UE开机流程详解-下行同步、PBCH、PDSCH解调
LTE物理信道-PBCH
PBCH1、概述UE在接入某小区前，需要先获取到该小区的系统信息，才能知道该小区是如何配置的，以便在该小区内正确的工作。
小区是通过逻辑信道BCCH向该小区内的所有UE发送系统信息的。
从图1、图2、图3可以看出，逻辑信道BCCH会映射到传输信道BCH和DL-SCH。
其中，BCH只用于传输MIB信息，并映射到物理信道PBCH；DL-SCH 用于传输各种SIB信息，并映射到物理信道PDSCH。
图1：下行信道匹配2、M aster Information Block2.1发送场景UE会在下述过程之后接收系统信息：1）小区选择（开机后）和小区重选2）切换3）从其它RAT进入E-UTRA4）重回服务区5）接收到系统信息改变通告6）接收到ETWS通告指示7）接收到CDMA2000上层请求8）系统信息超出最大有效期-周期性的补充点：LTE中之所以要在切换后接受系统消息，是因为LTE系统设计扁平化以后取消了RNC网元，也就是LTE中切换的测量配置下发、判决都是eNodeB完成，在当前不支持X2口切换前提下，切换完成后UE对于该小区下的系统消息配置是不清楚，所以会接收系统消息；如果支持X2口切换的话，在切换前源eNodeB和目标eNodeB之间会交互配置信息，则不用接收系统消息。
2.2发端网元处理组装消息内容2.3收端网元处理接收到MasterInformationBlock后,UE将：1）应用phich-Config中携带的无线资源配置信息；1）当T311正在运行，UE处于RRC_IDLE或者RRC_CONNECTED状态：2）如果UE没有相关小区的有效系统信息：3）将ul-Bandwidth 设置为dl-Bandwidth，直到接收到SystemInformationBlockType2。
2.4字段解释1.1.1dl-bandwidth1)字段类型：BIT STRING (SIZE (4））2)字段描述：下行带宽。
5G(NR)网络中PBCH与MIB消息块
5G(NR)网络中PBCH与MIB消息块终端在5G网络中的小区搜索过程就是获取与小区在时间和频率上的同步，并检测该小区物理层标识ID(PCI）。
在终端(UE)开机后执行的小区搜索操作、连接模式下移动性、空闲模式下移动性(如重选)和NR的RAT间移动期间,终端(UE)通过NR同步信号和BCH解析得到接入网络小区所需的信息。
与4G(LTE)类似,5G(NR)定义了两种同步信号：主同步信号(PSS)和辅助同步信号(SSS)。
5G(NR)的同步信号/PBCH(SSB)块由PSS,SSS和物理广播信道(PBCH)组成。
在接入网络前终端(UE)需首先解码PBCH和MIB,以接收在PDSCH上传输的其他系统信息。
物理广播信道（PBCH）和MIB--MIB映射在BCCH逻辑信道上,承载在BCH传输信道上;然后将BCH映射到PBCH。
--MIB以80毫秒的周期发送,并在80毫秒内重复发送。
--MIB向UE提供(获取)SIB1所需的参数(如CORESET＃0配置),具体包括:监听PDCCH，调度承载SIB1的PDSCH所需信息。
PBCH和MIB信息PBCH承载着进一步系统访问所需关键信息(如获取SIB1)。
在本节中将详细讨论MIB中包含的所有信息/字段以及PBCH携带的信息。
MIB内容在80毫秒周期内相同,并且相同的MIB在SS突发脉冲内的所有SSB上传输,SSB索引的信息是唯一的,且专用于SSB;MIB携带信息如下所示：--消息包括24位CRC的PBCH有效载荷,大小56bits。
下表是PBCH /MIB 中信息/字段占用的位数。
*PBCH加扰序列隐含地携带4个附加（LSB）位。
·SFN(6位)：与LTE相似5G NR中的SFN占用10位,范围从0~1023。
10位SFN的6位中MSB位是MIB的一部分。
作为信道编码的一部分,SFN 的4个LSB位在PBCH传输块中传输。
·subCarrierSpacingCommon(1位):用在MIB中,SIB1的子载波间隔，Msg-2/4和SI消息初始访问,寻呼和广播。
LTE信令流程之开机附着去附着流程分析
LTE信令流程之开机附着去附着流程分析为了实现LTE网络中用户设备的连接和通信，开机附着和去附着是非常重要的步骤。
下面将分析LTE信令流程中的开机附着和去附着过程。
开机附着是指当用户设备（UE）开机或从断网状态恢复时，UE需要与LTE网络建立连接。
开机附着的过程可以分为以下几个步骤：第一步，扫描小区：UE首先会扫描周围的小区，以便找到可用的LTE小区。
UE会通过物理广播信道（PBCH）和物理下行共享信道（PDSCH）接收广播信号，获取小区的系统信息。
第二步，收到系统信息和选择小区：UE会解码收到的系统信息，并根据其中的参数选择要附着的目标小区。
UE需要选择一个最优的小区，以便进行后续的附着过程。
第三步，发送附着请求：UE会在随机接入过程中使用随机接入信道（RACH）发送附着请求。
UE会在附着请求中携带相关的用户身份和能力信息，以便网络能够识别和验证UE的身份。
第四步，接收附着响应：如果网络接收到UE的附着请求并验证通过，它将向UE发送附着响应。
附着响应中包含了分配给UE的临时标识，以及其他相关的系统信息。
第五步，完成附着过程：UE收到附着响应后，将与网络进行配对并完成附着过程。
UE会解码附着响应，获取分配的临时标识，并在后续的通信过程中使用它。
去附着是指当用户设备不再需要连接LTE网络时，可以发送去附着请求来终止与网络的连接。
第一步，发送去附着请求：UE会使用随机接入过程中的RACH发送去附着请求。
