浅析物理层过程
下面梳理 3GPP TS 36.213 V17.4.0(Release 17) 中
物理层与上层协议交互的动态机制,
聚焦Attach 和数据传输过程中的关键步骤,
便于和之前 [信道结构 / 编码链] 形成闭环。
🌟 总体认识
- 物理层(PHY) 是最底层,用来把比特真正发上无线链路。
- 上层协议(RLC/MAC/RRC/NAS)负责:
- 会话管理、资源调度、重传策略等。
- 动态机制是指 随时间不断调整与反馈的交互过程,例如:
- 定时提前(Timing Advance)
- 上/下行功率控制(Power Control)
- 调度与 MCS 分配(Scheduling)
- 信道状态反馈(CSI)
- HARQ 增量冗余重传
📌 36.213 专注的不是“定义新信道”,
而是规定 PHY 如何按上层的指令去做这些动态动作。
🔑 核心交互机制总览
交互机制 | 上层参与 | PHY 层实现 | 关键位置(TS 36.213) | Attach 场景中的作用 |
---|---|---|---|---|
定时提前 TA | eNB/RRC 下发 TA 命令 | UE PHY 调整上行发射时序 | §4 | RAR 中带 TA → UE 校正 uplink timing |
功率控制 Power Control | MAC 配置参数 / eNB 下发 TPC 命令 | UE PHY 调整发射功率 (PUSCH/PUCCH/PRACH/SRS) | §5 | 确保上行信号到达 eNB 时功率合适,既不淹没别人也不太弱 |
调度与资源分配 Scheduling | eNB MAC 做调度,生成 DCI | UE PHY 从 PDCCH/EPDCCH 解读 DCI → 按指令发送/接收 | §7 (DL) / §8 (UL) | eNB 分配 Msg3 资源、后续数据资源块、MCS 等 |
MCS(调制与编码方案)选择 | eNB 根据 CQI 决策 | PHY 用指定的调制方式和编码速率发/收 | §7/8 | Attach 后持续更新,保证可靠性与吞吐 |
CSI(信道状态信息)反馈 | MAC/RRC 配置上报周期 | UE PHY 测量 DL 信道 → 上报 CQI/PMI/RI via PUCCH/PUSCH | §6 | eNB 基于 CSI 调整 MCS 与 MIMO 预编码 |
HARQ 增量冗余重传 | MAC 层维护进程号 / ACK/NACK 状态 | PHY 执行不同冗余版本的发送与合并解码 | §9 | 如果 Attach 过程或数据块解码失败,按时序快速重传 |
参考信号与同步 | 上层配置 SRS/DRS 周期 | PHY 发送/接收参考信号以测量信道 | §6,7 | 帮助保持频率、时间、相位对齐,维持链路质量 |
🔎 Attach 流程中的交互节点
- 上电+同步
- UE 通过 PSS/SSS 获取下行同步
- 接收 PBCH 解码 MIB(TBCC)
- 随机接入
- UE 发送 PRACH 前导(无需编码链)
- eNB 下发 RAR(含 TA、UL 许可)
- UE 调整定时与功率
- RRC 连接建立
- eNB 调度 UE 用 PUSCH 发送
RRCConnectionRequest
(Turbo 编码) - eNB 下发
RRCConnectionSetup
→ UE 反馈SetupComplete
- eNB 调度 UE 用 PUSCH 发送
- Attach 与承载建立
- NAS/RRC 消息通过 SRB1 在 PDSCH/PUSCH 上传输
- eNB 基于 CQI 选 MCS
- HARQ 确保解码成功
- 承载建立后用户数据传输
- 持续调度(DCI)
- 上行/下行功率控制闭环运行
- CSI 定期上报 → 自适应 MCS、MIMO
- 出错时快速 HARQ 重传
📦 三大关键过程详解
1. 功率控制(Power Control)
- 目的:保证所有 UE 的上行信号到达基站时功率合适
- 组成:
- Open Loop:根据下行参考信号强度设初值
- Closed Loop:eNB 用 TPC 命令动态微调
- 相关信道:PUSCH / PUCCH / PRACH / SRS
