NR载波聚合SCell三层状态机与时序博弈

stateDiagram-v2
    [*] --> 未配置: UE仅接入PCell

    未配置 --> 已配置_去激活: RRCReconfiguration\n(SCellToAddModList)
    已配置_去激活 --> 已配置_激活: MAC CE激活\n(scellState=activated)
    已配置_激活 --> 已配置_去激活: MAC CE去激活\n或sCellDeactivationTimer超时

    已配置_去激活 --> 已配置_休眠: Rel-16\nDCI format 1_1指示
    已配置_休眠 --> 已配置_激活: MAC CE激活
    已配置_休眠 --> 已配置_去激活: MAC CE去激活

    已配置_激活 --> 未配置: RRCReconfiguration\n(SCellToReleaseList)
    已配置_去激活 --> 未配置: RRCReconfiguration\n(SCellToReleaseList)

    state 已配置_激活 {
        [*] --> PDCCH监听
        PDCCH监听 --> CSI上报
        CSI上报 --> SRS发送
        SRS发送 --> 数据收发
    }

    state 已配置_休眠 {
        [*] --> BWP休眠态
        BWP休眠态: 仅SSB/TRS测量
        BWP休眠态: 无PDCCH监听
        BWP休眠态: 无CSI上报
    }

    state 已配置_去激活 {
        [*] --> 完全静默
        完全静默: 无任何活动
        完全静默: HARQ缓冲区清空
    }

sequenceDiagram
    participant UE
    participant gNB as gNB(PCell)
    participant SCell as gNB(SCell)

    Note over UE,gNB: 阶段一：UE能力查询与测量配置

    gNB->>UE: UECapabilityEnquiry
    Note right of UE: 查询CA能力：支持的频段组合<br/>最大SCell数量、带宽类别
    UE->>gNB: UECapabilityInformation
    Note left of gNB: 解析UE-NR-Capability<br/>中的CA-BandwidthClassListNR

    gNB->>UE: RRCReconfiguration(MeasConfig)
    Note right of UE: 配置频间测量<br/>measObjectToAddModList
    UE->>gNB: RRCReconfigurationComplete

    Note over UE,gNB: 阶段二：SCell RRC配置

    UE->>gNB: MeasurementReport
    Note left of gNB: 上报候选SCell的RSRP/RSRQ

    gNB->>UE: RRCReconfiguration(SCellToAddModList)
    Note right of UE: 关键IE：sCellIndex, PhysCellId<br/>SCellConfigCommon, SCellConfigDedicated<br/>sCellState(dormant/activated)<br/>crossCarrierSchedulingConfig<br/>sCellDeactivationTimer

    UE->>gNB: RRCReconfigurationComplete
    Note left of gNB: UE完成L1/L2配置<br/>SCell进入去激活态

    Note over UE,gNB: 阶段三：MAC CE激活

    gNB->>UE: PDSCH(MAC CE: Activate SCell)
    Note right of UE: 携带SCell Activation/Deactivation MAC CE<br/>bitmap中对应bit置1
    Note right of UE: 启动SCell激活定时器

    Note over UE: T_activation_time内完成：<br/>1. 启动sCellDeactivationTimer<br/>2. 开始PDCCH监听<br/>3. 启动CSI测量上报<br/>4. 启动SRS发送

    Note over UE,SCell: 阶段四：物理层就绪与数据传输

    UE->>SCell: CSI Report(CQI/PMI/RI)
    SCell->>UE: PDCCH(DCI调度)
    SCell->>UE: PDSCH(用户数据)
    UE->>SCell: PUSCH(ACK/NACK + 上行数据)

    Note over UE,gNB: 阶段五：去激活（定时器超时或MAC CE）

    gNB->>UE: MAC CE(Deactivate SCell)
    Note right of UE: 或sCellDeactivationTimer超时<br/>停止CSI/PDCCH/SRS<br/>清空HARQ缓冲区

graph TD
    A[RRCReconfiguration] --> B[CellGroupConfig]
    B --> C[SpCellConfig]
    B --> D[SCellToAddModList]
    B --> E[SCellToReleaseList]