UE会在去附着请求中携带相关的用户身份信息，以便网络能够识别和验证UE的身份。
第二步，接收去附着响应：如果网络接收到UE的去附着请求并验证通过，它将向UE发送去附着响应。
去附着响应中可能包含一些系统信息，以便UE可以在后续的操作中使用。
第三步，释放资源：UE收到去附着响应后，将释放与网络之间的所有资源，并终止与网络的连接。
开机附着和去附着是LTE网络中用户设备连接和断开连接的重要过程。
通过开机附着过程，用户设备可以与网络建立连接，并获取到分配的临时标识，以便进行后续的通信。
UE接入LTE网络启动流程
UE 要接入 LTE 网络，必须经过小区搜索、获取小区系统信息、随机接 入等过程。
第 1 章 小区搜索过程（Cell Search Procedure）
本章介绍小区搜索过程。主要涉及 PSS/SSS 以及 UE 通过 PSS/SSS 能够得到哪些有用的信息。 小区搜索的主要目的：1）与小区取得频率和符号同步（下行同步）； 2）获取系统帧 timing，即下行帧的起始位置；3）确定小区的 PCI （Physical-layer Cell Identity）。 UE 不仅需要在开机时进行小区搜索，为了支持移动性（ mobility）， UE 会不停地搜索邻居小区、取得同步并估计该小区信号的接收质量，从而决 定是否进行切换（handover，当 UE 处于 RRC_CONNECTED 态）或小区重 选（cell re-selection，当 UE 处于 RRC_IDLE 态）。
(1) ( 2) N ID ，加上检测 PSS 时得到的 N ID ，也就得到了小区的 PCI；
由于 cell-specific RS 及其时频位置与 PCI 是一一对应的，因此也就知 道了该小区的下行 cell-specific RS 及其时频位置； 10 ms timing，即系统帧中子帧 0 所在的位置（此时还不知道系统帧 号，需要进一步解码 PBCH）； 小区是工作在 FDD 还是 TDD 模式下； CP 配置：是 Normal CP 还是 Extended CP。 在多天线传输的情况下，同一子帧内，PSS 和 SSS 总是在相同的天线 端口上发射，而在不同的子帧上，则可以利用多天线增益，在不同的天线端 口上发射。 如果是初始同步（此时 UE 还没有驻留或连接到一个 LTE 小区），在 检测完同步信号之后，UE 会解码 PBCH，以获取最重要的系统信息。 如果是识别邻居小区，UE 并不需要解码 PBCH，而只需要基于最新检 测到的小区参考信号来测量下行信号质量水平，以决定是进行小区重选（UE 处于 RRC_IDLE 态）还是 handover（UE 处于 RRC_CONNECTED 态。此时 UE 会通过 RSRP 将这些测量结果上报给服务小区， 决定是否进行 handover） 。
90-UE接收到PDSCH时的流程
UE接收到PDSCH时的流程5G网络在下行每个小区最大支持16个HARQ进程，UE支持的进程数是由高层参数nrofHARQ-ProcessesForPDSCH指定，如果没有配置该参数，默认的进程数是8个。
UE应在检测到配置了DCI Format1_0、1_1或1_2的PDCCH时，对由该DCI指示的相应PDSCH进行解码。
对于给定调度小区中的任何HARQ进程ID，UE不希望接收与另一PDSCH在时间上重叠的PDSCH。
在预期的HARQ-ACK传输结束之后，UE才开始接收给定HARQ处理的另一PDSCH。
在给定的调度小区中，UE不希望在时隙i中接收第一个PDSCH，相应的HARQ-ACK 被分配到时隙j中被发送，以及在第一个PDSCH之后开始的第二个PDSCH，其对应的HARQ-ACK被指定在时隙j之前的时隙中发送。
对于给定调度小区中的任意两个HARQ进程ID，如果UE被调度通过以符号i结束的PDCCH开始接收以符号j开始的第一PDSCH，在给定的调度小区中，对于与SI-RNTI相对应的任何PDSCH，UE不应被调度以接收在第一个PDSCH的结束之前开始的PDSCH，并且PDCCH在符号i之后结束，UE不需要解码在该PDSCH的最后一个符号之后具有小于N个符号的开始符号的先前PDSCH的重新传输，其中N的值取决于PDSCH子载波间隔配置μ，对于μ＝0，N＝13，对于μ＝1，N＝20；对于u＝μ，N＝24。
在5G中，PDSCH只有一种传输模式，gNB在天线端口1000-1011上可以高达8层的数据传输。
传输块映射到天线端口，比如[x(0)(i)…x(υ−1)(i)]T, i=0,1,…,M symb layer −1传输块，映射到天线端口⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--)()()()()1()0()()(10i x i x i y i y p p υυ ，i =0,1,…,M symb ap −1, M symb ap =M symb layer .传输块y (p )(0),…,y (p )(M symb ap −1) 按顺序映射到VRB 的RE (k ′,l )p,μ 上，再从VRB 映射到PRB ，两者的映射模式有交织映射和非交织映射，默认是非交织映射。
LTE无线网络优化(协议与KPI)-第二部分-LTE捕获
二、LTE捕获1、捕获概述当UE开机后或在漫游中，首要任务就是找到网络并和网络取得联系。
只有这样，才能获得网络的服务。
因此，空闲模式下UE的行为对于UE是至关重要的。
当UE开机后，首先应该选择一个PLMN。
当选中了一个PLMN后，就开始选择属于这个PLMN的小区。