2. 调度与 MCS 选择
- eNB(MAC 层)通过 PDCCH/EPDCCH 下发 DCI 格式
- 指示:
- 使用哪些 PRB(频域资源)
- 用什么 MCS(调制+编码)
- HARQ 进程号
- UE PHY 解读后按要求发/收 → 体现物理层对上层调度命令的执行
3. HARQ 增量冗余
- 基本思想:出错时不整块重发,而是发补充的冗余比特
- UE 下行接收失败 → 发 NACK via PUCCH/PUSCH
- eNB 根据 HARQ 进程号在下一次调度中发送新的冗余版本(RV)
- 接收端将所有接收到的冗余合并解码 → 提高成功率
- 整个重传过程由 PHY 快速完成,上层(RLC/PDCP)感知不到
🔗 与前几天学习内容的连接
标题 | 重点 | 与动态机制关系 |
---|---|---|
物理信道结构 | 定义 PDSCH / PUSCH / PUCCH / PRACH 等“通道” | 动态机制决定何时、如何使用这些通道 |
信道编码链 | 决定每个 TB 如何编码、交织、调制 | 调度选择 MCS → 决定具体编码速率;HARQ 决定冗余版本 |
物理层过程 | 决定谁先发、何时发、功率多少、失败如何重传 | 把“静态结构+编码”变成真实的无线交互 |
🟩 记忆口诀
“先校时 → 调功率 → eNB 调度 → UE 上报 → 动态调 MCS → 出错快重传”
- 校时:TA 定时提前
- 调功率:上/下行功率控制
- 调度:eNB 分配资源
- 上报:UE 报 CSI
- MCS 自适应
- 重传:HARQ 增量冗余
✅ 学习建议
- 先用 Attach 流程 串起所有交互过程
- 对功率控制 / 调度 / HARQ 各画一个 时序小图
- 记住上层→物理层的指令链(如 DCI → MCS → PHY 执行)
- 遇到公式(如功率计算)先理解物理意义,再看具体参数
- 熟练区分“上层发命令,物理层执行”的边界 → 便于抓包分析
🌟 总结
- 36.213 的动态机制是 LTE 空口高效稳定运行的核心
- 通过功率控制、调度、MCS 自适应、HARQ、CSI 反馈等闭环,实现:
- 高频谱效率
- 稳定链路质量
- 快速响应无线环境变化
- 搞懂这些机制,就能理解抓到的下行 DCI、HARQ 日志,以及链路中性能优化的根本原理。
下面详细解释 MCS 和 HARQ,
这两者是 LTE 物理层(TS 36.213)的两大核心概念。
🌟 1. MCS —— Modulation and Coding Scheme
📛 全称:
MCS = Modulation and Coding Scheme
调制与编码方案
🔎 定义:
- MCS 是 eNB(基站)为每次传输块(Transport Block, TB)指定的速率和调制方式的组合。
- 它决定:
- 调制方式 → 每个符号携带多少比特(如 QPSK=2bits,16QAM=4bits,64QAM=6bits,256QAM=8bits)
- 编码速率 → 冗余比例(FEC 强度)
💡 直观理解:
- 好的信道(SNR 高)→ 可以用高阶调制 + 高码率 → 一次发送更多数据
- 差的信道(噪声大)→ 必须用低阶调制 + 低码率 → 增加冗余,提高可靠性
📦 在 LTE 中的作用:
- eNB 基于 UE 上报的 CSI(CQI/PMI/RI) 来选择合适 MCS
- MCS 号(0–28)映射到调制方式和编码速率(见 36.213 表 7.1.7.1-1)
- MCS 直接决定信道编码链(TS 36.212)中的速率匹配比例
🔗 举例:
场景 | 调制 | 编码速率 | MCS |
---|---|---|---|
小区边缘、弱信号 | QPSK | 1/3 | MCS ≈ 0–9 |
中等信号 | 16QAM | 1/2 ~ 2/3 | MCS ≈ 10–16 |
信号好、近基站 | 64QAM / 256QAM | 3/4 ~ 5/6 | MCS ≈ 17–28 |
👉 MCS 决定每个子帧能装多少有效比特
既关系到速率,也关系到误块率(BLER)
🌟 2. HARQ —— Hybrid Automatic Repeat reQuest
