loadingLTE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UE可以读取小区广播信息并驻留、使用网络提供得各种服务。此过程在初始接入与切换中都会用到。
小区搜索得目得总结如下:
1) 检测小区得物理层小区ID(Physical Cell-ID) 通过PSS与SSS检测获取小区ID 2)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所用得发射天线端口数 5)读取PBCH(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、多个小区与存储小区列表(Stored-InformationCell Search)等多种模式得小区搜索。
同步信号总就是占用可用频谱得中间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,就是由一个PSS信号与一个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得频域Zadoff-Chu(ZC)序列。每个PSS信号与物理层小区
标识组内得一个物理层小区标识对应。SSS信号有168种,与168个物理层小区标识组对应。故UE在获得了PSS与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得时间同步与频率同步。(注意,此步就是辅助性得。CRS得目得主要还就是测量与信道估计)。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小区得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得实现)来判断这个频点周围就是否可能存在小区。如果UE保存了上次关机时得频点与运营商信息,则开机后会先在上次驻留得小区上尝试搜索PSS;如果没有,UE就要结合自己得频段支持能力,在划分给LTE系统得band上做全频段扫描,若发现信号较强得频点、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)并进行码域得匹配,因为PSS占用了中心频带得
6RB(12×6=72子载波),因此这种设计可以兼容所有得系统带宽。PSS信号以5ms为周期重复,在子帧#0发送,并且就是ZC序列,具有良好得相关性。因此,UE将第1步中接收到得6RB上得总能量,用ZC序列进行码域得匹配,据此可以得到小区组里得小区ID,同时确定5ms得时隙边界。另外,在后面检测出来SSS之后,还通过检测这个信号就可以知道循环前缀得长度以及采用得就是FDD还就是TDD。因为TDD得PSS就是放在特殊子帧里面得,位置有所不同,由此可推断出就是FDD还就是TDD。但就是,由于PSS就是5ms重复得,5MS里得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;
1. 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,前后半帧得映射顺
序正好相反,因此只要接收到两个SSS就可以确定10ms得边界,达到了帧同步得目得。由于SSS信号携带了小区组ID,结合前面得PSS,就可以获得物理小区ID(CELL ID)。
cell id: 323=107*3+2
2. 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得结
构(位置),通过解调参考信号、可以进一步得精确得时隙与频率同步,同时CRS还可以为
解调PBCH做信道估计。PBCH在子帧#0得slot #1上发送,通过解调PBCH,可以得到系统帧号与带宽信息,以及PHICH得配置、天线数配置等。
另外,系统帧号SFN以及天线个数得设计,比较精巧: SFN位长为10bit,取值为0~1023。在PBCH得MIB中,只广播了SFN得前8位,而剩下得SFN得后2位,就是根据该帧在PBCH 40ms周期窗口得位置确定:第一个10ms帧为00,第二帧为01,第三帧为10,第四帧为11。而PBCH得40ms窗口、手机可以通过盲检确定得。
天线个数,就是隐含在PBCH得CRC里面得。因为PBCH得位置固定,承载MIB内容,因而MIB不需要动态调度,所以PBCH得CRC16个比特,还可以再做点文章并加以利用得。基站就是通过天线个数对应16比特得特征串(36、211里定义),对PBCH得CRC部分进行加扰;反过来,UE又可以通过CRC部分得校验,推断出基站得天线端口得配置。
3. 至此,UE实现了与eNB得定时及同步;
4. 要完成小区搜索,仅仅接收PBCH就是不够得,因为PBCH只就是携带了非常有限得系统信
息,更多更详细得系统信息就是由SIBs携带得,因此后面UE还需要接收SIBs,即UE需要接收承载在PDSCH上得BCCH信息。为此UE需进行如下得动作:
a) 接收PCFICH。此时该信道得频域RBG资源可以根据物理小区ID推算出来(TS36、211 6、
7、4),通过接收解码PCFICH得到PDCCH得symbol数目(CFI);
b) 在PDCCH信道域得公共搜索空间里查找发送到SI-RNTI得候选PDCCH,如果找到一个并
通过了相关得CRC校验,那就意味着有相应得SIB消息,于就是接收PDSCH,解调PDSCH里对应得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)会判断接收得系统消息就是否足够,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得调度除了SIB1外均就是以SI为单位调度得。调度机制及系统消息得更新机
制及映射到同一个SI得约束关系,此处不作详细探讨。