当找到这样的一个小区后，从系统信息(广播)中就可以知道邻近小区的信息，这样，UE就可以在所有这些小区中选择一个信号最好的小区，驻留下来。
紧接着，UE就会发起位置登记过程。
成功后，UE就驻留在这个小区中。
驻留的作用有4个：(1)使UE可以接收PLMN广播的系统信息。
(2)可以在小区内发起随机接入过程。
(3)可以接收网络的寻呼。
(4)可以接收小区广播业务。
当UE驻留在小区中，并登记成功后，随着UE的移动，当前小区和邻近小区的信号强度都在不断变化。
UE就要选择一个最合适的小区，这就是小区重选过程。
这个最合适的小区不一定是当前信号最好的小区。
比如UE处在一个小区的边缘，又在这两个小区之间来回走，恰好这两个小区又是属于不同的LA或者RA。
这样UE就要不停的发起位置更新，即浪费了网络资源，又浪费的UE的能量。
当UE重选小区，选择了另外一个小区后，发现这个小区属于另外一个LA或者RA，UE 就要发起位置更新过程，使网络获得最新的UE的位置信息。
UE通过系统广播信息中的SIB1发现 LA或者RA的变化。
如果位置登记或者更新不成功，比如当网络拒绝UE时。
或者当前的PLMN出了覆盖区，UE可以进行PLMN重选，以选择另外一个可用的PLMN。
小区搜索流程：小区搜索过程是UE和小区取得时间和频率同步，并检测小区ID的过程。
E-UTRA系统的小区搜索过程与UTRA系统的主要区别是能够支持不同的系统带宽(1.4~20MHZ)。
小区搜索通过若干下行信道实现，包括同步信道(SCH)、广播信道(BCH)和下行参考信号(RS)。
SCH 又分成主同步信道(PSCH)和辅同步信道(SSCH)，BCH又分成主广播信道(PBCH)和动态广播信道(DBCH)。
UE开机流程
UE开机流程UE从开机到能上下行传输，需要完成三步：小区搜索；读取系统信息；注册接入。
由于同步信号带宽的通用性，UE上电开机后在各个频点扫描，开始做小区搜索。
小区搜索使得UE完成LTE系统帧同步、符号同步、载波频偏估计补偿和解析出CELL_ID。
1. 由PSS获得半帧边界，Nid2，符号边界（三路匹配滤波）2. CP类型盲检测3. 由SSS获得帧边界，Nid1（可以基于发端的公式做变换降低运算量，也可基于FHT使得运算更低）4. 各种方法进行频偏估计补偿（最常见的利用CP做MLE FOE，前后相隔一个符号可完成FCO的估计，基于CP的算法参考Moose算法）。
采样率肯定按照最宽带宽配置，不会影响到CellSearch，但LTE 由于系统带宽的可灵活配置，真正的系统带宽还需解PBCH才可获知。
由于小区搜索已经获得帧的各种边界，就可以定出PBCH的资源位置。
（关于PBCH，其mapping是按照最大天线数的，而系统真实的天线数在其CRC掩码中），解出PBCH中的MIB信息：系统带宽，SFN（高8bit），PHICH相关信息（3bit）。
SFN的低2bit通过PBCH的扰码相位获得。
下一步的关键就是解PDCCH了，解PDCCH需要先搞定PCFICH 和PHICH。
故先解PCFICH，PCFICH的资源位置只和CELL_ID相关，小区搜索已获得CELL_ID，解出PCFICH获得控制域占用的符号数目。
得到控制域的符号数目，再由MIB中的PHICH信息便可知道PHICH 的时频资源，那么PDCCH的时频资源可知也。
SI-RNTI为固定值（FFFF还是FFFE来着，记不清了），UE便可用SI-RNTI寻址PDCCH 解析出SCH上的SIB（由于SIB的周期性，解SIB也要用到前面MIB 中解出的SFN）。
UE解完SIB1和SIB2，便可发起连接请求。
SIB中含有PRACH的相关信息，UE便可由此选择随机接入信道的时频资源位置，发起竞争随机接入。
5G初始接入信令流程介绍（SA与NSA）
5G初始接⼊信令流程介绍（SA与NSA）⼀、⼩区搜索⼩区搜索是UE实现与gNodeB下⾏时频同步并获取服务⼩区ID的过程，⼩区搜索分以下⼏个步骤：第⼀步：UE解调主同步信号（PSS，和LTE⼀样是3个），实现符号同步，并获取⼩区组内ID；第⼆步：UE解调次同步信号(SSS, 5G的SSS有336个 )，获取⼩区组ID，结合⼩区组内ID，最终获得⼩区的PCI(5G的PCI有1008个）第三步：解调PBCH的MIB消息，获取波束ID，以及半帧指⽰信息，完成下⾏帧同步NSA组⽹下，RMSI中的内容通过RRC信令（由LTE发送）在UE开始接⼊NR前发送给UE直接读取SSB的中⼼频点⼆、上⾏同步触发RA的事件有如下⼏类：Case 1：初始RRC连接建⽴（竞争）Case 2：RRC连接重建（竞争）Case 3：切换（竞争or⾮竞争）Case 4：失步状态下⾏数据到达（竞争or⾮竞争）Case 5：失步状态上⾏数据到达（竞争）Case 6：NSA接⼊。
UE在LTE⼩区接⼊后，添加NR⼩区时，在NR发起RA（⾮竞争）Case 7：基于RA请求SI （系统消息）。
UE需要请求特定SI时会发起RA（⾮竞争）Case 8：UE从RRC_INACTIVE到RRC_CONNECTED状态（竞争or⾮竞争）Case 9：波束恢复。
当UE PHY层检测到波束失步时，会通知UE MAC发起RA（⾮竞争）NR中的随机接⼊流程与LTE的基本相同，UE侦听系统消息获取本⼩区PRACH信道配置并向gNB发送Preamble，gNB下发RAR，冲突的UE都可能会受到，并在ULGrant指⽰的时机向gNB 发送Msg3，并携带UE标⽰。
gNB下发MSG4，包含竞争解决MCE，指⽰竞争成功的UE标⽰三、SA初始接⼊信令流程SA初始接⼊信令流程包括RRC连接流程、上下⽂建⽴流程、PDU会话流程。
