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物理层详解物理层是计算机网络领域中的一个重要概念，它是网络协议中的第一层，主要功能是将数据转换成物理信号进行传输。
本文将详细介绍物理层的定义、功能和组成部分。
一、物理层的定义：物理层是网络协议的第一层，主要负责透明地传输原始数据。
在物理层中，数据被转换成特定的电信号，在网络媒介上传输。
它定义了数据传输的物理规范，包括传输介质、数据编码、数据传输速率等。
二、物理层的功能：1.数据的编码和解码：物理层负责将数字数据转换为模拟信号进行传输，并将接收到的模拟信号转换为数字数据进行解码。
为此，物理层需要定义数据的编码方式，例如常见的8B/10B编码、曼彻斯特编码等。
2.数据的传输：物理层负责将编码过的数据按照预定的方式传输。
它需要定义传输介质的类型和特性，例如有线传输、无线传输和光纤传输等。
传输速率是物理层的另一个重要特性，它决定了数据传输的速度。
3.传输媒介的管理：物理层需要定义传输媒介的类型、长度、宽度等，以便正确地传输数据。
它还负责检测传输媒介上的错误和干扰，并进行纠正或重传。
三、物理层的组成部分：物理层包括以下组成部分：1.传输介质：物理层使用不同类型的传输介质，例如双绞线、同轴电缆、光纤等。
每种介质都有其特定的传输特性和使用限制。
2.传输速率：物理层定义了数据传输的速率，通常以bps（比特每秒）为单位，例如10M bps、100M bps和1G bps等。
3.信号编码：物理层使用不同类型的编码方式将数字数据转换为模拟信号进行传输。
编码方式取决于传输介质的特性和信号需求。
4.传输媒介的处理：物理层需要对传输介质进行预处理，例如放大、整形、调整等，以保证数据在传输过程中的稳定性和正确性。
综上所述，物理层是网络协议中最基本的层次之一。
它负责将原始数据转换为物理信号进行传输，为更高层次的网络协议提供底层的传输支持。
一个高效、可靠的物理层是实现网络快速、稳定传输的关键。
OSI七层模型的定义和各层功能随着网络技术的不断发展，我们的生活已经离不开网络了。
而OSI七层模型是计算机网络体系结构的实质标准，它将计算机网络协议的通信功能分为七层，每一层都有着独特的功能和作用。
下面，我将以此为主题，深入探讨OSI七层模型的定义和各层功能。
1. 第一层：物理层在OSI七层模型中，物理层是最底层的一层，它主要负责传输比特流（Bit Flow）。
物理层的功能包括数据传输方式、电压标准、传输介质等。
如果物理层存在问题，整个网络都无法正常工作。
2. 第二层：数据链路层数据链路层负责对物理层传输的数据进行拆分，然后以帧的形式传输。
它的功能包括数据帧的封装、透明传输、差错检测和纠正等。
数据链路层是网络通信的基础，能够确保数据的可靠传输。
3. 第三层：网络层网络层的主要功能是为数据包选择合适的路由和进行转发。
它负责处理数据包的分组、寻址、路由选择和逻辑传输等。
网络层的存在让不同的网络之间能够互联互通，实现数据的全球传输。
4. 第四层：传输层传输层的功能是在网络中为两个端系统之间的数据传输提供可靠的连接。
它通过TCP、UDP等协议实现数据的可靠传输、分节与重组、流量控制、差错检测和纠正等。
5. 第五层：会话层会话层负责建立、管理和结束会话。
它的功能包括让在网络中的不同应用之间建立会话、同步数据传输和管理数据交换等。
6. 第六层：表示层表示层的作用是把数据转换成能被接收方识别的格式，然后进行数据的加密、压缩和解压缩等。
7. 第七层：应用层应用层是OSI模型中的最顶层，它为用户提供网络服务，包括文件传输、电流信箱、文件共享等。
应用层是用户与网络的接口，用户的各种应用软件通过应用层与网络进行通信。
OSI七层模型是计算机网络体系结构的基本标准，它将通信协议的功能划分为七层以便管理和开发。
每一层都有独特的功能和作用，共同构成了完整的网络通信体系。
只有了解并理解这些层次的功能，我们才能更好地利用网络资源，提高网络效率。
OSI物理层制作人：邓荣嘉目录物理层 (1)主要功能 (2)物理层要解决的主要问题： (2)组成部分 (2)重要内容 (3)重要标准 (4)通信硬件 (5)编程方法 (6)常见的物理层设备 (6)物理层在无线传感器中的应用 (6)物理层物理层（或称物理层，Physical Layer）是计算机网络OSI模型中最低的一层。
