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EUTRA支持的帶寬從1.4M到20M(Rel.8). UE在剛一開機時,并不知道系統(tǒng)的帶寬是多少。為了使UE能夠較快的獲得系統(tǒng)的頻率和同步信息。與UMTS類似,LTE中設計了主同步信道和輔同步信道。無論系統(tǒng)的帶寬為多少,主同步信道和附同步信道都位于頻率中心的1.08M的帶寬上,包含6個RB,72個子載波。實際上,同步信道只使用了頻率中心(DC)周圍的62個子載波,兩邊各留5個子載波用做保護波段。
同步信號在一個十秒的幀內,傳送兩次。在LTE FDD的幀格式中,主同步信號位于slot0和slot10的最后一個OFDM符號上。輔同步信號位于主同步信號的前面一個OFDM符號上。
在LTE TDD的幀格式中,主同步信號位于子幀1和子幀6的第三個OFDM符號上。輔同步信號位于子幀0和子幀5的最后一個OFDM符號上(也就是Slot 1 和Slot 11)。
利用主、輔同步信號相對位置的不同,終端可以在小區(qū)搜索的初始階段識別系統(tǒng)是TDD還是FDD。
UE一開機,就會在可能存在LTE小區(qū)的幾個中心頻點上接收數(shù)據(jù)并計算帶寬RSSI,以接收信號強度來判斷這個頻點周圍是否可能存在小區(qū),如果UE能保存上次關機時的頻點和運營商信息,則開機后可能會先在上次駐留的小區(qū)上嘗試駐留;如果沒有先驗信息,則需要進行全頻段搜索。
然后UE在這個中心頻點周圍嘗試接收PSS(primary synchronization signal),規(guī)范中(36.211)定義了3個PSS信號,使用長度為62的頻域Zadoff-Chu序列,每個PSS信號與物理層小區(qū)標識組內的一個物理層小區(qū)標識相對應。UE捕獲了系統(tǒng)的PSS后,就可以獲知:(1):小區(qū)中心頻點的頻率。(2):小區(qū)在物理組內的標識(在0,1,2中間取值)。(3):子幀的同步信息。對于FDD而言,由于主同步信號是位于Slot0或Slot10的最后一個OFDM符號,因而不管CP的長度是多少,確定了PSS后就可以確定Slot(也就是子幀)的邊界。但是PSS在Slot0和Slot10上的內容是相同的,目前還無法區(qū)分這兩個時系,無法獲得系統(tǒng)幀的信息。
對于TDD而言,我的理解是,捕獲PSS后尚無法確定子幀邊界。但是隨后UE捕獲SSS,就可以確定子幀邊界,道理同上。
LTE中,傳輸模式不同(FDD OR TDD),PSS和SSS之間的時間間隔不同。CP的長度也會影響SSS的絕對位置(在PSS確定的情況下),因而,UE需要進行至多4次的盲檢測。
SSS信號有168種不同的組合,對應168個不同的物理小區(qū)組的標識(在0到167之間取值)。這樣在SSS捕獲后,就可以獲得小區(qū)的物理ID,PCI=PSS+3×SSS。PCI是在物理層上用于小區(qū)間多種信號與信道的隨機化干擾的重要參數(shù)。SSS在每一幀的兩個子幀中所填內容是不同的,進而可以確定是前半幀還是后半幀,完成幀同步。同時,CP的長度也隨著SSS的盲檢成功而隨之確定。
在多天線傳輸?shù)那闆r下,同一子幀內,PSS和SSS總是在相同的天線端口上發(fā)射,而在不同的子幀上,則可以利用多天線增益,在不同的天線端口上發(fā)射。
至此,UE可以進一步讀取PBCH了。PBCH中承載了系統(tǒng)MIB的信息。時域上,在一個無線幀內,PBCH位于Slot1的前4個OFDM符號上(對FDD和TDD都是相同的,除去被參考信號占據(jù)的RE)。在頻域上,PBCH與PSCH、SSCH一樣,占據(jù)系統(tǒng)帶寬中央的1.08MHz(DC子載波除外)。這樣在未知系統(tǒng)帶寬的情況下,UE也可以快速地捕獲PBCH的信息。所不同的是,此時已取得精確同步,PBCH不需要像PSCH、SSCH那樣在信道兩側保留空閑子載波,而是全部占用了帶寬內的72個子載波。