RRC连接流程包括UE和gNodeB之间的RRC连接建⽴、重配、释放、重建过程，以及上⾏失步管理、UE不活动性管理。
UE开机选网流程
UE开机选网流程UE入网流程，总结如下开机开机之后，系统初始化，UE会读取自身的SIM卡中存储的信息，判断有没有存储先验信息，该信息用于PLMN的选择。
PLMN选择参考协议38.304PLMN（Public Land Mobile Network，陆上公用移动通信网），由政府或它所批准的经营者，为了公众提供陆地移动通信业务目的而建立和经营的网络。
PLMN = MCC + MNC = 移动国家码 + 移动网络码。
例如中国移动为46000，中国联通为46001。
IMSI（International Mobile Subscriber Identification Number），国际移动用户识别码，用于区别移动用户的标志，存储在SIM卡中，总长度不超过15位。
IMSI = MCC + MNC + MSIN ，例如一个典型的IMSI号为460030912121001。
MCC（Mobile Country Code，移动国家码），MCC的资源由国际电联（ITU）统一分配和管理，唯一识别移动用户所属的国家，共3位，中国为460。
MNC（Mobile Network Code，移动网络码），共2位，中国移动使用00、02、07，中国联通GSM使用01，中国电信CDMA使用03。
MSIN（Mobile Subscriber Identification Number，移动用户识别码），共10位。
PLMN选择有两种模式，自动选择和手动选择。
选网过程按照PLMN选择类型，包括开机选网、用户重选网、OOS选网、高优先级选网等。
（本文主要介绍开机选网）PLMN分类：●RPLMN：注册成功、已登记的PLMN。
是终端在上次关机或脱网前登记上的PLMN。
●EPLMN：等效PLMN。
为与终端当前所选择的PLMN处于同等地位的PLMN，其优先级相同。
●HPLMN：Home PLMN，归属PLMN。
是终端用户归属的PLMN，终端USIM卡上的IMSI号包含的MCC和MNC与HPLMN 上的一致，对某一用户来说，归属PLMN只有一个。
UE开机流程详解-下行同步、PBCH、PDSCH解调
UE开机流程1、频率搜索UE开机在可能存在LTE小区的几个中心频点上接收信号（PSS），以接收信号强度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；如果没有，就要在划分给LTE系统的频带范围内做全频段扫描，发现信号较强的频点去尝试需要指出的是UE进行全频段搜索时，在其支持的工作频段内以100kHz为间隔的频栅上进行扫描，并在每个频点上进行主同步信道检测。
这一过程中，终端仅仅检测 1.08MHz 的频带上是否存在主同步信号，这是因为PSS在频域上占系统带宽中央1.08MHz，问题点：如何通过PSS进行频域同步不管系统带宽是多少，PSS都在在系统带宽中间的6个RB上发送，在带宽内对称发送，所以通过解PSS可以获得频域同步。
即通过PSS的频域位置进行频域同步。
2、下行同步2.1 PSS检测进行5MS时隙同步，检测小区组内ID然后在这个中心频点周围收PSS（主同步信号。
对于TDD，PSS在slot2和slot12的第二个OFDM符号上；SSS在slot1和slot11的倒数第一个OFDM符号上。
），它占用了中心频带的6RB，因此可以兼容所有的系统带宽，信号以5ms为周期重复，在子帧#0发送，并且是ZC序列，具有很强的相关性，因此可以直接检测并接收到，据此可以得到小区组里小区ID，同时确定5ms的时隙边界，同时通过检查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，位置有所不同，基于此来做判断）由于它是5ms重复，因为在这一步它还无法获得帧同步。
2.2 SSS检测进行10MS同步，检测小区组ID、帧同步5ms时隙同步后，在PSS基础上向前搜索SSS，SSS由两个端随机序列组成，前后半帧的映射正好相反，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，跟PSS结合就可以获得物理层ID（CELL ID），这样就可以进一步得到下行参考信号的结构信息。
LTE开机搜索与随机接入工作过程
LTE开机搜索与随机接入工作过程、LTE开机及工作过程如下图所示:1!Power ()nj-k fell Search andSckction->SystemlnifbrmatinnReceivef Random Access I Jser DataTX/RX 1YInitial Access Procedure二、小区搜索及同步过程整个小区搜索及同步过程的示意图及流程图如下: Synchronization ProcedureGroup 0-*167 C«ll Specific RSC«lMd Dtttct 0*503 Syittm System tnfortnaTiGn Information (MIB) (SIB)t 丿¥Bro^dc^st informationeNBDLULUE畑第口HQ * C LLL IDJtNntehW CLLQr曲ip【卩JI________________ ______ ________________ _____ ________ _____ i1） UE开机，在可能存在LTE小区的几个中心频点上接收信号（PSS）,以接收信号强度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；如果没有，就要在划分给LTE系统的频带范围内做全频段扫描，发现信号较强的频点去尝试；2）然后在这个中心频点周围收PSS（主同步信号），它占用了中心频带的6RB, 