📛 全称:
HARQ = Hybrid Automatic Repeat reQuest
混合自动重传请求
🔎 定义:
- 是 LTE 中结合 前向纠错(FEC) 和 自动重传(ARQ) 的可靠性机制。
- 与传统 ARQ(出错→丢弃→请求重传)不同,HARQ 能保留上次接收的出错数据,与新重传的冗余合并解码。
💡 直观理解:
- 第一次传输:用较高码率(少冗余)
- 如果接收成功 → ACK → 不再重传
- 如果失败 → 发送不同“冗余版本”(Redundancy Version, RV)
- 接收端用两次(或多次)收到的冗余联合解码 → 成功率更高
- 避免了完整块的重复发送 → 节省资源 & 降低时延
📦 在 LTE 中的特性:
- 每个 UE 通常有 8 个 HARQ 进程(流水线式工作)
- 分为 下行 HARQ(eNB→UE) 和 上行 HARQ(UE→eNB)
- HARQ 是物理层快速闭环重传 → 毫秒级(约 8ms 周期)
- 上层(RLC/PDCP)只感知最终是否成功,不参与具体重传过程
🔗 举例(下行):
- eNB 发送 TB → UE 解码失败 → 发 NACK
- eNB 再次调度同一 TB,但发送 RV1(不同比特子集)
- UE 将第一次的残余信息与第二次的 RV1 共同解码
- 若仍失败 → 继续 RV2 / RV3…
- 成功 → 发 ACK
🔗 二者关系
概念 | 决定什么 | 谁来决定 | 与对方关系 |
---|---|---|---|
MCS | 每次传输块用什么调制阶数 + 编码速率 | eNB 基于 CSI 决定,下发 DCI | 初始传输用 MCS 对应的编码;重传仍基于同一MCS,但换不同RV |
HARQ | 如果初传失败,如何快速重传及合并解码 | PHY 层执行,MAC 层管理进程号和ACK/NACK | HARQ 依赖 MCS 的原始编码块,并通过切换冗余版本来补充纠错能力 |
🟢 可以这么理解:
- MCS:决定初次传输的“质量与速度”
- HARQ:当初次不成功时,通过**“补发更多冗余”**提高可靠性
🟩 Attach 场景举例
- UE 初次上行发送
RRCConnectionRequest
- eNB 根据UE条件选 MCS(例如 QPSK + 1/3)
- 如果解码失败
- UE 接收 eNB 的 HARQ NACK
- eNB 下次调度时用同一MCS,但发不同冗余版本(RV1)
- UE 合并两次信息解码成功
✅ 总结
- MCS(调制+编码方案) 决定链路的数据速率与初始误块率
- HARQ(混合自动重传) 通过快速补发冗余提升解码成功率
- 两者共同实现 LTE 空口 自适应、可靠、高效 的传输机制
👉 掌握 MCS & HARQ 是理解 LTE 物理层日志(如 PDCCH 中的 DCI 参数、HARQ 进程状态、BLER 调优)的基础。
下面整理 基于 3GPP TS 36.213 V17.4.0(Release 17) 的
“场景化理解”,
即把 物理层三大关键过程(功率控制 / 调度与 MCS / HARQ)
放入典型的 Attach(接入)→ 数据传输 场景中来理解。
🌟 总体思路
- 36.211 → 定义信道:PDSCH、PUSCH、PDCCH、PUCCH、PRACH…
- 36.212 → 定义编码链:CRC、Turbo/TBCC、速率匹配、交织…
- 36.213 → 定义过程:
何时发、发多大功率、怎么选速率、出错如何重传
👉 把这些放入场景中,才能看出动态机制如何与上层配合完成通信
🟢 场景 1:UE 初次接入(Attach 前半段)
目标:
UE 上电 → 与基站同步 → 获得上行资源和合适功率 → 建立 RRC 连接
流程与物理层过程
步骤 | 动态过程 | 36.213 相关章节 | 说明 |
---|---|---|---|
1. 初始同步 | — | 依赖 36.211 下行参考信号 | UE 用 PSS/SSS 同步时间和频率 |
2. 广播接收 | — | — | UE 解 PBCH(MIB)和PDSCH(SIB),获取小区参数 |
3. 发送 PRACH 前导 | 上行发射功率初值 | §5.7 PRACH | UE 按小区配置公式计算 PRACH 初始功率 |
