一、信道的含义
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。
广义的讲，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。
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。
二、LTE信道
LTE从上倒下分别有逻辑信道、传输信道、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。
- 逻辑信道是高层信息传到MAC层的SAP，关注的是传输什么内容，什么类别的信息。信息分为两种类型：
- 控制消息（控制平面的信令，如广播类消息、寻呼类消息）；控制信道；
- 业务消息（业务平面的消息，承载着高层传来的实际数据）；业务信道；
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。
- 传输信道关注的不是传什么，而是怎么传？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，传输信道可分为：
- 共享信道，多个用户共同占用信道资源
- 专用信道，由某一个用户独占信道资源。
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；
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。在LTE中，物理信道是由一个特定的子载波（频率）、时隙（时间）、天线口（空间）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）。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。
- 其他信道，在LTE中除了常见的信道外，还有一些参考信道，主要用于信道信号的测量和评估。一些参考信道在LTE中可能并未使用。
三、逻辑信道
- 控制信道（传输控制平面信息）5个
| 控制信道 | 表示 | 描述 | 功能 | 方向 |
| 广播控制信道 | Broadcast Control Channel，BCCH | 广而告之的消息入口 | 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。 | 下行 |
| 寻呼控制信道 | Paging Control Channel，PCCH | 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。 | 下行 |
| 公共控制信道 | Common Control Channel，CCCH | 主管和员工之间协调工作时信息交互的入口。类似，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。 | 上行、下行 |
| 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是点到点双向信道，是在UE和网络建立了RRC连接以后使用。 | 上行、下行 |
| 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。 | 下行 |
- 业务信道（传输用户平面信息）2个
| 业务信道 | 表示 | 描述 | 功能 | 方向 |
| 专用业务信道 | Dedicated Traffic Channel，DTCH | 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。 | 上行、下行 |
| 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。 | 下行 |
- LTE与UMTS逻辑信道的比较
四、传输信道
- 分为上行与下行。
| 传输信道 | 表示 | 描述 | 功能 | 方向 | 编码方式 | 编码速率 |
| 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。 | 下行 | 咬尾卷积码 | 1/3 |
| 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 | Turbo编码 | 1/3 |
| 下行共享信道 | Downlink Shared Channel，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。 | 下行 | Turbo编码 | 1/3 |
| 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。 | 下行 | Turbo编码 | 1/3 |
| 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 | N/A | N/A |
| 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。 | 上行 | Turbo编码 | 1/3 |
- LTE与UMTS传输信道的比较
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）。
五、物理信道
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）。
- 物理信道两大处理过程
分为比特级处理、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。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。
- 分为上行与下行
| 物理信道 | 表示 | 描述 | 功能 | 方向 | 调制方式 |
| 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，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MIB与SIB，用于小区搜索过程。 | 下行 | QPSK |
| 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。 | 1、PDSCH承载的是下行用户的业务数据； 2、还包括没有在PBCH上传输的系统广播信息（SIB）； 3、及寻呼信息(使用PDCCH信令携带寻呼指示，具体寻呼信息在PDSCH上执行，其资源块由PDCCH指示)； |
下行 | QPSK/16QAM/64QAM |
| 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。 | 用DCI指示PUSCH/PDSCH相关的 格式，资源分配，HARQ信息，位于每个子帧的前n个OFDM符号（n<=3） |
下行 | QPSK |
| 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，用CFI表示1个子帧中用于PDCCH中OFDM符号数目。 | 下行 | QPSK |
| 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。即：用于PUSCH的HARQ确认值（ACK/NACK） | 下行 | BPSK |
| 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。 | 下行 | QPSK/16QAM/64QAM |
| 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（preamble码）(获取小区接入的必要信息进行时间同步和小区搜索等)，网络一旦答应了，UE便可进一步和网络沟通信息。 | 上行 | Zadoff-Chu序列 |
| 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。 | 上行 | QPSK/16QAM/64QAM |
| 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，SR），信道质量指示（Channel Quality Indicator）等信息。 | 上行 | BPSK/QPS |
- 备注：
- PDSCH、PMCH、PUSCH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。
- PRACH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。
- PHICH和PBCH在同一幅天线端口进行传输；PCFICH和PBCH在同一天线端口传输。
- LTE与UMTS物理信道的比较
六、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。
物理信号包括：
下行：参考信号（Reference Signal，RS）和同步信号（Synchronization Signal，SS）。
上行：只定义了一种物理信号：参考信号（RS）。
- 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。RS信号如同潜藏在人群中的特务分子，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找到这个偏差，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。
下行参考信号作用
下行是指从eNodeB到UE发送信号，即发射端为eNodeB，接收端为UE。下行参考信号的作用主要包含如下几个方面：
-
下行信道估计，用于UE端的相干检测和解调。
-
下行信道质量测量（信道探测）。
-
小区搜索。
| CRS | Cell-Specific Reference Signal小区专有参考符号/公共参考信号 | 用于除了不基于码本的波束赋形技术之外的所有下行传输技术的信道估计和相关解调。小区特定是指这个参考信号与一个基站端的天线端口（天线端口0-3）相对应。 | 天线端口0-3 |
| UE-RS/DRS | UE-Specific Reference signal / Dedicated Reference signal UE专有参考信号 | 用于不基于码本的波束赋形技术的信道估计和相关解调。 | 天线端口5 |
| MBSFN RS | MBSFN Reference signal MBSFN参考符号 | 用于MBSFN的信道估计和相关解调 | 天线端口4 |
| PRS | positioning Reference Signal 定位参考符号 | R9中新引入的参考信号，用于终端定位 | 天线端口6 |
| CSI-RS | Cell Status Indicator Reference Signal小区状态指示参考符号 | R10中新引入的参考信号，用于信道信息CQI，PMI，RI等信息的测量 | 最大可以支持8个端口的测量 |
- 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。
可参考博文：PSS与SSSS https://blog.csdn.net/weixin_42227141/article/details/84065963
- 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。
上行参考信号作用
上行是指从UE到eNodeB发送信号，即发射端为UE，接收端为eNodeB。上行参考信号用于两个目的：
-
上行信道估计，用于eNodeB端的相干解调和检测。
-
上行信道质量测量。
-
| DRS | Demodulation Reference Signal 解调制参考符号 | DM-RS与PUSCH（上行数据）和PUCCH（上行控制信令）的发送相关联，用作求取信道估计矩阵，帮助这两个信道进行解调。 | |
| SRS | Sounding Reference Signal 探测参考符号 | SRS独立发射（不与上行数据和扇形控制信令发送相关联）； 用作上行信道质量的估计与信道选择，计算上行信道的SINR； 对于TDD，可利用信道对称性获得下行信道质量； |
七、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。
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。
参考：
3GPP 36.321
3GPP 36.300
3GPP 36.211
http://blog.sina.com.cn/s/blog_746b60460102wejh.html
https://blog.csdn.net/jyqxerxes/article/details/79052617