    D --> F[SCellToAddMod #1]
    D --> G[SCellToAddMod #2]
    D --> H[SCellToAddMod ...N]

    F --> I[sCellIndex: 1-31]
    F --> J[PhysCellId: 0-1007]
    F --> K[SCellConfigCommon]
    F --> L[SCellConfigDedicated]

    K --> K1[downlinkConfigCommon]
    K --> K2[uplinkConfigCommon]
    K1 --> K1a[frequencyBandList]
    K1 --> K1b[scs-SpecificCarrierList]
    K1 --> K1c[dl-BWP-List]

    L --> L1[BWP-DownlinkDedicated]
    L --> L2[BWP-UplinkDedicated]
    L --> L3[CSI-MeasConfig]
    L --> L4[PDCCH-Config]
    L --> L5[PDSCH-Config]
    L --> L6[sCellDeactivationTimer]
    L --> L7[crossCarrierSchedulingConfig]

    L7 --> L7a[schedulingCellInfo]
    L7 --> L7b[cif-InSchedulingDCI]

|  C7 | C6 | C5 | C4 | C3 | C2 | C1 | R/A |
|  bit7  |  bit6  | ... |  bit2  |  bit1  | bit0 |

T_SCell_Activation = T_MAC_Processing + nSCellActivationTime × T_slot + T_HARQ

flowchart TD
    A[收到SCell Activation MAC CE] --> B{MAC CE校验}
    B -->|bit=1 激活| C[启动sCellDeactivationTimer]
    C --> D[AGC自动增益控制]
    D --> E[时间/频率同步]
    E --> F{SCell有SSB?}
    F -->|有SSB| G[SSB测量获取同步]
    F -->|无SSB/SSB-less| H[使用CSI-RS/TRS获取同步]
    G --> I[切换到firstActiveDownlinkBWP-Id]
    H --> I
    I --> J[开始PDCCH监听]
    J --> K[启动CSI测量与上报]
    K --> L[启动SRS发送]
    L --> M[SCell激活完成<br/>可调度数据]

    B -->|bit=0 去激活| N[停止sCellDeactivationTimer]
    N --> O[停止PDCCH监听]
    O --> P[停止CSI上报]
    P --> Q[停止SRS发送]
    Q --> R[清空DL HARQ缓冲区]
    R --> S[SCell进入去激活态]

功耗 ▲
     │  ●infinity              ← 固定CPE、实验室测试
     │     ●ms160-ms640        ← 大流量长连接
     │        ●ms40-ms80       ← 视频流媒体
     │           ●ms8-ms20     ← 通用eMBB（推荐）
     │              ●ms3-ms5   ← 混合业务
     │                 ●ms1    ← 极端省电
     │
     └───────────────────────────────► 时延
   低时延                          高时延
   （激活快）                    （激活慢）

graph LR
    subgraph "路径A: Rel-15标准流程"
        A1[去激活态] -->|"MAC CE激活\n~24ms"| A2[激活态]
    end

    subgraph "路径B: Rel-16休眠→激活"
        B1[休眠态] -->|"DCI BWP切换\n~1-3ms"| B2[激活态]
    end

    subgraph "路径C: Rel-16直通模式"
        C1[RRC配置] -->|"sCellState=activated\n0ms额外时延"| C2[激活态]
    end

    style A1 fill:#ff9999
    style B1 fill:#ffff99
    style C1 fill:#99ff99
    style A2 fill:#99ccff
    style B2 fill:#99ccff
    style C2 fill:#99ccff

# 过滤RRC Reconfiguration消息（NR MAC PDU中提取）
# Wireshark过滤器：
nr-rrc.rrcReconfiguration

# MAC CE的LCID
# SCell Activation: LCID = 56 (单字节) 或 57 (扩展)
# SCell Deactivation: LCID = 58 (单字节) 或 59 (扩展)

# 在SCell的频点上捕获PDCCH/PDSCH
# 确认DCI中的ServCellIndex = sCellIndex
# 确认HARQ-ACK在PCell或PUCCH SCell上反馈