4. 接收 RAR | Timing Advance (TA) & 初始 UL Grant | §4 TA & §5 Power Control | eNB 在 RAR 中给出TA和UL发射功率修正 |
5. 发送 Msg3 (RRCConnectionRequest) | 调度 + 初始 MCS | §7 DL调度 / §8 UL调度 | eNB 用 PDCCH下发DCI,指定UL资源和MCS |
6. 接收 Msg4 (RRCConnectionSetup) | HARQ 保障可靠性 | §9 HARQ | UE 收到失败 → NACK → eNB 重传(增量冗余) |
关键交互
- 功率控制:RAR 给初始功率 + 后续闭环 TPC 调整
- 调度与 MCS:eNB 用 DCI 告诉 UE 何时、在哪些 PRB 上传 Msg3 以及用什么 MCS
- HARQ:保证关键控制消息(Msg3、Msg4)可靠到达
🔵 场景 2:Attach 完成后的持续数据传输
目标:
UE 与 EPC 建立承载后,稳定高效地进行上下行数据交换
周期性交互闭环
周期性步骤 | 动态过程 | 36.213 相关章节 | 场景说明 |
---|---|---|---|
1. UE 上报信道质量 | CSI(CQI/PMI/RI)反馈 | §6 | UE 测量下行参考信号,经 PUCCH/PUSCH 上报给 eNB |
2. eNB 选择 MCS + 资源块 | 调度 & 链路自适应 | §7(DL) / §8(UL) | 根据信道状况选择合适调制+编码速率及资源块 |
3. eNB 下发 DCI | 调度命令 | §7 | 在 PDCCH/EPDCCH 广播调度信息 |
4. UE 按 DCI 发/收数据 | PHY 执行调度 | 36.212 编码链 | 选定 MCS → 编码 → 调制 → 发送 |
5. 解码失败时反馈 | HARQ ACK/NACK | §9 | UE 向 eNB 报 NACK 或 eNB 向 UE 报 NACK |
6. eNB 发补充冗余 | HARQ IR | §9 | eNB 重新用RV1/RV2发送冗余,接收端合并解码 |
7. 闭环功率控制 | 动态调整上行功率 | §5 | 保证上行信号到达基站时功率合适 |
关键交互
- CSI → MCS → 调度 → 编码链
- HARQ 快速重传 → 避免上层ARQ增加时延
- 功率控制 → 保持链路稳定,降低干扰
🟣 场景 3:信道质量突变
例:
UE 进入隧道 → 信道迅速恶化
动态过程表现
- UE 测得下行 SINR 降低 → 上报更低的 CQI
- eNB 下次调度选择更稳妥的低阶 MCS(如 QPSK + 低码率)
- 上行功率闭环上调 → 抗衰落
- 如果仍出错 → HARQ 增量冗余多次合并提高解码成功率
- 恢复正常后 CQI 改善 → eNB 再切换回高阶 MCS
👉 体现了 36.213 动态机制的自适应性
🔗 与前几日学习内容的连接
内容 | 与场景化学习的结合点 |
---|---|
物理信道结构(36.211) | 知道 Attach 和数据用的下行/上行控制与数据信道 |
信道编码链(36.212) | MCS 选择 → 直接影响速率匹配和调制方式;HARQ 用相同编码块的不同冗余版本 |
物理层过程(36.213) | 在具体 Attach / 数据传输场景中运作 |
🟩 学习建议
- 画时序图:Attach 阶段 + 数据传输阶段 → 标出功率控制、调度、HARQ 的时序
- 抓日志对照:结合实际空口抓包(PDCCH DCI、HARQ ACK/NACK、CQI 上报)理解过程
- 理解而非死记:重点掌握“谁先发指令→谁响应→用什么信道承载”
- 关注三大闭环:功率闭环 / MCS 自适应 / HARQ 快速重传
✅ 总结
- 场景化理解就是把标准中的公式、过程带入 Attach→数据传输的时间轴里
- 36.213 的动态机制使得 LTE 空口在复杂多变的无线环境中:
- 起步可靠(接入阶段)
- 持续高效(数据传输)
- 适应环境变化(快速闭环)
- 掌握这些场景,有助于看懂现场抓包日志并进行链路优化与故障分析。