因此可以兼容所有的系统带宽，信号以5ms为周期重复，在子帧#0发送，并且是ZC序列，具有很强的相关性，因此可以直接检测并接收到，据此可以得到小区组里小区ID，同时确定5ms的时隙边界，同时通过检查这个信号就可以知道循环前缀CP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，位置有所不同，基于此来做判断）由于它是5ms 重复，因为在这一步它还无法获得帧同步；Ona fnams （Kims'i0123456739FDD 2 Z i i im i i i ■ 」i・i i i ■■ i・ ii ~l~ 二二One frame （id msi■4* ・-■・「■・■ r ■ ■anc i s, ■ n v a a ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■B.・・■・■・■・■■p斗 3 零7^0 TDD ' Z7 T ne ] i 工..二』T ]二'.......... .......... /"t二n」一一】i L—t一.j 】】丄i厂i r [ i 】i _i [ i ] i -1 PSSR J I乩I Tinie-cttjira：n pasjJietis of P55A-in cast cifFDD arid TLJf）.3） 5ms时隙同步后，在PSS基础上向前搜索SSS, SSS由两个端随机序列组成，前后半帧的映射正好相反，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。
Cell Search
• 3、5ms时隙同步后，在PSS基础上向前搜索SSS，SSS有两个端随机 序列组成，前后半帧的映射正好相反，因此只要接收到两个SSS就 可确定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，跟PSS结合就可以获得物理层ID（CELL ID），这样就 可以进一步得到下行参考信号的结构信息。
Initiate data transmission using assigned spectrum
谢 谢！
• 4、在获得帧同步以后就可以读取PBCH了，通过上面两步获得了 下行参考信号结构，通过解调参考信号可以进一步的精确时隙与 频率同步，同时可以为解调PBCH做信道估计了。PBCH在子帧#0 的slot#1上发送，就是紧靠PSS，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。系统帧号以 及天线数设计相对比较巧妙：SFN位长为10bit，也就是取值从0~1 023循环，在PSCH的MIB广播中只广播前8位，剩下的两位根据该 帧在PBCH40ms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。而天线数隐含在PBCH的CRC里面，在计算好PBCH 的CRC后跟天线数对应的MASK进行异或；
SCH的频域结构
20-MHz bandwidth SCH 10-MHz bandwidth
5-MHz bandwidth
2.5-MHz bandwidth
1.25-MHz bandwidth
BCH的频域结构
20-MHz bandwidth BCH 10-MHz bandwidth
5-MHz bandwidth
小区搜索过程
Cell search
LTE每天学习总结—基本过程(下行同步)
1. 小区搜索1.1 开机UE开机在可能存在LTE小区的几个中心频点上接收信号（PSS），以接收信号强度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；如果没有，就要在划分给LTE系统的频带范围内做全频段扫描，发现信号较强的频点去尝试1.2 PSS检测进行5MS时隙同步，检测CELLID然后在这个中心频点周围收PSS（主同步信号，对于FDD，PSS在slot0和slot10的倒数第一个OFDM符号上；SSS在slot0和slot10的倒数第二个OFDM符号上。
对于TDD，PSS在slot2和slot12的第二个OFDM符号上；SSS在slot1和slot11的倒数第一个OFDM符号上。
），它占用了中心频带的6RB，因此可以兼容所有的系统带宽，信号以5ms为周期重复，在子帧#0发送，并且是ZC序列，具有很强的相关性，因此可以直接检测并接收到，据此可以得到小区组里小区ID，同时确定5ms的时隙边界，同时通过检查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，位置有所不同，基于此来做判断）由于它是5ms重复，因为在这一步它还无法获得帧同步1.3 SSS检测进行10MS同步，检测CELL GroupID、帧同步5ms时隙同步后，在PSS基础上向前搜索SSS，SSS由两个端随机序列组成，前后半帧的映射正好相反，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，跟PSS结合就可以获得物理层ID（CELL ID），这样就可以进一步得到下行参考信号的结构信息。
PSS在每个无线帧的2次发送内容一样，SSS每个无线帧2次发送内容不一样，通过解PSS先获得5ms定时，通过解SSS可以获得无线帧的10ms 定时。
因为先解析PSS获得5ms定时，在解析SSS时根据FDD和TDD其位置不同可以确定是FDD模式还是TDD模式。
