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LTE中的小区搜索过程

(2010-07-10 19:28:14)
标签:

杂谈

分类: LTE物理层

EUTRA支持的带宽从1.4M到20M(Rel.8). UE在刚一开机时,并不知道系统的带宽是多少。为了使UE能够较快的获得系统的频率和同步信息。与UMTS类似,LTE中设计了主同步信道和辅同步信道。无论系统的带宽为多少,主同步信道和附同步信道都位于频率中心的1.08M的带宽上,包含6个RB,72个子载波。实际上,同步信道只使用了频率中心(DC)周围的62个子载波,两边各留5个子载波用做保护波段。

 

同步信号在一个十秒的帧内,传送两次。在LTE FDD的帧格式中,主同步信号位于slot0和slot10的最后一个OFDM符号上。辅同步信号位于主同步信号的前面一个OFDM符号上。

在LTE TDD的帧格式中,主同步信号位于子帧1和子帧6的第三个OFDM符号上。辅同步信号位于子帧0和子帧5的最后一个OFDM符号上(也就是Slot 1 和Slot 11)。

利用主、辅同步信号相对位置的不同,终端可以在小区搜索的初始阶段识别系统是TDD还是FDD。

 

UE一开机,就会在可能存在LTE小区的几个中心频点上接收数据并计算带宽RSSI,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能保存上次关机时的频点和运营商信息,则开机后可能会先在上次驻留的小区上尝试驻留;如果没有先验信息,则需要进行全频段搜索。

 

然后UE在这个中心频点周围尝试接收PSS(primary synchronization signal),规范中(36.211)定义了3个PSS信号,使用长度为62的频域Zadoff-Chu序列,每个PSS信号与物理层小区标识组内的一个物理层小区标识相对应。UE捕获了系统的PSS后,就可以获知:(1):小区中心频点的频率。(2):小区在物理组内的标识(在0,1,2中间取值)。(3):子帧的同步信息。对于FDD而言,由于主同步信号是位于Slot0或Slot10的最后一个OFDM符号,因而不管CP的长度是多少,确定了PSS后就可以确定Slot(也就是子帧)的边界。但是PSS在Slot0和Slot10上的内容是相同的,目前还无法区分这两个时系,无法获得系统帧的信息。

对于TDD而言,我的理解是,捕获PSS后尚无法确定子帧边界。但是随后UE捕获SSS,就可以确定子帧边界,道理同上。

 

LTE中,传输模式不同(FDD OR TDD),PSS和SSS之间的时间间隔不同。CP的长度也会影响SSS的绝对位置(在PSS确定的情况下),因而,UE需要进行至多4次的盲检测。

 

SSS信号有168种不同的组合,对应168个不同的物理小区组的标识(在0到167之间取值)。这样在SSS捕获后,就可以获得小区的物理ID,PCI=PSS+3×SSS。PCI是在物理层上用于小区间多种信号与信道的随机化干扰的重要参数。SSS在每一帧的两个子帧中所填内容是不同的,进而可以确定是前半帧还是后半帧,完成帧同步。同时,CP的长度也随着SSS的盲检成功而随之确定。

 

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。

 

至此,UE可以进一步读取PBCH了。PBCH中承载了系统MIB的信息。时域上,在一个无线帧内,PBCH位于Slot1的前4个OFDM符号上(对FDD和TDD都是相同的,除去被参考信号占据的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)。这样在未知系统带宽的情况下,UE也可以快速地捕获PBCH的信息。所不同的是,此时已取得精确同步,PBCH不需要像PSCH、SSCH那样在信道两侧保留空闲子载波,而是全部占用了带宽内的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中每一个都能够独立解码。通过解调PBCH,可以获得:

(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(Rel.8)支持 1.4M到20M的系统带宽,对应的资源块数如下图所示

LTE中的小区搜索过程

(2):PHICH的配置。

在PBCH中使用lbit指示PHICH的长度,2bit指示PHICH使用的频域资源,即PHICH组的数量(每个PHICH组包含8个PHICH)。

(3):系统的帧号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,因此,PBCH中的SFN只是在40ms的发送周期边界发生变化。通过PBCH在40ms周期内的相对位置就可以确定SFN的后两位。

(4):系统的天线配置信息。系统的天线端口数目隐含在PBCH的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)。

 

PBCH的MIB中只携带了非常有限的信息,更多的系统信息是在SIB中携带的。SIB信息是通过PDSCH来传送的。

UE需要读取PDCCH中的控制信息,才能够正确解调PDSCH中的数据。为了读取PDCCH,首先必须了解PDCCH在子帧内占用的符号数目,这是由PCFICH来决定的。

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