下面详细解释四个关键概念:
CSI(包括 CQI / PMI / RI) 和 DCI,
它们是 LTE 物理层(TS 36.213)的核心反馈与调度机制。
🌟 CSI —— Channel State Information
📛 全称:
CSI = Channel State Information
信道状态信息
🔎 定义:
- 由 UE 测量下行信道质量 并反馈给 eNB
- 用于 eNB 链路自适应(Link Adaptation):选择最合适的 MCS 和 MIMO 传输模式
- CSI 包含 3 大指标:CQI、PMI、RI
1. CQI —— Channel Quality Indicator
📛 全称:
CQI = Channel Quality Indicator
信道质量指示
作用:
- 反映 UE 接收到的下行链路质量(通常由 SINR 推算)
- UE 根据当前信道条件,给出建议的 MCS 等级
- CQI 越高 → 信道好 → 可用更高阶调制、更高码率 → 吞吐高
- CQI 低 → 信道差 → 需用低阶调制、低码率 → 保证可靠性
例子:
CQI 值 | 推荐调制方式 | 目标 BLER |
---|---|---|
1–6 | QPSK | ≈10% |
7–9 | 16QAM | ≈10% |
10–15 | 64QAM | ≈10% |
👉 CQI 是链路自适应的量化反馈
2. PMI —— Precoding Matrix Indicator
📛 全称:
PMI = Precoding Matrix Indicator
预编码矩阵指示
作用:
- 针对 MIMO 传输(多天线)
- UE 测量下行参考信号后,选择最优的 预编码矩阵索引
- 告诉 eNB 使用怎样的天线波束/相位组合 → 最大化信道增益
👉 PMI 是空分复用 / 波束成形的“方向建议”
3. RI —— Rank Indicator
📛 全称:
RI = Rank Indicator
秩指示
作用:
- 指示当前下行信道可以可靠支持的 空间流(Spatial Layer)数量
- 1 表示只能用单流传输(SISO)
- 2、3、4 表示可用多流(MIMO 高阶模式)
👉 RI 告诉基站:当前环境下最多能同时传几条数据流
CSI 总结
- CQI → 链路质量 → 决定 MCS
- PMI → 天线方向 → 决定预编码
- RI → 支持流数 → 决定 MIMO 层数
CSI 由 UE 周期性或按需通过 PUCCH 或 PUSCH 上报给 eNB
(TS 36.213 §6)
🌟 DCI —— Downlink Control Information
📛 全称:
DCI = Downlink Control Information
下行控制信息
🔎 定义:
- 由 eNB 发送给 UE 的调度命令
- 在 PDCCH / EPDCCH 上广播或单播
- UE 读取后才知道:
- 下一时隙要不要发/收数据
- 用哪一组资源块
- 用哪个 MCS
- 属于哪个 HARQ 进程
DCI 包含的主要字段
字段 | 说明 |
---|---|
RNTI | 目标 UE 或消息类型(如 RA-RNTI、C-RNTI) |
资源分配信息 | 指示使用的 PRB(频域)与符号时隙(时域) |
MCS | 指定调制方式 + 编码速率 |
HARQ 进程号 | 用于管理并行的 HARQ 重传 |
新数据指示(NDI) | 标识是否是新 TB 还是重传 |
冗余版本(RV) | HARQ 增量冗余版本 |
功率控制参数 | 调整上行发射功率(用于 UL DCI) |
👉 DCI 是 eNB 对 UE 的“作战指令”
🔗 CSI 与 DCI 的关系
角色 | 谁产生 | 用途 |
---|---|---|
CSI(CQI/PMI/RI) | UE → eNB 上报 | 反映当前信道状态,为 eNB 选择 MCS 和 MIMO 模式提供依据 |
DCI | eNB → UE 下发 | 通知 UE 用何种资源、MCS、HARQ 设置等执行数据收发 |
简单理解:
- CSI 是 UE 给基站的“环境报告”
- DCI 是基站给 UE 的“调度命令”
