LTE物理层介绍_小区搜索

m0 m mod 31 m1 m0 m 31 1 mod 31
(1) N ID q(q 1) (1) m N ID q(q 1) 2 , q 30
2 (1) , q N ID 30


且初始条件为
小区搜索——同步信号生成
小区搜索——搜索过程
• 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。 • 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0~1023循环，在PBCH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。
m
Sc ra m bl in g
m
Scr Zadof amb fling Chu ce
ce uen seq
f do Za
hu f-C
N
cell ID
3N
(1) ID
N
两个半帧相同
(2) ID
小区搜索——同步信号生成
• PSS使用Zadoff-Chu序列
(k j uk63 1) , k 0,1,...,30 e Su (k ) u ( k 1)( k 2 ) e j 63 , k 31,32,...,61
小区搜索
葛午未
小区搜索
• 完成UE与基站之间的时间和频率的同步，并识 别小区id； • 完成小区初搜后，UE接收基站发出系统信息； • 小区搜索是UE接入系统的第一步，关系到能否 • 快速，准确的接入系统。
小区搜索
小区搜索——搜索过程
小区搜索——物理资源
• UE利用PSS(主同步信号)和SSS(辅同步信号)完成 下行同步过程。 (2) • PSS在PSCH上发送，取值与N ID (小区组内ID)相 对应，每个小区组有3个扇区。 • SSS在SSCH上发送，取值与 N (1) 小区组ID相对应， ID 共168个小区组。 • PSS和SSS在同一根天线上发射，占用中心频点 附近的1.08MHz带宽，其中62个子载波传送同步 信号，两边各留5个子载波做保护带。
• u的取值可以为25、29、34，对应 N (2) 的0、1、2。 ID UE用本地的三个ZC序列与接收到PSS做相关处理， 从而得到 N (2) ID • 由于该ZC序列产生的时隙0和时隙10的PSS相同， 因此UE通过检测PSS只能实现半帧同步。
小区搜索——同步信号生成
• 采用M序列生成SSS
其初始值为 x(0) 0, x(1) 0, x(2) 0, x(3) 0, x(4) 1
~(i) 1 2 x(i) 0 i 30 x(i) • 其中s , , 定义为
小区搜索——同步信号生成
(1) • 序号 m 0 和 m1 由物理层小区组ID NID 按照下式得 到，即：
( s0m0 ) (k )c0 (k ), 时隙0 s( 2k ) ( m ) ,0 k 30 s1 1 (k )c0 (k ), 时隙10
s1( m1 ) (k )c1 (k )c1( m 0) (k ), 时隙0 s(2k 1) ( m ) ,0 k 30 ( m1) s0 0 (k )c1 (k )c1 (k ), 时隙10
(2 ~ c1 (n) c ((n N ID) 3) mod 31)
x(i 5) x(i 3) x(i )mod 2,
0 i 25
其初始值为 x(0) 0, x(1) 0, x(2) 0, x(3) 0, x(4) 1
小区搜索——同步信号生成
小区搜索——同步信号生成
• CP的获取采用盲检测的方式，UE检测出小区采 用的PSS序列后，分别按普通CP和扩展CP的方式 从接收信号中去除CP，去除CP后的接收信号分别 与本地SSS序列做相关处理，相关值较大者对应 的CP即为实际的CP类型。 • TDD和FDD格式的获取也采用盲检的方式，原理 同CP盲检，利用两种格式PSS和SSS序列间隔不 同检测出系统所用格式。
小区搜索——物理资源
小区搜索——物理资源
小区搜索——物理资源
小区搜索——物理资源
• PSS和SSS资源位置 FDD
TDD
小区搜索——搜索过程
小区搜索——搜索过程
主同步信号
5ms 定时，获得
(2) N ID
循环前缀长度 辅同步信号
10ms
(1) 定时，获得N ID
FDD或TDD
cell (1) (2) 计算得到 NID 3NID NID
PBCH
读取MIB
公共天线端口数目（盲检） SFN 下行系统带宽 PHICH配置信息 其他系统信息
PDSCH
读取SIB
小区搜索——搜索过程