pdsch信道处理流程
pdsch信道处理流程PDSCH信道处理流程PDSCH信道是LTE无线通信系统中传输数据的主要信道之一，它负责向用户设备（UE）发送数据。
在LTE系统中，PDSCH信道的处理流程非常重要，直接影响到数据的传输成功率和用户体验。
下面将详细介绍PDSCH信道的处理流程。
1. PDSCH信道的分配在LTE系统中，PDSCH信道的分配是通过物理下行共享信道（PDSCH）来实现的。
PDSCH信道的分配是由调度器（scheduler）来决定的，调度器会根据UE的状态、信道条件、服务质量等因素来分配PDSCH信道的资源。
PDSCH信道的资源分配通常采用动态分配的方式，即根据实时的网络情况来进行调整，以保证网络的效率和用户体验。
2. PDSCH信道的编码PDSCH信道在传输前需要进行编码，编码的目的是将用户数据转换为可传输的码字。
编码的方式采用了Turbo编码和CRC校验，通过Turbo编码可以提高数据传输的可靠性，而CRC校验则可以检测数据传输过程中是否出现错误。
编码后的数据会被分成多个码块，每个码块都包含了冗余信息，以便在传输过程中进行错误检测和纠正。
3. PDSCH信道的调制PDSCH信道的调制是将编码后的数据进行调制，将数字信号转换为模拟信号，在信道上进行传输。
LTE系统中采用了QPSK、16QAM 和64QAM等多种调制方式，根据信道质量的不同，系统会自动选择最适合的调制方式，以保证数据的传输速率和可靠性。
4. PDSCH信道的映射PDSCH信道的映射是将调制后的数据映射到物理资源块（PRB）上，PRB是LTE系统中的最小传输单元，每个PRB包含12个子载波和7个OFDM符号。
映射的方式通常采用基于OFDM的方式，将调制后的数据映射到PRB上，以便在物理层上进行传输。
5. PDSCH信道的传输PDSCH信道在映射后就可以进行传输了，传输的方式采用了OFDMA技术，即将多个PRB同时传输到UE上。
在传输过程中，系统会根据UE的状态、信道条件、服务质量等因素进行调整，以保证数据传输的效率和可靠性。
LTEUE开机时发生的流程
UE 开机时发生得流程1、1 PL MN选择流程UE在E —UTRAN频段中扫描所有得载频信道，如果搜索到了一个或多个PLMN, U E将把所找到得满足质量门限P L M N报给NA S。
获取PLMN I D，不满足质量门限得P LM N将与测量值一起上报给NAS层.N A S层选定P LMN,再进行小区选择。
PLMN由很多个小区组成。
小区由其使用得主扰码 (Prima r y Sc r am bl in g Co d e)标识，主扰码在网络规划时分配•小区所属得P LM N得信息包含在系统消息中。
终端在开机或脱网时，首先选择一个P LMN,然后搜索该P LM N得小区，如果在该P LM N下无法捕捉到合适得小区，则上报PLM N列表启动新一轮小区获取过程。
终端要维护几种不同类型得P L MN列表，每个列表中会有多个P LMN .R PL MN-—--已登记PL M N (R P L MN )就是终端在上次关机或脱网前登记上得PLM N。
EPLMN ——-－等效P L MN(EPLMN) 为与终端当前所选择得PLMN 处于同等地位得PLM N ，其优先级相同。
HPL MN ——--归属PLMN( H P L MN)为终端用户归属得P L M N。
UPLMN---------- 用户控制PLMN( U P L MN )就是储存在USI M卡上得一个与PLM N 选择有关得参数。
OPLMN- ———运营商控制P LM N(O P LMN) 就是储存在U SI M 卡上得一个与PL M N 选择有关得参数。
F PLMN-――-禁用P LMN( F PLMN)为被禁止访问得PLMN,AP LMN-—-—可获取PL MN (AP LMN )为终端能在其上找到至少一个小区，并能读出其P L M N标识信息得PLMN。
PLMN 得选择有自动与手动两种:(1)自动选择，终端开机或脱网时，其非接入层功能模块会利用终端中存储得PLM N信息首先选择一个PLMN，然后命令接入层功能模块去搜索该PLM N.相应地，接入层利用终端中存储得小区列表信息来选择、捕获小区，或启动小区搜索程序来搜索属于该PLMN 得小区。
UE工作过程
以UE 的操作为中心，看LTE 系统中的UE 是如何工作的。
时图1 UE 在LTE 网络大致的工作流程UE 在LTE 网络中的工作如图1所示，开机之后基本可以分为7个基本过程。
时频同步：UE 在这个阶段，完成频率同步和时隙同步。
PLMN 搜索和小区选择：UE 在此阶段读取MIB 和SIB ，完成PLMN 搜索和小区选择过程。
网络注册（Attach ）：UE 完成随机接入，核心网注册，PDN 连接并激活默认承载。
RRC 空闲态过程：UE 在空闲态监听PDCCH 信道，接收paging 信息，进行小区重选，如有必要进行位置更新过程。
RRC 连接态过程：UE 在连接态的移动性管理，通过测量上报和网络判决的切换完成，发起业务时涉及到天线的发送模式，定时和BSR 等过程。
Detach ：分为网络发起的detach 和UE 发起的detach 。
时频同步：这部分首先要掌握的知识是LTE 的主辅同步信号（PSS 和SSS ）和CRS 的概念，涉及协议36.211。
此外，需要学习36.211中的物理信道比如PBCH 、PDSCH 和PUCCH 等。
UE 以100KHz 为间隔，在支持的频带内搜索LTE 小区。
PSS 序列在全系统中一共配置3个，PSS 序列为62位的ZC 序列，其根序列号由小区组内ID 即()2ID N 决定。