物理层规定:为传输数据所需要的物理链路创建、维持、拆除，而提供具有机械的，电子的，功能的和规范的特性。
简单的说，物理层确保原始的数据可在各种物理媒体上传输。
局域网与广域网皆属第1、2层。
物理层是OSI的第一层，它虽然处于最底层，却是整个开放系统的基础。
物理层为设备之间的数据通信提供传输媒体及互连设备，为数据传输提供可靠的环境。
如果您想要用尽量少的词来记住这个第一层，那就是“信号和介质”。
OSI采纳了各种现成的协议，其中有RS-232、RS-449、X.21、V.35、ISDN、以及FDDI、IEEE802.3、IEEE802.4、和IEEE802.5的物理层协议。
物理层关注在一条通道上传输原始比特。
设计问题必须确保当一方发送了比特1时，另一方收到的也是比特1，而不是比特0。
这里的典型问题包括用什么电子信号来表示1和0、一个比特持续多少秒、传输是否可以在两个方向上同时进行、初始连接如何建立、当双方结束后如何撤销连接、网络连接器有多少针对以及每一针的用途是什么等。
这些设计问题主要涉及机械、电子和时序接口，以及物理层之下的物理传输介质等。
该层定义了了比特作为信号在通道上发送时相关的电气、时序和其他接口。
物理层是构建网路的基础。
物理信道的不同特征决定了其传输性能的不同（比如，吞吐量、延迟和误码率），所以物理层是我们展开网络旅行的始发地。
物理层一般有三种传输介质：有线（铜线和光纤）、无线（陆地无线电）和卫星。
这里要说的是信号在物理层存在的两种方式，数字信号（电脑可以识别的0和1即比特），模拟信号是铜线和光纤等可以传输的电信号或者无线信号，在悠闲中模拟信号的存在方式诸如连续变化的电压，而在无线传输中类似光照强度或者声音强度。
什么是物理层物理层定义物理层是OSI的第一层，它虽然处于最底层，却是整个开放系统的基础。
物理层为设备之间的数据通信提供传输媒体及互连设备，为数据传输提供可靠的环境。
如果您想要用尽量少的词来记住这个第一层，那就是“信号和介质”。
OSI采纳了各种现成的协议，其中有RS-232、RS-449、X.21、V.35、ISDN、以及FDDI、IEEE802.3、IEEE802.4、和IEEE802.5的物理层协议。
物理层主要功能物理层要解决的主要问题：(1)物理层要尽可能地屏蔽掉物理设备和传输媒体，通信手段的不同，使数据链路层感觉不到这些差异，只考虑完成本层的协议和服务。
(2)给其服务用户(数据链路层)在一条物理的传输媒体上传送和接收比特流(一般为串行按顺序传输的比特流)的能力，为此，物理层应该解决物理连接的建立、维持和释放问题。
(3)在两个相邻系统之间唯一地标识数据电路。
物理层主要功能：为数据端设备提供传送数据通路、传输数据。
1.为数据端设备提供传送数据的通路，数据通路可以是一个物理媒体，也可以是多个物理媒体连接而成。
一次完整的数据传输，包括激活物理连接，传送数据，终止物理连接。
所谓激活，就是不管有多少物理媒体参与，都要在通信的两个数据终端设备间连接起来，形成一条通路。
2.传输数据，物理层要形成适合数据传输需要的实体，为数据传送服务。
一是要保证数据能在其上正确通过，二是要提供足够的带宽(带宽是指每秒钟内能通过的比特(BIT)数)，以减少信道上的拥塞。
传输数据的方式能满足点到点，一点到多点，串行或并行，半双工或全双工，同步或异步传输的需要。
3.完成物理层的一些管理工作。
物理层接口协议电话网络modems-V。
92IRDA物理层USB物理层EIARS-232，EIA-422，EIA-423，RS-449，RS-485EthernetphysicallayerIncluding10BASE-T，10BASE2，10BASE5，100BASE-TX，100BASE-FX。
物理层的定义物理层是计算机网络体系结构中的第一层，主要负责传输原始的比特流。
它位于整个网络体系结构的最底层，为上层提供了可靠的传输媒介。
物理层的主要任务是将比特流从发送方传输到接收方。
在这个过程中，物理层负责将比特流转换为电信号，并通过传输介质传输到接收方。