🟢 Attach 场景中的应用
- UE 上电接入后建立 RRC 连接
- 基站配置 CSI 上报方式 → UE 周期性测量并上报
- eNB 根据 CQI / PMI / RI 决定适合的 MCS、MIMO 模式
- eNB 通过 DCI 在 PDCCH 上下发调度 → 告诉 UE 何时、在哪些 PRB 发送或接收数据
- 如果解码失败 → UE 通过 HARQ NACK 告诉 eNB → eNB 通过 DCI 指示下次发送 RV1/RV2…
✅ 总结对比
名称 | 全称 | 谁发给谁 | 主要用途 |
---|---|---|---|
CQI | Channel Quality Indicator | UE → eNB | 报告链路质量,供基站选择 MCS |
PMI | Precoding Matrix Indicator | UE → eNB | 告诉基站选哪种预编码矩阵 |
RI | Rank Indicator | UE → eNB | 告诉基站当前可用 MIMO 流数 |
DCI | Downlink Control Information | eNB → UE | 通知 UE 用哪个 MCS、资源块、HARQ 进程号等调度信息 |
👉 CSI 是反馈,DCI 是指令
二者配合完成链路自适应与高效调度。
🌟 一句话记忆
- CSI(CQI/PMI/RI) = UE 给基站的“信道健康报告”
- DCI = 基站给 UE 的“行动作战命令”
它们是 LTE 中实现 自适应 MCS、MIMO、功率控制与快速 HARQ 的信息纽带。
下面梳理 3GPP TS 36.213 V17.4.0(Release 17) 中
物理层过程与之前学习内容的连接,
把前面PHY的所有模块(信道结构→编码链→动态过程)
用一张“知识网络”串起来。
🌟 总体框架
LTE 空口 = 静态结构 + 编码机制 + 动态过程
核心标准 | 主要内容 | 在协议栈中的角色 |
---|---|---|
TS 36.211 | 物理信道结构(PDSCH / PUSCH / PUCCH / PRACH / PBCH …) | 定义“数据和控制承载的车道”,即空口的时频资源 |
TS 36.212 | 信道编码处理链(CRC / Segmentation / Turbo / TBCC / Rate-Matching / Interleaving) | 定义“装载在车道上的货物如何打包”,保证可靠性 |
TS 36.213 | 物理层过程(功率控制 / 调度与MCS / CSI反馈 / HARQ重传 / TA同步) | 定义“道路的红绿灯和限速标志”,决定何时、在哪条车道、用多大功率和速率来传输 |
👉 36.211/212 → 静态架构与打包规则
👉 36.213 → 把打包后的数据动态调度到合适的通道并闭环优化
🔗 核心连接点
1️⃣ 信道结构 ↔ 动态过程
静态部分(36.211) | 动态控制(36.213) | 典型场景 |
---|---|---|
PRACH(上行随机接入) | TA(Timing Advance)+ PRACH 初始功率控制 | UE 上电初次敲门 |
PBCH / PDSCH(下行广播和数据) | DCI 下发调度 + MCS 选择 + HARQ | 下行 SIB / 用户数据 |
PUSCH(上行数据) | eNB 调度 + MCS + HARQ + 功率控制 | Attach 中 Msg3 / 后续上行业务数据 |
PUCCH(上行控制) | UE 上报 CSI / HARQ ACK/NACK + 上行功率控制 | 链路自适应反馈、HARQ确认 |
SRS / DM-RS(参考信号) | UE 按配置发送 / eNB 用于估计信道 | 支撑 CSI 测量与波束成形 |
📌 36.211 提供“通道”,36.213 决定何时、用哪个通道传什么
2️⃣ 编码链 ↔ MCS & HARQ
编码链环节(36.212) | 动态机制(36.213) | 说明 |
---|---|---|
CRC | MCS 不改变 CRC 长度;HARQ 根据 CRC 结果触发重传 | CRC 检错失败 → NACK |
