PHY 層 | 帶你讀《5G 空口設計與實踐進階 》之十三

無線接口架構

2.7 MAC 子層

| 2.8 PHY 層 |

PHY 層也即實體層，位于空口協定棧的最底層，主要負責編碼、實體層HARQ 處理、調制、多天線處理以及信号在相應時頻資源上的映射等。

2.8.1 PHY 層功能

PHY 層的功能主要包括以下幾方面。

（1）CRC 檢測和訓示。通過循環備援檢驗碼的添加和檢測實作檢錯功能。

（2）FEC 編碼/解碼。NR 實際采用 LDPC 碼和 Polar 碼進行信道編碼，實作糾錯功能。

（3）HARQ 軟合并。在接收方解碼失敗的情況下，儲存接收到的資料，并要求發送方重傳資料，接收方将重傳的資料和先前接收到的資料進行合并後再解碼以擷取一定的分集增益，進而減少重傳次數和時延。

（4）速率比對。通過資訊比特和校驗比特的選擇，比對實際配置設定到的實體時頻資源。

（5）信道映射。實作傳輸信道到實體信道的映射。

（6）調制與解調。采用 BPSK/OPSK/16QAM/64QAM/256QAM 等調制方式提高信道的傳輸效率。

（7）頻率和時間的同步。通過時頻同步保證資訊的正确收發。

（8）功率控制、測量和報告。

（9）MIMO 處理。通過空分複用、分集等成倍提高系統容量。

（10）射頻處理。将基帶處理信号轉換為射頻信号。

2.8.2 PHY 層信道映射

實體層也負責邏輯信道到實體信道的映射。實體信道對應于特定傳輸信道傳輸所用的時頻資源集合，每個傳輸信道都被映射到對應的實體信道。實體層除了存在這一類具有對應傳輸信道映射關系的實體信道外，還存在另一類沒有對應傳輸信道的實體信道，具體用于上下行鍊路控制信令的攜帶，如圖 2-32 所示（圖中的虛線代表不存在直接映射關系）。

NR 定義的實體信道類型根據上下行鍊路的不同，可以劃分為下行實體信道和上行實體信道。

下行實體信道包括以下幾種。

• 實體廣播信道（PBCH）：承載部分系統資訊（MIB）并在小區覆寫區域内進行廣播。該信道是 UE 接入網絡所必需的。
• 實體下行控制信道（PDCCH）：用于攜帶下行控制資訊（DCI），以發送下行排程資訊、上行排程資訊、時隙格式訓示和功率控制指令等。該信道是正确解碼 PDSCH 以及在 PUSCH 排程資源進行傳送所必需的。

• 實體下行共享信道（PDSCH）：主要用于部分系統消息（SIB）的傳輸、下行鍊路資料的傳輸以及尋呼消息的傳輸。

上行實體信道包括以下幾種。

• 實體随機接入信道（PRACH）：用于發起随機接入。
• 實體上行控制信道（PUCCH）：用于攜帶上行控制資訊（UCI），以發送 HARQ 回報、CSI 回報、排程請求訓示等 L1/L2 控制指令。
• 實體上行共享信道（PUSCH）：主要用于上行鍊路資料的傳輸，是下行鍊路上 PDSCH 的對等信道。

我們注意到，在圖 2-32 中，PDCCH 和 PUCCH 并無與之直接映射的傳輸信道。另外，實體信道還伴随着一系列參考信号（RS，Reference Signal），如DMRS、PT-RS、CSI-RS 等。這些實體信号不攜帶從上層而來的任何資訊，也不存在高層信道的映射關系，但對于系統功能完整性來說是必要的。

| 3.1 空口資源 |