为了确保传输的可靠性，物理层还负责处理传输介质中的噪声和干扰，并提供错误检测和纠正机制。
物理层的工作原理可以分为两个方面：信号的表示和传输介质的选择。
信号可以是模拟信号或数字信号，它们分别使用不同的编码方式进行表示。
传输介质有许多种类，包括双绞线、同轴电缆、光纤等，每种传输介质都有其特定的优缺点，需要根据实际需求进行选择。
在进行信号表示时，物理层通过将比特流转换为电信号来实现。
对于模拟信号，物理层通过调制技术将比特流转换为连续的模拟信号。
而对于数字信号，物理层通过编码技术将比特流转换为离散的数字信号。
在选择传输介质时，物理层需要考虑传输速率、传输距离、抗干扰能力等因素。
传输速率是指单位时间内传输的比特数，它决定了网络的传输能力。
传输距离是指信号能够传输的最远距离，它决定了网络的覆盖范围。
抗干扰能力是指传输介质对外界干扰的敏感程度，它决定了网络的稳定性和可靠性。
除了信号表示和传输介质选择，物理层还包括了数据的同步和时钟的同步。
数据的同步是指发送方和接收方之间的时钟同步，确保数据能够按照正确的速率传输。
时钟的同步是指网络中各个节点之间的时钟同步，确保数据能够按照正确的顺序传输。
在物理层的实现中，常用的设备有中继器、集线器和调制解调器等。
中继器是物理层设备中最简单的一种，它的主要功能是将信号从一个传输介质转发到另一个传输介质上。
集线器是中继器的一种扩展，它可以将多个设备连接在一起形成一个局域网。
调制解调器是用于模拟信号和数字信号之间的转换，它在网络中起到了桥接的作用。
物理层是计算机网络体系结构中的基础层，负责将比特流从发送方传输到接收方。
它通过信号表示和传输介质选择来实现数据的可靠传输，并通过同步机制来确保数据的正确传输顺序。
1 物理信道与传输信道1.11.逻辑信道、传输信道和物理信道的区别、联系和功能下行上行逻辑信道是MAC子层向上层提供的服务，表示承载的内容是什么(what)，，按信息内容划分，分为两大类：控制信道和业务信道。
! ^: q1 n' y" E 传输信道表示承载的内容怎么传,以什么格式传,分为两大类:专用传输信道和公用传输信道.逻辑信道定义传送信息的类型，这些信息可能是独立成块的数据流，也可能是夹杂在一起但是有确定起始位的数据流，这些数据流是包括所有用户的数据。
传输信道是在对逻辑信道信息进行特定处理后再加上传输格式等指示信息后的数据流，这些数据流仍然包括所有用户的数据。
物理信道则是将属于不同用户、不同功用的传输信道数据流分别按照相应的规则确定其载频、扰码、扩频码、开始结束时间等进行相关的操作，并在最终调制为模拟射频信号发射出去；不同物理信道上的数据流分别属于不同的用户或者是不同的功用。
链路则是特定的信源与特定的用户之间所有信息传送中的状态与内容的名称，比如说某用户与基站之间上行链路代表二者之间信息数据的内容以及经历的一起操作过程。
链路包括上行、下行等。
简单来讲，逻辑信道＝｛所有用户（包括基站，终端）的纯数据集合｝传输信道＝｛定义传输特征参数并进行特定处理后的所有用户的数据集合｝物理信道＝｛定义物理媒介中传送特征参数的各个用户的数据的总称｝打个比方，某人写信给朋友，逻辑信道＝信的内容传输信道＝平信、挂号信、航空快件等等 物理信道＝写上地址，贴好邮票后的信件1.12. 逻辑信道、传输信道和物理信道分别有哪些？8 逻辑信道通常可以分为两类：控制信道和业务信道。
控制信道用于传输控制平面信息，而业务信道用于传输用户平面信息。
控制信道包括：广播控制信道(BCCH)：广播系统控制信息的下行链路信道。
寻呼控制信道(PCCH)：传输寻呼信息的下行链路信道。
专用控制信道（DCCH ）：传输专用控制信息的点对点双向信道，该信道在UE 有RRC 连接时建立。
公共控制信道（CCCH ）：在RRC 连接建立前在网络和UE 之间发送控制信息的双向信道。
多播控制信道（MCCH ）: 从网络到UE 的MBMS 调度和控制信息传输使用点到多点下行信道。
业务信道包括：专用业务信道（DTCH ）：专用业务信道是为传输用户信息的，专用于一个UE 的点对点信道。
该信道在上行链路和下行链路都存在。
多播业务信道（MTCH ）：点到多点下行链路 下行物理信道有：。
