轉(zhuǎn)載自：春天工作室

我們知道，在LTE系統(tǒng)中，UE使用小區(qū)搜索過程來識(shí)別小區(qū)，并獲得下行同步，進(jìn)而UE可以讀取小區(qū)廣播信息并駐留、使用網(wǎng)絡(luò)提供的各種服務(wù)。  此過程在初始接入和切換中都會(huì)用到。  今天春天工作室試圖對(duì)其中的某些關(guān)鍵部分進(jìn)行梳理和解析，因文字描述起來篇幅浩大且不容易理解，故本文中更多采用貼圖+注釋的方式。

小區(qū)搜索的目的總結(jié)如下：

1） 檢測(cè)小區(qū)的物理層小區(qū)ID（Physical Cell-ID）

通過PSS和SSS檢測(cè)獲取小區(qū)ID

2）完成時(shí)間/頻率同步

時(shí)間同步：獲取10ms無線幀同步、40msPBCH TTI同步

頻率同步：與eNodeB載波頻率同步

3） 下行CP模式檢測(cè)：normal模式 或者extended模式

4）檢測(cè)eNodeB所用的發(fā)射天線端口數(shù)

5）讀取PBCH（即MIB）

獲取SFN、下行系統(tǒng)帶寬、PHICH配置信息

6） 根據(jù)不同場(chǎng)景，支持最強(qiáng)小區(qū)、多個(gè)小區(qū)和存儲(chǔ)小區(qū)列表（Stored-InformationCell Search）等多種模式的小區(qū)搜索。

同步信號(hào)總是占用可用頻譜的中間62個(gè)子載波（不考慮DC子載波）。不論小區(qū)分配了多大帶寬，UE只需處理這62個(gè)子載波。同步信號(hào)具體來說，是由一個(gè)PSS信號(hào)和一個(gè)SSS信號(hào)組成。同步信號(hào)每個(gè)無線幀發(fā)送兩次。見下圖（TDD）。

規(guī)范定義了3個(gè)PSS，使用長(zhǎng)度為62的頻域Zadoff-Chu序列。每個(gè)PSS信號(hào)與物理層小區(qū)標(biāo)識(shí)組內(nèi)的一個(gè)物理層小區(qū)標(biāo)識(shí)對(duì)應(yīng)。SSS信號(hào)有168種，與168個(gè)物理層小區(qū)標(biāo)識(shí)組對(duì)應(yīng)。故UE在獲得了PSS和SSS信號(hào)后即可確定當(dāng)前小區(qū)標(biāo)識(shí)（cell id）。

下行參考信號(hào)用于更精確的時(shí)間同步和頻率同步。（注意，此步是輔助性的。CRS的目的主要還是測(cè)量和信道估計(jì)）。完成小區(qū)搜索后UE可獲得時(shí)間/頻率同步，小區(qū)ID識(shí)別，CP長(zhǎng)度檢測(cè)、FDD or TDD等。

更詳細(xì)的過程描述如下：

1.        UE上電之后，在可能存在LTE小區(qū)的中心頻點(diǎn)上檢測(cè)主同步信號(hào)PSS。UE以接收信號(hào)強(qiáng)度(具體取決與終端芯片的實(shí)現(xiàn))來判斷這個(gè)頻點(diǎn)周圍是否可能存在小區(qū)。如果UE保存了上次關(guān)機(jī)時(shí)的頻點(diǎn)和運(yùn)營(yíng)商信息，則開機(jī)后會(huì)先在上次駐留的小區(qū)上嘗試搜索PSS；  如果沒有，UE就要結(jié)合自己的頻段支持能力，在劃分給LTE系統(tǒng)的band上做全頻段掃描，若發(fā)現(xiàn)信號(hào)較強(qiáng)的頻點(diǎn)、就認(rèn)為可能存在LTE小區(qū)、并去嘗試匹配PSS；

2.        在這個(gè)中心頻點(diǎn)周圍收PSS（主同步信號(hào)）并進(jìn)行碼域的匹配，因?yàn)镻SS占用了中心頻帶的6RB，因此這種設(shè)計(jì)可以兼容所有的系統(tǒng)帶寬。  PSS信號(hào)以5ms為周期重復(fù)，在子幀#0發(fā)送，并且是ZC序列，具有良好的相關(guān)性。  因此，UE將第1步中接收到的6RB上的總能量，用ZC序列進(jìn)行碼域的匹配，據(jù)此可以得到小區(qū)組里的小區(qū)ID，同時(shí)確定5ms的時(shí)隙邊界。   另外，在后面檢測(cè)出來SSS之后，還通過檢測(cè)這個(gè)信號(hào)就可以知道循環(huán)前綴的長(zhǎng)度以及采用的是FDD還是TDD。  因?yàn)門DD的PSS是放在特殊子幀里面的，位置有所不同，由此可推斷出是FDD還是TDD。     但是，由于PSS是5ms重復(fù)的，5MS里的PSS完全相同，因此，在第2步中，還無法獲得無線幀同步（10ms)，只能獲得5MS定時(shí)；

