LTE物理层介绍小区搜索.ppt

第六章 TD-LTE 系统物理层基本过程6.1小区搜索与同步小区搜索过程是指UE 获得与所在eNodeB 的下行同步（包括时间同步和频率同步），检测到该小区物理层小区ID 。

UE 基于上述信息，接收并读取该小区的广播信息，从而获取小区的系统信息以决定后续的UE 操作，如小区重选、驻留、发起随机接入等操作。

当UE 完成与基站的下行同步后，需要不断检测服务小区的下行链路质量，确保UE 能够正确接收下行广播和控制信息。

同时，为了保证基站能够正确接收UE 发送的数据，UE 必须取得并保持与基站的上行同步。

6.1.1配置同步信号在LTE 系统中，小区同步主要是通过下行信道中传输的同步信号来实现的。

下行同步信号分为主同步信号（Primary Synchronous Signal,PSS ）和辅同步信号（Secondary Synchronous Signal,SSS)。

TD-LTE 中，支持504个小区ID ，并将所有的小区ID 划分为168个小区组，每个小区组内有504/168=3个小区ID 。

小区ID 号由主同步序列编号 和辅同步序列编号共同决定，具体关系为。

小区搜索的第一步是检测出PSS ，在根据二者间的位置偏移检测SSS ，进而利用上述关系式计算出小区ID 。

采用PSS 和SSS 两种同步信号能够加快小区搜索的速度。

下面对两种同步信号做简单介绍。

)1(ID N )1()2(3ID ID cell ID N N N +=)2(ID N 1) PSS 序列为进行快速准确的小区搜索，PSS 序列必须具备良好的相关性、频域平坦性、低复杂度等性能，TD-LTE 的PSS 序列采用长度为63的频域Zadoff-Chu （ZC ）序列[1]。

ZC 序列广泛应用于LTE 中，除了PSS ，还包括随机接入前导和上行链路参考信号。

ZC 序列可以表示为 ]2/)1(2exp[ZCq N nl n n q j a ++−=π 其中，是ZC 序列的根指数，l N l N n ZC ,},1,...1{∈−∈}1,...1{−∈ZC q N a 可以是任何整数，为了简单在LTE 中设置l=0。

LTE小区搜索-物理小区ID和同步信号PSS、SSSUE进行小区搜索的目的是为了获取小区物理ID和完成下行同步，这个过程是与系统带宽无关的，UE可以直接检测和获取。

当UE检测到PSS和SSS时，就能解码出物理小区ID，同时根据PSS和SSS的位置，可以确定下行的子帧时刻，完成下行同步。

本文主要描述以下几个方面的内容：（1）什么是物理小区ID，怎么来计算它（2）什么是PSS和SSS，为什么要发送PSS和SSS（3）PSS和SSS所在的位置1.什么是物理小区ID在LTE里，物理层是通过物理小区ID（Physical Cell Identities，PCI）来区分不同的小区的。

物理小区ID 总共有504个，它们被分成168个不同的组（记为N(1)_ID，范围是0-167），每个组又包括3个不同的组内标识（记为N(2)_ID，范围是0-2）。

因此，物理小区ID（记为Ncell_ID）可以通过下面的公式计算得到：2.什么是PSSPSS的全称是Primary Synchronization Signal，即主同步信号，用于传输组内ID即N(2)_ID值。

具体做法是：eNB将组内ID号N(2)_ID值与一个根序列索引u相关联，然后编码生成1个长度为62的ZC序列du(n)，并映射到PSS对应的RE（Resource Element）中，UE通过盲检测序列就可以获取当前小区的N(2)_ID。

如下图示意。

3.什么是SSSSSS的全称是Secondary Synchronization Signal，即辅同步信号，用于传输组ID即N(1)_ID值。

具体做法是：eNB通过组ID号N(1)_ID值生成两个索引值m0和m1，然后引入组内ID号N(2)_ID值编码生成2个长度均为31的序列d(2n)和d(2n+1)，并映射到SSS的RE中，UE通过盲检测序列就可以知道当前eNB 下发的是哪种序列，从而获取当前小区的N(1)_ID。

LTE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ID2)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。

第八课：LTE系统物理层LTE物理层概述LTE物理层在技术上实现了重大革新与性能增强。

关键的技术创新主要体现在以下几方面：以OFDMA为基本多址技术实现时频资源的灵活配置；通过采用MIMO技术实现了频谱效率的大幅度提升；通过采用AMC、功率控制、HARQ等自适应技术以及多种传输模式的配置进一步提高了对不同应用环境的支持和传输性能优化；通过采用灵活的上下行控制信道涉及为充分优化资源管理提供了可能。

1. 协议结构物理层周围的LTE 无线接口协议结构如图1 所示。

物理层与层2 的MAC 子层和层3 的无线资源控制RRC 子层具有接口，其中的圆圈表示不同层/子层间的服务接入点SAP。

物理层向MAC 层提供传输信道。

MAC 层提供不同的逻辑信道给层2 的无线链路控制RLC 子层。

图1 物理层周围的无线接口协议结构2. 物理层功能物理层通过传输信道给高层提供数据传输服务，物理层提供的功能包括:1）传输信道的错误检测并向高层提供指示；2）传输信道的前向纠错（FEC）编解码；3）混合自动重传请求（HARQ）软合并；4）编码的传输信道与物理信道之间的速度匹配；5）编码的传输信道与物理信道之间的映射；6）物理信道的功率加权；7）物理信道的调制和解调；8）频率和时间同步；9）射频特性测量并向高层提供指示；10）多输入多输出（MIMO）天线处理；11）传输分集；12）波束形成；13）射频处理；3. LTE无线传输帧结构（1） 无线传输帧结构LTE 在空中接口上支持两种帧结构：Type1 和Type2，其中Type1 用于FDD 模式；Type2 用于TDD 模式，两种无线帧长度均为10ms。

在FDD 模式下，10ms 的无线帧分为10 个长度为1ms 的子帧（Subframe），每个子帧由两个长度为0.5ms 的时隙（slot）组成，如图2 所示。

图2 帧结构类型1在TDD 模式下，10ms 的无线帧包含两个长度为5ms 的半帧（Half Frame），每个半帧由5 个长度为1ms 的子帧组成，其中有4 个普通子帧和1 个特殊子帧。