LTE中小区搜索过程

1、UE可以LTE中小区搜索过程图解 我们知道在 LTE 系统中， UE使用小区搜索过程来识别小区，并获得下行同步，进而读取小区广播信息并驻留、 使用网络提供的各种服务。 此过程在初始接入和切换中都会用到。小区搜索的目的总结如下：1）检测小区的物理层小区 ID（ Physical Cell-ID ） 通过 PSS和 SSS检测获取小区 ID2）完成时间 / 频率同步时间同步：获取 10ms无线帧同步、 40msPBCH TTI同步 频率同步：与 eNodeB载波频率同步3）下行 CP模式检测： normal 模式 或者 extended 模式4）检测 eNodeB所用的发射天线端口数 5）读取 P

2、BCH（即 MIB）获取 SFN、下行系统带宽、 PHICH配置信息6) 根据不同场景，支持最强小区、多个小区和存储小区列表( Stored-InformationCell Search )等多种模式的小区搜索。同步信号总是占用可用频谱的中间 62 个子载波(不考虑 DC子载波)。不论小区分配了多大 带宽， UE只需处理这 62 个子载波。同步信号具体来说，是由一个PSS信号和一个 SSS信号组成。同步信号每个无线帧发送两次。规范定义了 3个 PSS，使用长度为 62 的频域 Zadoff-Chu ( ZC)序列。每个 PSS信号与物理 层小区标识组内的一个物理层小区标识对应。SSS信号有 1

3、68 种，与 168 个物理层小区标识组对应。故 UE在获得了 PSS和 SSS信号后即可确定当前小区标识( cell id )。下行参考信号用于更精确的时间同步和频率同步。注意，此步是辅助性的。 CRS 的目的主要还是测量和信道估计） 。完成小区搜索后 UE可获得时间 / 频率同步，小区 ID 识别， CP 长 度检测、 FDD or TDD 等。1. UE上电之后，在可能存在 LTE 小区的中心频点上检测主同步信号PSS。UE以接收信号强度（具体取决与终端芯片的实现 ） 来判断这个频点周围是否可能存在小区。如果UE保存了上次关机时的频点和运营商信息，则开机后会先在上次驻留的小区上尝试搜索

4、PSS；如果没有， UE就要结合自己的频段支持能力，在划分给LTE系统的 band 上做全频段扫描，若发现信号较强的频点、就认为可能存在LTE 小区、并去尝试匹配 PSS；2. 在这个中心频点周围收 PSS（主同步信号）并进行码域的匹配，因为PSS占用了中心频带的 6RB（ 12×6=72 子载波），因此这种设计可以兼容所有的系统带宽。 PSS信号以 5ms 为周期重复，在子帧 #0 发送，并且是 ZC 序列，具有良好的相关性。因此， UE将第 1 步中接收到的 6RB上的总能量，用 ZC 序列进行码域的匹配，据此可以得到小区组里的 小区 ID，同时确定 5ms 的时隙边界。另外，在

5、后面检测出来SSS之后，还通过检测这个信号就可以知道循环前缀的长度以及采用的是FDD还是 TDD。因为 TDD的 PSS是放在特殊子帧里面的， 位置有所不同， 由此可推断出是 FDD还是 TDD。但是，由于 PSS是 5ms 重复的， 5MS里的 PSS完全相同，因此，在第 2 步中，还无法获得无线帧同步（ 10ms） ，只能获得 5MS定时；3. 5ms 时隙同步后，在 PSS基础上搜索 SSS，SSS由两个 m序列级联而成，前后半帧的映 射顺序正好相反，因此只要接收到两个SSS就可以确定 10ms 的边界，达到了帧同步的目的。 由于 SSS信号携带了小区组 ID，结合前面的 PSS，就可以

6、获得物理小区 ID(CELLID)。cell id: 323=107*3+24. 在获得下行同步以后，就可以读取PBCH了，通过上面两步还可以获得下行参考信号的结构（位置 ） ，通过解调参考信号、 可以进一步的精确的时隙与频率同步， 同时 CRS还可 以为解调 PBCH做信道估计。 PBCH在子帧 #0 的 slot #1 上发送，通过解调 PBCH，可以 得到系统帧号和带宽信息，以及 PHICH的配置、天线数配置等。另外，系统帧号 SFN以及天线个数的设计， 比较精巧 : SFN位长为 10bit ，取值为 01023。 在 PBCH的 MIB中，只广播了 SFN的前 8 位，而剩下的 SF

7、N的后 2位，是根据该帧在 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。而 PBCH的 40ms 窗口、手机可以通过盲检确定的。天线个数， 是隐含在 PBCH的 CRC里面的。 因为 PBCH的位置固定，承载 MIB 内容，因而 MIB 不需要动态调度，所以 PBCH的 CRC16个比特，还可以再做点文章并加以利用的。 基站是通过天线个数对应 16 比特的特征串（里定义） ，对 PBCH的 CRC部分进行加扰； 反过来， UE又可以通过 CRC部分的校验，推断出基站的天线端口的配置。5. 至此， UE实现了和 eNB的