● PDSCH ： 下行物理共享信道，承载下行数据传输和寻呼信息。
● PBCH ： 物理广播信道，传递UE 接入系统所必需的系统信息，如带宽天线数目、小区ID 等● PMCH ： 物理多播信道，传递MBMS （单频网多播和广播）相关的数据 ● PCFICH ：物理控制格式指示信道，表示一个子帧中用于PDCCH 的OFDM符号数目● PHICH ：物理HARQ 指示信道， 用于NodB 向UE 反馈和PUSCH 相关的ACK/NACK 信息。
● PDCCH ： 下行物理控制信道，用于指示和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。
上行物理信道有：● PUSCH ：物理上行共享信道 ● PRACH ：物理随机接入信道，获取小区接入的必要信息进行时间同步和小区搜索等● PUCCH ：物理上行控制信道,UE 用于发送ACK/NAK ，CQI ，SR ，RI 信息。
1.1 传输信道到物理信道的基本处理流程（不分上下行）输入：TBS(transport block size)，也叫码字，可能有一个或者两个码字-----调度决定给UE 多少个RB ，让然后根据‘CQI 或者加上其他因素‘算出M C S I ，根据M CS I 算出TBS I ，最后根据TBS I 和分配的RB 数查表36213---Table 7.1.7.2.1得到能传多少个bit ，这也就是MAC 最后组成的PDU 的大小。
∙ 流程codeword0CRC segment + CRCdelivered from MAC layercodeword1CRCTurbo coding rate matching code block concatenationsegment + CRCTurbo codingrate matchingcode block concatenationabc defTurbo coding Turbo codingrate matching rate matchingTurbo coding Turbo codingrate matching rate matching注：（1）每个分段自己去做turbo 编码和速率匹配，最后才串联在一起。
（2）对于某些信道可能增加过程，也可能有些过程没有。
总之是恰当的思想，不需要就不要；不足的就加。
从该图也看出了有时只有一个码字codeword ，codewrod1不一定有。
1.1.1 PBCH(Physical Broadcast Channel) --- 规定1.1.1.1 作用∙ 作用：周期性的发送MIB 消息. 通过解调PBCH ，可以得到系统帧号和带宽信息，以及PHICH 的配置以及天线配置。
广播信息分为两类：o MIB （Master Information Block ，主信息块），它由有限个最常见的的传输参数组成，这些参数在物理广播信道上进行传输，对初始小区接入是必要的。
o 其他SIB （System Information Blocks ，系统信息块），它在物理层上与下行链路共享信道上传输的单播数据进行复用。
无论实际的系统带宽如何，UE 在没有系统带宽的先验信息条件下，其检测是通过将PBCH 映射到OFDM 信号中心的72个子载波上得到（对应了最小可能的LTE 系统带宽）。
UE 首先从同步信号中识别系统的中心频率。
1.1.1.2 思想来源∙ 任何一套通讯系统开始都必须通过一种‘潜规则’去获得一些最基本的信息，例如：‘带宽’，LTE 中的‘PHICH ’的配置情况。
然后通过这些基本信息和一些规则不断的推论出其他的东西。
PBCH 携带的MIB 信息就是‘最基本的信息’。
∙ 主辅同步信号携带的也是‘最基本的信息’。
