）的第0个和第5个⼦帧的第1个时隙中；主同步信号位于该传送时隙的最后⼀个OFDM符号⾥；次同步信号位于该传送时隙的倒数第⼆个OFDM符号⾥，如图所⽰。
时域中TDD-LTE的同步信号位置与FDD不⼀样。TDD中，主同步信号位于特殊时隙DwPTS⾥，位置与特殊时隙的长度配置有⼀定关系；次同步信号位于0号⼦帧的1#时隙的最后⼀个符号⾥，如图所⽰。
5.3 上⾏参考信号
上⾏参考信号RS类似下⾏参考信号的实现机制。也是在特定的时频单元中发送⼀串伪随机码，类似TD-SCDMA⾥的上⾏导频信道（UpPCH），⽤于eUTRAN与UE的同步以及eUTRAN对上⾏信道进⾏估计。
上⾏参考信号有两种情况：
（1）UE和eUTRAN已建⽴业务连接
PUSCH和PUCCH传输时的导频信号，是便于eUTRAN解调上⾏信息的参考信号，这种上⾏参考信号称为解调参考信号（Demodulation Reference Signal，DM RS）。DM RS可以伴随PUSCH传输，也可以伴随PUCCH传输，占⽤的时隙位置及数量两者不同。
（2）UE和eUTRAN未建⽴业务连接
处于空闲态的UE，⽆PUSCH和PUCCH可以寄⽣。这种情况下UE发送的RS信号，不是某个信道的参考信号，⽽是⽆线环境的⼀种参考导频信号，称做环境参考信号（Sounding Reference Signal，SRS）。这时UE没有业务连接，仍然给eUTRAN汇报⼀下信道环境，是⼀种⾼尚的品质。
既然是参考信号，就需要⽅便被参考。要做到容易被参考，就需要在约定好的固定位置出现。
如图所⽰，伴随PUSCH传输的DM RS约定好的出现位置是每个时隙的第4个符号。PUCCH携带不同的信息时DM RS占⽤的时隙数不同。SRS由多少个UE发送，发送周期、带宽是多⼤可由系统调度配置。SRS⼀般在每个⼦帧的最后⼀个符号发送。
6.信道映射
信道映射是指逻辑信道、传输信道、物理信道之间的对应关系，这种对应关系包括底层信道对⾼层信道的服务⽀撑关系及⾼层信道对底层信道的控制命令关系。
LTE的信道映射关系如图所⽰。
从图中可以看出LTE信道映射的关系有以下⼏个规律：
（1）⾼层⼀定需要底层的⽀撑，⼯作需要落地；
（2）底层不⼀定都和上⾯有关系，只要⼲好⾃⼰分内的活，⽆须全部⾛上层路线；
（3）⽆论传输信道还是物理信道，共享信道⼲的活种类最多；
（4）由于信道简化、信道职能加强，映射关系变得更加清晰，传输信道DL/UL-SCH功能强⼤，物理信道PUSCH、PDSCH⽐UMTS⼲活的信道增强了很多。
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