通过监测PSS ，能够确定小区组内ID 。
SSS 序列为两个31位的m 序列交叉级联，决定了小区组ID 即()1ID N 。
在一个无线帧内，SSS 序列的两个子序列位置反转，以此确定10ms 无线帧。
小区物理ID 为()()213ID ID ID N N N +=，通过PSS 与SSS 的相关峰距离确定子帧type （FDD 或者TDD ）和CP 类型（normal CP 或者extended CP ）。
参考TDD 和FDD 的PSS 和SSS 的不同时域位置。
最后，经由CRS 获取更加精确的时间同步和频率同步。
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UE开机流程1、频率搜索UE开机在可能存在LTE小区的几个中心频点上接收信号（PSS），以接收信号强度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；如果没有，就要在划分给LTE系统的频带范围内做全频段扫描，发现信号较强的频点去尝试需要指出的是UE进行全频段搜索时，在其支持的工作频段内以100kHz为间隔的频栅上进行扫描，并在每个频点上进行主同步信道检测。
这一过程中，终端仅仅检测 1.08MHz 的频带上是否存在主同步信号，这是因为PSS在频域上占系统带宽中央1.08MHz，问题点：如何通过PSS进行频域同步不管系统带宽是多少，PSS都在在系统带宽中间的6个RB上发送，在带宽内对称发送，所以通过解PSS可以获得频域同步。
即通过PSS的频域位置进行频域同步。
2、下行同步2.1 PSS检测进行5MS时隙同步，检测小区组内ID然后在这个中心频点周围收PSS（主同步信号。
对于TDD，PSS在slot2和slot12的第二个OFDM符号上；SSS在slot1和slot11的倒数第一个OFDM符号上。
），它占用了中心频带的6RB，因此可以兼容所有的系统带宽，信号以5ms为周期重复，在子帧#0发送，并且是ZC序列，具有很强的相关性，因此可以直接检测并接收到，据此可以得到小区组里小区ID，同时确定5ms的时隙边界，同时通过检查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，位置有所不同，基于此来做判断）由于它是5ms重复，因为在这一步它还无法获得帧同步。
2.2 SSS检测进行10MS同步，检测小区组ID、帧同步5ms时隙同步后，在PSS基础上向前搜索SSS，SSS由两个端随机序列组成，前后半帧的映射正好相反，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，跟PSS结合就可以获得物理层ID（CELL ID），这样就可以进一步得到下行参考信号的结构信息。
PSS在每个无线帧的2次发送内容一样，SSS每个无线帧2次发送内容不一样，通过解PSS先获得5ms定时，通过解SSS可以获得无线帧的10ms 定时。
因为先解析PSS获得5ms定时，在解析SSS时根据FDD和TDD其位置不同可以确定是FDD模式还是TDD模式。
通过解PSS可以获得物理层小区ID，通过解SSS可以获得小区的组ID，二者组合就可以获得当前小区的物理小区ID。
问题点1：为什么PSS只能5ms同步，SSS可以10ms同步首先，小区解调出PSS后，由于PSS在时域上的位置是固定的，因此UE又可以得到该小区的5 ms timing（一个系统帧内有两个PSS，且这两个PSS的相同的，因此UE不知道解出的PSS是第一个还是第二个，所以只能得到5 ms timing）。
然后，盲检SSS，解出SSS后，也就确定了该SSS是位于子帧0还是子帧5，进而也就确定了该系统帧中子帧0所在的位置，即10ms timing。
问题点2：为什么先检PSS后检 SSSPSS是ZC序列，自相关性和互相关性都很好。
另外，PSS序列只有3个，在检测时只需要3次相关运算就能确定是哪一个PSS码。
SSS是二进制的M序列，相关性比ZC序列稍微差一些。
另外，SSS序列有168个，需要做168次相关才能确定是哪一个SSS码。
所以PSS的检测要比SSS快，在PSS检测完成以后，我们也就得到了1ms和10ms 的边界，这是SSS就不是每个TS都去检测了小区PCI：PCI=PSS+3*SSS网络制式（TDD/FDD）：根据SSS时隙位置CRS及其时频位置：小区专属参考信号在天线端口0~3上发送，PCI与小区专属参考信号的产生，位置等都有着相关性系统帧中子帧0所在的位置:PSS、SSS时隙位置CP配置(是Normal CP还是Extended CP) : SSS的确切位置还和CP（Cyclic Prefix）的长度有关3、解调下行公共参考信号通过检测到的物理小区ID，可以知道CRS的时频资源位置。
通过解调参考信号可以进一步精确时隙与频率同步，同时为解调PBCH做信道估计。
4、解调PBCH经过前述四步以后，UE获得了PCI并获得与小区精确时频同步，但UE接入系统还需要小区系统信息，包括系统带宽、系统帧号、天线端口号、小区选择和驻留以及重选等重要信息，这些信息由MIB和SIB承载，分别映射在物理广播信道（Physical Broadcast CHannel，PBCH）和物理下行共享信道（Physical Downlink Shared CHannel，PDSCH）。
获得系统带宽，PHICH资源、天线数、SFN（系统帧号）PBCH在子帧#0的slot #1上发送，就是紧靠PSS，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。