8、定时及同步；6. 要完成小区搜索， 仅仅接收 PBCH是不够的，因为 PBCH只是携带了非常有限的系统信息，更多更详细的系统信息是由 SIBs 携带的，因此后面 UE还需要接收 SIBs，即 UE需要接收承载在 PDSCH上的 BCCH信息。为此 UE需进行如下的动作：a) 接收 PCFICH。此时该信道的频域 RBG资源可以根据物理小区 ID 推算出来 ，通过接收解码 PCFICH得到 PDCCH的 symbol 数目( CFI)；b) 在 PDCCH信道域的公共搜索空间里查找发送到SI-RNTI 的候选 PDCCH，如果找到一个并通过了相关的 CRC校验，那就意味着有相应的 SIB 消息，

9、于是接收 PDSCH，解调 PDSCH里对应的 SIB 内容，解码后将 SIB 上报给高层协议栈；c) 不断接收 SIB ，上层(RRC)会判断接收的系统消息是否足够， 如果足够则停止接收 SIB 。 至此，小区搜索过程才完全结束；d) 另外， SIBs 的调度除了 SIB1 外均是以 SI 为单位调度的。调度机制及系统消息的更新机制及映射到同一个 SI 的约束关系，此处不作详细探讨。20:46:55.716LTE LLl PSS ReSUItS20:46:55.722LTE LLl PSS ReSUItS下行同步20：46:55.728LTE LLl PSS ReSUItS20:4655.7

10、33LTE LLl FSS ReSUItS20:46:55.738LTE LLl PSS ReSUltS因软件序因J统20:46:55 744LTE LLl SSS ReSUltSI I FfJX LJ # VU 计®时间上昭有20:4655.750LTE LLl PCFlCH DeCOdinS ReSUltSCrH,JBjlIj A J JlW菽职CFl序未必完全对>20:4655.750LTE LLl PCFICH DeCoding ReSUItS但可供参考.20:46:55.7WLTE LLl FBCM Decoding R自SuItS两个PCFlCH-个 是PCC/个是

11、 SCC.主载波和20:46:55.760LTE LLl PBCH DeCOding ReSUItS20:46:55.760LTE LLl PBCH Decoding ReSUItS辅我漁CA中的20:46:55.761LTE LLl PBCH DeCOding ReSUItS食测和接收PBCH释20.40.55. TGlLTE LLl FBCM DftCOding Results20:46:55.761LTE LLl PBCH DeCoding ReSUItS20:46:55.762LTE LLl PBCH DeCOding ReSUItS20:46:55.762LTE LLl PBCH D

12、eCOding ReSUItS20:46:55.762LTE LLI FBCH Dcoding ReSUItS20:46:55.773LTE LLl PDCCH DeCodlng ReSIIlt20:46:55.775LTE LLl PCFlCH DeCOding ReSUItS- WIjlJ Ue JSlli>l DI HJ2 任20:46:55.775LTE LLl PCFlCH DeCoding ReSUItS20:46:55.775LTE RRC OTA PaCketBCCHeDLeSCH / SyStemInfOrmatiOnBLOCkTyPel20:46:55.784LTE

13、MC DL TranSPOrt BlOCk20:46:55 786LTE RRC MIB MeSSage Log Packet20:46:55.795LTE LLl PCFlCH DeCodIng ReSUltS遊耆天工作军20:46:55.795LTE LLl PCFrCH DeCOdi ng ReSUItS20:46:55.055LTE Ill PCFICH DeCoding ReSUltS20:46:55.068LTE LLl PDCCH DeCOding ReSUIt20:46:55.069LTE LLl PDSCX DeCOding ReSUltSP4R SR 7T.TR RFr T

14、A PftrkARCCH-DT._CF / SyP PmTn famAfinrR£ »20:46:55.073LTE LLl PDeCH DeCoding ReSUlt20:46:55.074LTE RfC OTA PaCketBCCHeDLeSCE / SyStemlnfOrmatioLBIOCkTyPelBS »20:46:56.075LrE LLI PCFICM DeCOdIng KeSUltS20:46:50.075LTE LLl PCFlCH DeCodinS ReSUltS可以看出来'UE継纱接收SG也即其他的丈BS¾7qR >

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17、f Bl qclrOF20:46:55. 164LTE NAS EMM Plain OrA OUtgOing M<ssgeAttach request MSCBS <<20 46 5 3LTE PrSCH StU TndiefttiOn20:46:55.095LTE LLl PCFICH DeCOding ReSUItS注意上图的两个 system information （ SI ）中，第一个 SI 给 UE调度了 SIB2/SIB3 ，第二个SI 给 UE 调度了 SIB5/SIB6/SIB7 。 即 SIB2/SIB3 映射到了一个 SI ，而 SIB5/SIB6/SIB7 又 映射到了另外一个 SI 。UE依靠 PDCCH上的 SI-RNTI 来确定是否有被调度接收的 SI 。MIB只有有限的 3 个参数：下行系统带宽、 PHICH的配置、系统帧号 SFN，为什么还要单独设计，甚至单独给一个 PBCH信道，而且其时频资源均已知（有固定的时间和频率位置）MIB不参与调度，而其他的 SIB 消息，最终映射到 PDSC，H 是要参与调度的。即，针对小区 内所有用户的 SIBs ，是需要和用户的专用数据、 CCCH及寻呼等这些一起复用 PDSCH信道、