5G(NR)网络中逻辑信道,传输信道和物理信道及映射

5G(NR)网络中逻辑信道,传输信道和物理信道及映射为在5G(NR)无线接入网络中进行数据和信令消息传递,数据和信息被组织到多个信道中传输。通过将数据组织到各种信道,5G通信系统能够以有序的方式管理和处理数据。在无线网络中需要传输许多不同类型的数据——除用户数据需要传输外，管理无线通信链路的控制信息以及提供同步，访问等的数据更要优先传输。逻辑信道定义:5G(NR)的媒体访问控制(MAC)层以逻辑信道的形式向无线链路控制(RLC)层提供服务。逻辑信道名称由其承载的信息类型定义,通常用于传输控制和配置信息或用于用户数据业务信道，5G逻辑信道如下：广播控制信道(BCCH):用于从网络向小区覆盖范围内的终端(UE)传送系统消息。在接入系统之前5G(NR)需要获取系统信息以了解系统配置。BCCH信道用于5G(NR)的独立组网(SA)操作;在非独立组网(NSA)中系统消息由LTE小区提供，没有BCCH。寻呼控制信道(PCCH):用于寻呼网络不知道具体小区位置的终端(UE)。因此寻呼消息需要在多个小区中发送。与BCCH类似,PCCH也用于SA组网,在NSA组网的情况下寻呼由LTE小区提供,没有PCCH。公共控制信道(CCCH):用于向终端(UE)传输关于随机接入的控制信息专用控制信道(DCCH):用于向/从终端(UE)传输控制信息。该信道用于终端(UE)的单独配置,如为不同层设置不同的参数。专用业务信道(DTCH):用于向/从终端(UE)传输用户数据。这是用于传输所有单播上行链路和下行链路用户数据的逻辑信道。传输信道定义:传输信道定义为信息通过无线电接口传输的方式和特性。从物理层来看,MAC层以传输信道的形式使用服务。传输信道上的数据被组织成传输块。5G(NR)传输信道如下：广播信道(BCH):用于传输BCCH系统信息,更具体地说是主信息块(MIB)。它有一个固定的传输格式,由3GPP38.331规范提供。寻呼信道(PCH):该信道用于从PCCH逻辑信道传输寻呼信息。PCH支持非连续接收(DRX),允许设备通过仅在预定义的时间点唤醒接收PCH消息来节省电池电量。下行共享信道(DL-SCH):这是5G(NR)中用于传输下行数据的主要传输信道，支持5G(NR)关键功能，如动态速率自适应和信道感知调度、HARQ和空间复用。DL-SCH还用于传输未映射到BCH的BCCH系统信息的某些部分。每个设备所连接的每个小区都有一个DL-SCH。在接收系统信息的时隙中从设备的角度来看有一个额外的DL-SCH。上行共享信道(UL-SCH):这是DL-SCH的上行对应链路,即用于传输上行链路数据的信道。随机接入信道(RACH):RACH也是一个传输信道,尽管它不携带传输块;但它传递了终端(UE)的接入前导码(Preamble)。5G(NR)物理信道下行链路物理信道(3个)

物理下行链路共享信道(PDSCH):5G(NR)物理下行链路共享信道，PDSCH在时间和频率的基础上承载数据共享容量。PDSCH物理信道承载多种用户数据;其中终端(UE)特定的高层控制消息从高层信道向下映射;其中包括系统信息块(SIB)和Paging。PDSCH使用取决于链路条件(即信噪比)的自适应调制格式,其使用灵活的编码方案和数据速率。物理下行控制信道(PDCCH):5G(NR)物理下行控制信道承载下行控制数据。它主要功能是调度PDSCH上的下行传输以及PUSCH上的上行数据传输。PDCCH使用QPSK作为其调制格式，polar码作为编码方案。物理广播信道(PBCH):它是5G信道中构成同步信号块的一部分。承载为终端(UE)提供的主信息块MIB。PBCH与控制信道相结合的另一个功能是支持时间和频率的同步。这有助于小区的获取，选择和重选。

PBCH使用固定数据格式,每个数据块TTI为80ms。

PBCH使用QPSK调制,它传输特定于小区的解调参考信号,DMRS模式可用于辅助波束成形。上行链路物理信道(3个)

上行物理随机接入信道(PRACH):物理随机接入信道PRACH,用于信道接入;传输由具有两种不同长度序列组成的初始随机接入前导码：

长序列是839应用于1.25kHz和5kHz的子载波间隔;

短序列长度139应用于子载波间隔15kHz和30kHz(FR1频段)和60kHz和120kHzFR2频段）。上行物理共享信道(PUSCH):它是PDSCH的对应部分；用于在频率和时间共享的基础上承载来自UL-SCH及其更高映射信道的数据；PUSCH具有非常灵活的格式,使用的资源块以及取决于链路信噪比的灵活调制和编码方案来进行频率资源的分配。为了支持信道链路估计和解调,PUSCH中包含DMRS信号。上行物理控制信道(PUCCH):5G物理上行链路控制信道PUCCH承载上行链路控制数据,取决于资源分配;上行控制信息或数据也可以在PUSCH上发送,即使在下行方向上,控制信息总是在PDCCH上发送。逻辑、传输和物理信道映射在5G(NR)网络中MAC层功能之一是复用/解复用，还将逻辑信道映射到适当的传输信道。5G(NR)中逻辑信道和传输信道的映射如下图所示：信道实体为了支持优先级处理MAC层的多个逻辑信道,每个逻辑信道都有其RLC实体，MAC层可将它们复用到一个传输信道中再传输；在接收端MAC层处理对应的解复用，并RLCPDU转发到它们各自的RLC实体。为了支持接收端的解复用，还使用了MAC报头。MAC层报头结构考虑到低延迟应用,与LTE相比5G(NR)中MAC报头位置得到了改进。不是将所有MAC报头信息放在MACPDU开头(这意味着在调度决策可用之前不能开始MACPDU的组装),而是将与某个MACSDU对应的子报头放在SDU之前。这有助于在收到调度决定之前对PDU进行预处理。如有必要还可附加填充以对齐NR中支持的传输块大小。MAC子头包含有关RLCPDU的逻辑信道(LCID)标识和PDU的字节