 
3.        5ms時(shí)隙同步后，在PSS基礎(chǔ)上搜索SSS，SSS由兩個(gè)m序列級(jí)聯(lián)而成，前后半幀的映射順序正好相反，因此只要接收到兩個(gè)SSS就可以確定10ms的邊界，達(dá)到了幀同步的目的。由于SSS信號(hào)攜帶了小區(qū)組ID，結(jié)合前面的PSS，就可以獲得物理小區(qū)ID（CELL ID）。

4.        在獲得下行同步以后，就可以讀取PBCH了，通過上面兩步還可以獲得下行參考信號(hào)的結(jié)構(gòu)(位置)，通過解調(diào)參考信號(hào)、可以進(jìn)一步的精確的時(shí)隙與頻率同步，同時(shí)CRS還可以為解調(diào)PBCH做信道估計(jì)。   PBCH在子幀#0的slot #1上發(fā)送，通過解調(diào)PBCH，可以得到系統(tǒng)幀號(hào)和帶寬信息，以及PHICH的配置、天線數(shù)配置等。

另外，系統(tǒng)幀號(hào)SFN以及天線個(gè)數(shù)的設(shè)計(jì)，比較精巧:   SFN位長(zhǎng)為10bit，取值為0~1023。在PBCH的MIB中，只廣播了SFN的前8位，而剩下的SFN的后2位，是根據(jù)該幀在PBCH 40ms周期窗口的位置確定：第一個(gè)10ms幀為00，第二幀為01，第三幀為10，第四幀為11。  而PBCH的40ms窗口、手機(jī)可以通過盲檢確定的。

天線個(gè)數(shù)，是隱含在PBCH的CRC里面的。因?yàn)镻BCH的位置固定，承載MIB內(nèi)容，因而MIB不需要?jiǎng)討B(tài)調(diào)度，所以PBCH的CRC16個(gè)比特，還可以再做點(diǎn)文章并加以利用的。 基站是通過天線個(gè)數(shù)對(duì)應(yīng)16比特的特征串（36211里定義），對(duì)PBCH的CRC部分進(jìn)行加擾； 反過來，UE又可以通過CRC部分的校驗(yàn)，推斷出基站的天線端口的配置。—— 這就是MIB的內(nèi)容里面，可以不需要攜帶天線端口數(shù)的原因。因?yàn)椴恍枰獢y帶。通過CRC能搞定。

（上面這張圖，要仔細(xì)看）

5.        至此，UE實(shí)現(xiàn)了和eNB的定時(shí)及同步；

6.      要完成小區(qū)搜索，僅僅接收PBCH是不夠的，因?yàn)镻BCH只是攜帶了非常有限的系統(tǒng)信息，更多更詳細(xì)的系統(tǒng)信息是由SIBs攜帶的，因此后面UE還需要接收SIBs，即UE需要接收承載在PDSCH上的BCCH信息。為此UE需進(jìn)行如下的動(dòng)作：

a)        接收PCFICH。此時(shí)該信道的頻域RBG資源可以根據(jù)物理小區(qū)ID推算出來(TS362116.7.4)，通過接收解碼PCFICH得到PDCCH的symbol數(shù)目（CFI）；

b)       在PDCCH信道域的公共搜索空間里查找發(fā)送到SI-RNTI的候選PDCCH，如果找到一個(gè)并通過了相關(guān)的CRC校驗(yàn)，那就意味著有相應(yīng)的SIB消息，于是接收PDSCH，解調(diào)PDSCH里對(duì)應(yīng)的SIB內(nèi)容，譯碼后將SIB上報(bào)給高層協(xié)議棧；

c)        不斷接收SIB，上層（RRC）會(huì)判斷接收的系統(tǒng)消息是否足夠，如果足夠則停止接收SIB。至此，小區(qū)搜索過程才完全結(jié)束。

d)       另外，SIBs的調(diào)度除了SIB1外均是以SI為單位調(diào)度的。調(diào)度機(jī)制及系統(tǒng)消息的更新機(jī)制及映射到同一個(gè)SI的約束關(guān)系，此處不作詳細(xì)探討，請(qǐng)參考春天工作室之前的文章。

注意上圖的兩個(gè)system information（SI）中，第一個(gè)SI給UE調(diào)度了SIB2/SIB3，第二個(gè)SI給UE調(diào)度了SIB5/SIB6/SIB7。 即SIB2/SIB3映射到了一個(gè)SI，而SIB5/SIB6/SIB7又映射到了另外一個(gè)SI。   

最后，給大家留兩個(gè)問題思考：UE空閑態(tài)下需要讀多少SIB取決于哪些因素？  為什么LTE中要以SI調(diào)度（除MIB/SIB1外），而不是跟UMTS一樣直接以SIB為單位？