1.1.1.3 数据来源∙ 原始BIT 数： 24bit （downlink cell bandwidth 3bit + PHICH config 3bit + SFN 的前8个bit 8bit + 10bit spare ）1.1.1.4 流程codeword0CRCdelivered from MAC layerTurbo codingrate matchinga(24bit)c(crc16,40bit)d(convolutional,120bit)e(1920)scramblingb(1920bit)modulationlayer mappingb^(1920)d(960)mapping to resource elements mapping to resource elements mapping to resource elements mapping to resource elementsy(240symbolper port per 10ms)注：（1）因为‘BCH 的一个transport block ’对应的40ms 的周期，所以会图中加扰对应到了4次资源的映射。
也就是通过四次发送。
具体发送时间，频域可以看后面 （2）enodeb 的天线端口的数目是‘算在crc16中的’。
k k a c = for k = 0, 1, 2, …, A -1()2m od ,A k ant A k k x p c --+= for k = A , A +1, A +2,..., A +15.Table 5.3.1.1-1: CRC mask for PBCHNumber of transmit antenna ports at eNode-BPBCH CRC mask><15,1,0,,...,,ant ant ant x x x1 <0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0>2 <1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1> 4<0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1>∙ 速率匹配：和Rvidx （redundancy version ）没有关系。
由于没有分段不可能有<NIL>数据，其实就相当与把‘turbo 编码后的120bit ’的数据重复了‘16次’。
∙ 扰码的初始化：cell ID init N c =。
∙ 调制模式：QPSK∙ 发射分集：层映射的层数应该与实际物理的天线端口数一样。
不管多少根天线，层映射之后虽然每层的symbol 符号数变成了240/portNum ，但后面发射分集之后每个port 对应的symbol 数又恢复到了240.1.1.1.5 时频位置 ---- 潜规则∙ 频域(k)：与CELL 带宽无关，只分配在中心频点的72子载波上 ∙ 时域(l 符号位置)：3,...,1,071,...,1,0' ,'362RB s cD L RB ==+-=l k k N N k注：（1）显然如果以后天线port 增加了，CELL 对应的下行参考信号增加了。
上图中有些‘蓝色’放MIB 消息的地方就得去掉了，算法也就需要修改。
（2）这个图的同步信号只是对FDD(帧格式1有效)。
TDD(帧格式2)对应的同步信号的位置在不同的位置。
1.1.1.6 特殊性∙ 频域位置和CELL 带宽无关，只分配在中心频点的72子载波上。
∙ 由于UE 开始没有收到MIB 信息，并不知道天线数，所以只能假设最多的天线数4，这样对应的参考信号的位置就不能放置数据。
∙ 小区对应的天线数隐性放在CRC 中的。
根据CRC 不同的序列决定小区不同的天线数∙ 在PBCH 的MIB 广播中只广播系统帧号的前8个bit ，因为系统帧号是0~1023所以只需要10个bit 表示，剩下的两位根据该帧在PBCH 40ms 周期窗口的位置确定，第一个10ms 帧为00，第二帧为01，第三帧为10，第四帧为11。
PBCH 的40ms 窗口手机可以通过盲检确定。
开始我也认为‘剩下的两位根据该帧在PBCH 40ms 周期窗口的位置确定’，但其实有更简单直接的方法：解码PBCH 的时候，由于扰码是用cell IDinit N c =初始化，你知道用生成的扰码的那一部分解码成功，其实就可以推断出系统帧的后面两位了，例如：如果生成的扰码是0000 1111 0011 1100，如果我用0000解码成功就知道‘对应的系统帧号的后两位是00，如果用0011解码成功就知道是10了’。