Segmentation & Turbo / TBCC | MCS 选择合适码率;HARQ 使用相同编码块的不同冗余版本(RV) | MCS 高 → 码率高 → 冗余少; HARQ 补充冗余提高解码成功率 |
Rate Matching | HARQ 的增量冗余(IR)通过改变速率匹配选取不同的编码比特 | 接收端联合多次RV提高可靠性 |
Interleaving + 调制 | MCS 指定调制阶数(QPSK/16QAM/64QAM/256QAM) | 高阶调制需好信道,低阶调制冗余多更稳 |
📌 MCS 决定初次传输的数据密度,HARQ 通过补发不同冗余版本提升解码率
3️⃣ 控制信息 ↔ 动态闭环
控制信息 | 方向 | 与动态过程的关联 |
---|---|---|
CSI(CQI/PMI/RI) | UE → eNB | 反映链路质量与MIMO能力 → eNB基于此选择合适 MCS 和预编码方式 |
DCI | eNB → UE | 下发调度命令,指示资源块、MCS、HARQ进程号、功率控制参数等 |
HARQ ACK/NACK | UE → eNB 或 eNB → UE | PHY 层快速闭环 → 成功继续发新数据,失败补发RV |
TPC(Transmit Power Control)命令 | eNB → UE | 用于上行功率闭环调节,保证信号强度适中 |
📌 CSI 是“反馈报告”,DCI 是“下发命令”,HARQ ACK/NACK 是“传输结果”
4️⃣ Attach 场景中的串联示例
UE 上电 →① 通过 PRACH 接入(初始功率 & TA) ←36.213 功率控制/定时② 接收 RAR → 获得 UL Grant + TA ←36.213 调度/功率③ 按 DCI 用指定MCS在PUSCH发Msg3 ←36.213 调度+MCS④ eNB 解码失败 → NACK → HARQ重传 ←36.213 HARQ IR⑤ 建立RRC连接 → Attach 完成⑥ 数据传输阶段,UE周期性上报CSI ←36.213 CSI反馈⑦ eNB基于CSI下发DCI分配资源和MCS ←36.213 调度+链路自适应⑧ 解码失败 → HARQ补发RV ←36.213 HARQ
📌 整个过程体现了 信道结构(36.211)是舞台 → 编码链(36.212)是打包规则 → 物理层过程(36.213)是导演现场调度
🟩 记忆口诀
“通道是车道(36.211)
货物要打包(36.212)
红绿灯指挥流量(36.213)”
- CSI 报路况 → 基站了解当前链路
- DCI 下指令 → 告诉UE何时何地以何速率发送
- MCS 定速率 → 调整调制阶数+编码速率
- HARQ 救急 → 失败后补发冗余快速恢复
- 功率控制保安全 → 信号够用且不干扰
✅ 总结
- 36.211/212/213 是一套连贯的链条:
- 211 → 定义“物理通道”
- 212 → 定义“数据打包和纠错”
- 213 → 定义“动态控制和闭环交互”
- 理解连接点能帮助你:
- 读懂空口日志(PDCCH DCI、HARQ ACK/NACK、CQI)
- 分析 Attach 接入及数据传输性能瓶颈
- 在优化和调试中明确问题属于 结构层面 还是 动态机制
👉 这样学习后,看到 36.213 的功率控制公式、调度表格或 HARQ 时序,就能立刻联想到它与前面学过的信道结构和编码链之间的关系,从而形成整体理解。
下面整理一套基于 3GPP TS 36.213 V17.4.0(Release 17) 的
Q&A 闪卡 🃏,聚焦于常考点与易混概念,方便快速复习。
🟩 基础概念类
Q1: 3GPP TS 36.213 主要规定什么?
A1: 规定 LTE 物理层 动态过程:功率控制、定时同步、调度与链路自适应(MCS)、CSI 上报与使用、HARQ 重传等。
Q2: 在空口三大规范 36.211 / 36.212 / 36.213 中,36.213 的位置?
A2:
- 36.211 → 定义 物理信道结构(有哪些车道)
- 36.212 → 定义 编码与调制链(货物如何打包)
- 36.213 → 定义 传输过程和闭环机制(红绿灯+限速+自适应)
Q3: 什么是 MCS?
