[4G&5G专题-31]：物理层-物理信道与信号概述

唐伯虎

第1章 物理层信道定义
1.1 物理信道的本质
（1）物理层子载波资源

（2）物理层时频资源

（3）物理层10ms帧

（4）物理信道
对10ms帧内所有的二维的无线时频资源PRB的功能进行分类，就得到了各种物理信道。

简单的说，物理信道，就是对一群人和他们的时间进行分类，每个部门，就相当于一个信道，一个信道完成特定目标的任务。
有些部门，有些部门只负责财务、有些部门只负责生产、有些部门负责技术、有些部门负责战略，有些负责后勤，有些负责人力资源管理。
而有些部门，可以负责多件任务，还能为多个部门共享，不同完成各自不同的任务。
由于各个部门的任务不同，因此，完成任务所需要技能与方法也就不完全相同，这是物理信道的技术实现不同。
广播信道：公司对外的市场宣传部门，负责对外发布公司的信息。
同步信号：公司对外的广告，通过该广告，客户（终端）就能够获取公司的名称和市场部门的联系电话（MIB）
业务信道：公司能够给客户提供业务服务的业务部门。
1.2 为什么要对时频资源RE进行分类与规划（划分信道）
为什么要对时频资源要按照功能进行分类呢？来划分成一个个信道呢？
如果说，把基站的一个小区Cell比成一个公司，把每个能够承载二进制的子载波RE看成是公司的员工话？上述的问题有了一个定性的、可以理解的答案了：
（1）有利于机构化的组织和管理公司大量的、零散的员工RE，防止资源的混乱。
（2）有利于按照公司运营的需求对各种任务进行专业化分工与合作，有些部门的员工负责销售、有些部门的员工负责财务、有些部门的员工负责生产等等。
（3）各个部门各司其职，独立运营，相互配合。
（4）有利于公司（基站）向客户（手机）提供服务，客户（终端）先通过管理部门（控制信道）获得业务部门（数据信道）的信息，然后通过业务部门（业务信道）获取数据传输的服务。
1.3 信道的定义
信道：就是传输信息的通道。
物理信道：一般是指依托物理媒介传输信息的通道。承载高层（在物理层之上的各层）信息的时频资源被称为物理信道。
而这里是指物理信道：是指在10ms帧内所有的二维的无线时频资源的基础之上，构建的能够传输特定类型信息的传输通道。
也就是说，是完成特定类型信息传输的一组时频资源PRB的统称。
不同类型的信息标识了不同类型的物理信道。
1.4 信道的方向
根据信道传输信息的方向，分为下行信道与上下信道。
1.5 物理层信道的位置

物理信道是物理层与MAC层的接口，物理层以物理信道的方式向MAC层提供服务，有点类似TCP/IP提供个不同类型的应用层端口类似。

第2章 物理信道概览
2.1 物理信道和信号概览

信道：用于基站与终端的物理层之上的L2, L3, App层进行通信。
信号：用于基站与终端的物理层之间进行通信，终结于物理层内部。
2.2 物理层参考信号设计全貌

2.3 物理信道和信号的相互关系

2.4 物理层协议导读

3. 物理信道与传输信道、逻辑信道的关系图
下面几张张图，从不同侧面，从宏观上展现了
（1）物理信道与传输信道、逻辑信道之间的关系。
（2）不同信道在无线空口协议栈中的位置
3.1 映射关系图1

3.2 映射关系图2

3.3 映射关系图3

3.4 映射关系图4

4. LTE物理信道 VS NR物理信道


（1）下行

• 5G NR取消了LTE的物理层控制格式指示信道PCFICH和物理层混合重传指示信道PHICH, 其功能被合并到了物理层控制信道PDCCH中 ，并通过DCI体现。
• 5G NR把LTE的PSS/SSS和PBCH信道绑定到了一起，称为同步信号块。这里是绑定，不是合并。
• 5R NR取消了LTE的整个小区级的小区参考信号CRS，取而代之的是，为每个信道单独增加了一个参考信号DMRS，之所以做这一个的变化，主要原因是5G的带宽很大，小区级别的参考信号已经无法体现整个带宽的信道状况，另一个原因是5G需要支持大规模天线阵列，支持波束赋形，不同的波束方向上，其信道质量是不同的。
  

（2）上行

• 5G NR增加了上行信道参考信号DMRS
  

第5章 关于后续信道的讨论框架
（1）信道的作用
（2）信道所传送的内容
（3）信道所在的频域资源
（4）信道所在的时域资源

备注：
本文并没有对各种信道和信号做深入的解读，因此，本文的主要意义体现在提纲挈领的作用。
具体信号和信号的内涵，还需要查询相关的章节。