系统帧号以及天线数设计相对比较巧妙: SFN（系统帧数）位长为10bit，也就是取值从0-1023循环。
在PBCH的MIB（master information block）广播中只广播前8位，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。
而天线数隐含在PBCH的CRC里面，在计算好PBCH的CRC后跟天线数对应的MASK进行异或至此，UE实现了和ENB的定时同步（MIB传输周期为40ms，在一个周期内，PBCH信道分布在每个无线帧的#0子帧内，占据第二个slot的前4个符号位置；频域与PSS和SSS 信号一样，占据中心的1.08MHz，即频域中心的6RB）4.1 PBCH简介如图0-1所示，在时域上PBCH位于在一个无线帧内#0子帧第二个时隙（即Slot1）的前4个OFDM符号上（对FDD和TDD都是相同的，除去参考信号占用的RE）。
在频域上，PBCH与PSCH、SSCH一样，占据系统带宽中央的1.08MHz(DC子载波除外)，全部占用带宽内的72个子载波。
PBCH 信息的更新周期为40ms ，在40ms 周期内传送4次。
这4个PBCH 中每一个内容相同，且都能够独立解码，首次传输位于SFN mod 4=0的无线帧。
OFDM MIB图0-1：MIB 传输示意图MIB 携带系统帧号（SFN ）、下行系统带宽和PHICH 配置信息，隐含着天线端口数信息。
下面分别介绍：1）系统的带宽信息系统的带宽信息是以资源块个数的形式来表示的，有3个比特。
LTE （R10）最多支持 1.4M 到20M 系统带宽，对应的资源块数如下图所示：表格0-1：系统带宽与资源块对应关系2）PHICH 配置信息在PBCH 中使用1bit 指示PHICH 的长度，分正常长度（1个OFDM 符号）和扩展长度（2或3个OFDM 符号）两种形式，如表格 0-2（见参考文献错误!未找到引用源。
中Table 6.9.3-1）所示。
用2bit 指示PHICH 使用的频域资源，即PHICH 组的数量，{1/4,1/2,1,2}g N ，对应PHICH 组数为1、2、4、7。
常规CP 情况下8个ACK/NACK bit 构成一个PHICH 组。
扩展CP情况下4个ACK/NACK bit构成一个PHICH组。
表格 0-2：PHCIH在MBSFN和非MBSFN子帧上的持续时间3）系统帧号SFN系统帧号SFN的长度为10bit，在0到1023之间取值。
在PBCH中只广播SFN的前8位，后两位通过PBCH在40ms周期窗口内的相对位置确定：第一个10ms帧为00，第二帧为01，第三帧为10，第四帧为11。
UE可通过盲检测确定PBCH的40ms周期窗口。
4）系统天线端口数系统的天线端口数目隐含在PBCH的循环冗余码（Cyclic Redundancy Code，CRC）里面，通过盲检PBCH的CRC就可以确定其对应的天线端口数目（Attenna Ports），CRC与天线端口数对应关系如表格0-3所示。
表格0-3：CRC掩码序列与天线端口对应关系4.2 解调PBCHPBCH中承载的MIB信息由上述三种信息组成（隐含信息不算在内）：系统带宽3bit、PHICH 配置信息3bit、系统帧号SFN 8bit，有用信息共14bit，再加10bit空闲bit，共24bit。
PBCH信道处理流程如图0-2所示，BCCH传输块添加16bit CRC校验以后变为40bit，然后经过信道编码、速率匹配得到的信息比特在常规CP下为1920bit，在扩展CP下为1728bit。
在进行QPSK调制前用一个小区专属的序列（即与PCI相关）进行加扰。
加扰后的比特流经过QPSK调制成为信息符号进行层映射和预编码操作，这个过程是与多天线相关的。
层是空间中能够区分的独立信道，与信道环境相关，层映射是把调制好的数据符号映射到层上。
然后每一层的数据进行预编码操作，相当于在发送端做了一个矩阵变化，使信道正交化，以获得最大的信道增益。
最后一步是资源映射，是实现数据到实际物理资源上的映射，如第0节所述，PBCH在每个无线帧内#0子帧第二个时隙（即Slot1）的前4个OFDM符号上传输。
在频域上，PBCH占据系统带宽中央的1.08MHz(DC子载波除外)。
UE在完成同步信号PSS和SSS的接收及下行参考信号的解调后，就可以知道PBCH的时频位置了，可以按照上述编码与调制方式进行解调PBCH获取MIB信息。
BCCH传输块…………图0-2：PBCH信道处理流程5、解调PDSCH接受SIB消息要完成小区搜索，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SIB携带的，因此此后还需要接收SIB（系统信息模块），即UE接收承载在PDSCH上的BCCH信息。
为此必须进行如下操作：1) 接收PCFICH，此时该信道的时频资源可以根据物理小区ID推算出来，通过接收解码得到PDCCH 的symbol 数目；2) 在PDCCH 信道域的公共搜索空间里查找发送到SI-RNTI （无线网络标识符）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，于是接收PDSCH ，译码后将SIB 上报给高层协议栈；3）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，小区搜索过程才差不多结束要完成小区搜索，仅仅接收MIB 是不够的，还需要接收SIB ，即UE 接收承载在PDSCH 上的BCCH 信息。
UE 在接收SIB 信息是首先接收SIB1信息。