• 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系统的频带范围作全频段扫描，发现信 号较强的频点去尝试。 • 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，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的位置有所不同）由于它 是5ms重复，因此在这一步还无法获得帧同步。
小区搜索——同步信号生成
( s s0m0 ) (n) 和s1(m1 ) (n) 由~(n) 进行循环移位产生： • 两个序列
(n) ~(n m0 ) mod31 s s ( m1 ) (n) ~(n m ) mod31 s s
( m0 ) 0 1 1
x(i 5) x(i 2) x(i )mod2,0 i 25
Number of transmit antenna ports at eNode-B
1 2 4
PBCH CRC mask
<0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0> <1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1> <0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1>
Leabharlann Baidu
小区搜索——PBCH盲检
• 加CRC后的信息，经信道编码和速率匹配后生成 1920bit(普通CP)。后用小区专用扰码序列加扰， 加扰后的序列分成4段分别映射到4个帧上去。由 于各段使用的加扰序列不同，因此UE接收时，在 4帧的窗内用上述扰码序列解扰，从而得到40ms 的定时，进而得到系统帧号。 ~
• 两个扰码序列 c0 (n) 和 c1 (n) 取决于主同步信号，且 ~ c (n) 的两个不同的循环移 按照下式定义为m序列 (2 ~ c0 (n) c ((n N ID) ) mod 31) 位，即：
(2 其中N ID) 0,1,2是物理层小区组内ID，且 ~ x c (i) 1 2x(i) ， i 30 ， (i) 定义为： 0
b (i) b(i) c(i) mod2
• 加扰后的序列采用QPSK生成960个符号，分到4 帧的16个符号周期上发送，每个符号周期60个符 号，占中心频点周围的1.08MHz。
谢谢！
• SSS生成过程比较复杂，可以按如下方式简单理 解：
N (1) 一一对应。同检 • m0和m1的组合共168中，与 ID 测PSS一样，UE用本地序列与接收到的SSS做相 N (1) ，进而得到小区ID。 关处理，获取 ID • 由于SSS的生成是区分时隙0和时隙10的，所以通 过SSS的检测可以实现帧同步
小区搜索——搜索过程
• 要完成小区搜索，仅仅接收PBCH是不够的，还需要接收SIB， 即UE接收承载在PDSCH上的BCCH信息。为此必须进行如下 操作： a) 接收PCFICH，此时该信道的时频资源就是固定已知的了， 可以接收并解析得到PDCCH的symbol数目； b) 接收PHICH，根据PBCH中指示的配置信息接收PHICH； c) 在控制区域内，除去PCFICH和PHICH的其他CCE上，搜索 PDCCH并做译码； d) 检测PDCCH的CRC中的RNTI，如果为SI-RNTI，则说明后 面的PDSCH是一个SIB，于是接收PDSCH，译码后将SIB上报 给高层协议栈； e)不断接收SIB，高层会判断接收的系统消息是否足够，如果足 够则停止接收SIB。
小区搜索——同步信号生成
• PSS使用Zadoff-Chu序列 • SSS使用的序列由两个长度为31的二进制序列通过交织级 联产生，并且使用由主同步信号序列决定的加扰序列进行 加扰，长度为31的二进制序列以及加扰序列都由m序列产 生。 5ms
主同步序列
62子载波
72子载波
两个半帧不同
seq
uen
辅同步序列
小区搜索——PBCH盲检
x ant ,0 , x ant ,1 ,..., x ant ,15
小区搜索——PBCH盲检
• 24bit的MIB消息：下行链路带宽(3bit)+PHICH 配置消息(3bit)+系统帧号(8bit)+系统预留(10bit) • 加16bit的CRC校验位，后用如下序列加掩，UE分 别先用下列序列解掩，再解CRC，从而得到eNB 发射天线信息。