A3: Modulation and Coding Scheme,调制与编码方案,由 eNB 基于 UE 上报的 CSI 决定,指定调制方式(QPSK/16QAM/64QAM/256QAM)和编码速率。
Q4: HARQ 与 ARQ 的区别?
A4:
- ARQ:出错 → 丢弃 → 重新发送整块 → 时延大
- HARQ:保留失败的接收数据 → 下次只发送 不同冗余版本(RV) → UE 合并多次解码 → 低时延 & 高可靠性
Q5: CSI 包括哪三类指标?
A5:
- CQI:信道质量指示 → 建议 MCS
- PMI:预编码矩阵指示 → 优化 MIMO 波束方向
- RI:秩指示 → 当前信道支持的 MIMO 空间流数
🟦 功率控制类
Q6: LTE 上行功率控制分哪两类?
A6:
- Open-loop(开环):UE 依据下行接收功率和小区参数估算初始发射功率
- Closed-loop(闭环):eNB 周期性下发 TPC(Transmit Power Control)命令做微调
Q7: 功率控制的主要目标是什么?
A7:
- 维持接收端(eNB)信号功率合适 → 解码可靠
- 避免过强干扰 → 保持多用户频谱效率
- 兼顾 UE 电池寿命
🟧 调度与链路自适应类
Q8: 调度命令通过哪种控制信息下发?
A8: 通过 DCI(Downlink Control Information),承载在 PDCCH / EPDCCH 上。
Q9: DCI 里通常包含哪些关键字段?
A9: RNTI、资源块分配、MCS、HARQ 进程号、NDI(新数据标识)、RV(冗余版本)、上行功率控制指令等。
Q10: MCS 选择的依据是什么?
A10: 依据 UE 上报的 CSI(主要是 CQI) 和系统调度策略,在链路质量好时选高阶调制和高码率,在质量差时选低阶调制和低码率。
🟨 HARQ 闭环类
Q11: HARQ 为何能降低时延?
A11: 不用等上层(RLC)请求重传,PHY 层快速闭环(ms 级别)发送补充冗余版本,且接收端能合并多次信息解码。
Q12: LTE HARQ 典型有多少个并行进程?
A12: FDD 模式通常有 8 个 HARQ 进程,以流水线方式工作,保证链路持续传输。
Q13: 上下行 HARQ ACK/NACK 是如何反馈的?
A13:
- 下行数据 → UE 在 PUCCH/PUSCH 上反馈 ACK/NACK
- 上行数据 → eNB 在 PDCCH 上反馈 ACK/NACK
🟩 场景与易混点
Q14: Attach 流程中 Msg3 的上行发送涉及哪些动态过程?
A14:
- UE 先用 PRACH 接入 → RAR 配置初始功率与 TA
- eNB 通过 DCI 下发 Msg3 的 UL 资源和 MCS
- UE 按 MCS 进行编码/调制发送
- 如果 eNB 解码失败 → 触发 HARQ 补发 RV
Q15: CSI 与 DCI 的区别?
A15:
- CSI:UE → eNB 的 “环境反馈”
- DCI:eNB → UE 的 “调度指令”
Q16: MCS 与 HARQ 的配合方式?
A16:
- MCS 决定初次发送的编码速率与调制方式
- 若失败,HARQ 在相同 MCS 下切换到其他冗余版本(RV1/2/3)补发
Q17: 功率控制与 MCS 的关系?
A17:
- 功率控制保证接收端信噪比稳定
- 稳定的 SNR 有助于维持较高 MCS 等级
- 若功率不足 → CQI 降低 → MCS 也会下降
🟫 记忆口诀
CSI 报路况 → eNB 决定 MCS → DCI 下调度 → UE 发数据 → HARQ 快速补救 → 功率控制保链路
✅ 学习要点
- 理解 谁产生 → 谁使用 → 用于什么环节
- 用场景(如 Attach、数据传输)串联各过程
- 结合空口日志(PDCCH DCI、HARQ ACK/NACK、CSI 报告)能验证理解
这样的一套 Q&A 闪卡 🃏
能帮助你在复习时迅速抓住 36.213 的核心要点,
并与前面学过的信道结构(36.211)与编码链(36.212)自然衔接。