PBCH信息的更新周期為40ms,在40ms周期內傳送4次。這4個PBCH中每一個都能夠獨立解碼。通過解調PBCH,可以獲得:
(1):系統(tǒng)的帶寬信息。系統(tǒng)的帶寬信息是以資源塊個數(shù)的形式來表示的,有3個比特。LTE(Rel.8)支持 1.4M到20M的系統(tǒng)帶寬,對應的資源塊數(shù)如下圖所示
(2):PHICH的配置。
在PBCH中使用lbit指示PHICH的長度,2bit指示PHICH使用的頻域資源,即PHICH組的數(shù)量(每個PHICH組包含8個PHICH)。
(3):系統(tǒng)的幀號SFN。系統(tǒng)幀號SFN的長度為10Bit,在0到1023之間取值。在PBCH中只廣播SFN的前8位,因此,PBCH中的SFN只是在40ms的發(fā)送周期邊界發(fā)生變化。通過PBCH在40ms周期內的相對位置就可以確定SFN的后兩位。
(4):系統(tǒng)的天線配置信息。系統(tǒng)的天線端口數(shù)目隱含在PBCH的CRC里面,通過盲檢PBCH的CRC就可以確定其對應的天線端口數(shù)目(Attenna Ports)。
PBCH的MIB中只攜帶了非常有限的信息,更多的系統(tǒng)信息是在SIB中攜帶的。SIB信息是通過PDSCH來傳送的。
UE需要讀取PDCCH中的控制信息,才能夠正確解調PDSCH中的數(shù)據(jù)。為了讀取PDCCH,首先必須了解PDCCH在子幀內占用的符號數(shù)目,這是由PCFICH來決定的。
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小區(qū)搜索的過程大致可以分為四步:
一、搜索DwPTS,達到碼片同步
TD系統(tǒng)有32個下行同步碼SYNC-DL,下行同步碼在下行導頻時隙中全向發(fā)射,不擴頻也不加擾。UE首先利用特征窗確定下行導頻時隙,然后用匹配濾波器(或者類似的裝置)將接收到的SYNC-DL與已知的32個下行導頻碼一一相關,從而可以知道該小區(qū)所使用的SYNC-DL,同時可以達到碼片同步的目的。
二、識別擾碼和MID碼 每 個SYNC-DL碼對應一組(注意是一組)MID碼,這組MID碼中包含四個MID碼,PCCPCH使用了其中的一個。當SYNC-DL識別出來后,實際 上就知道了MID碼組,但是PCCPCH具體使用的是哪個MID碼,還需要再進行“試探”。因為第一步中我們已經(jīng)做到了CHIP同步,而TD的無線幀結構 是固定的,因此PCCPCH的MID碼的位置也就知道了,F(xiàn)在只要用四個可能的MID碼一個一個去試就可以最終確定PCCPCH使用的是哪個MID碼了。 另外,MID碼和擾碼是一一對應的,所以,當MID碼確定后,PCCPCH所使用的擾碼也就確定下來了。
三、控制復幀同步
BCH信道的 TTI是20毫秒,也就是說,BCH廣播信息是分散在四個連續(xù)的5ms子幀中的,這四個子幀的數(shù)據(jù)為一個交織單元,要想正確讀出BCH信息,就必須知道這 個四個子幀的起止位置,獲得這個起止位置的過程就叫控制復幀同步。它是怎么做到的呢?實際上,四個連續(xù)的DwPTS時隙的調制相位就指示了BCH子幀的起 始位置。換句話說,UE不斷讀取DwPTS,并判斷其相位,當連續(xù)四個DwPTS的相位符合一定的要求后,就可以肯定接下來的子幀就是BCH信息的起始子 幀。
四、讀取BCH
PCCPCH承載了BCH,而PCCPCH的擴頻碼是固定的(SF為16的前兩個碼字)。到此為止,我們知道了PCCPCH的擴頻碼,擾碼,同時也知道了BCH的起始子幀位置,因此就可以成功的讀取BCH的信息了。
和UE接入相關的信息都在BCH中廣播,因此成功讀取BCH后,就表示UE可以成功接入了,小區(qū)搜索完成。
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