前面去面試,突然遇到這個問題,小區搜索包含哪些?平時都在做MAC層調度,確實回答不上這個問題。今天再次好好總結學習!
希望通過這個學習后,了解一下幾個知識點:
1:基站小區激活后,小區接下來會發送哪些信息,按照什么時序發送?
2:此時接入一個UE,UE是怎么入網的?怎么接入到小區的,解調了哪些信號?
下面是從網上貼的關於小區搜索過程描述,個人感覺描述的比較清晰。
1. UE開機,在可能存在LTE小區的幾個中心頻點上接收信號(PSS),以接收信號強度來判斷這個頻點周圍是否可能存在小區,如果UE保存了上次關機時的頻點和運營商信息,則開機后會先在上次駐留的小區上嘗試;如果沒有,就要在划分給LTE系統的頻帶范圍做全頻段掃描,發現信號較強的頻點去嘗試;
2. 然后在這個中心頻點周圍收PSS(主同步信號),它占用了中心頻帶的6RB,因此可以兼容所有的系統帶寬,信號以5ms為周期重復,在子幀#0發送,並且是ZC序列,具有很強的相關性,因此可以直接檢測並接收到,據此可以得到小區組里小區ID,同時確定5ms的時隙邊界,同時通過檢查這個信號就可以知道循環前綴的長度以及采用的是FDD還是TDD(因為TDD的PSS是放在特殊子幀里面的位置有所不同,基於此來做判斷)由於它是5ms重復,因為在這一步它還無法獲得幀同步;
3. 5ms時隙同步后,在PSS基礎上向前搜索SSS,SSS由兩個端隨機序列組成,前后半幀的映射正好相反,因此只要接收到兩個SSS就可以確定10ms的邊界,達到了幀同步的目的。由於SSS信號攜帶了小區組ID,跟PSS結合就可以獲得物理層ID(CELL ID),這樣就可以進一步得到下行參考信號的結構信息。
4. 在獲得幀同步以后就可以讀取PBCH了,通過上面兩步獲得了下行參考信號結構,通過解調參考信號可以進一步的精確時隙與頻率同步,同時可以為解調PBCH做信道估計了。PBCH在子幀#0的slot #1上發送,就是緊靠PSS,通過解調PBCH,可以得到系統幀號和帶寬信息,以及PHICH的配置以及天線配置。系統幀號以及天線數設計相對比較巧妙: SFN位長為10bit,也就是取值從0-1023循環。在PBCH的MIB廣播中只廣播前8位,剩下的兩位根據該幀在PBCH 40ms周期窗口的位置確定,第一個10ms幀為00,第二幀為01,第三幀為10,第四幀為11。PBCH的40ms窗口手機可以通過盲檢確定。而天線數隱含在PBCH的CRC里面,在計算好PBCH的CRC后跟天線數對應的MASK進行異或。
5. 至此,UE實現了和eNB的定時同步;
這個里面也有描述小區搜索的詳細過程:
https://blog.csdn.net/m_052148/article/details/51273636
總結小區搜索過程:
1:UE進行小區搜索的目的是為了獲取小區物理ID和完成下行同步,這個過程是與系統帶寬無關的,UE可以直接檢測和獲取。當UE檢測到PSS和SSS時,就能解碼出物理小區ID,同時根據PSS和SSS的位置,可以確定下行的子幀時刻,完成下行同步。
2:UE開機,在可能存在LTE小區的幾個中心頻點上接收信號(PSS),以接收信號強度來判斷這個頻點周圍是否可能存在小區,如果UE保存了上次關機時的頻點和運營商信息,則開機后會先在上次駐留的小區上嘗試;如果沒有,就要在划分給LTE系統的頻帶范圍做全頻段掃描,發現信號較強的頻點去嘗試;
3. 然后在這個中心頻點周圍收PSS(主同步信號),它占用了中心頻帶的6RB,因此可以兼容所有的系統帶寬,信號以5ms為周期重復,在子幀#0發送,並且是ZC序列,具有很強的相關性,因此可以直接檢測並接收到,據此可以得到小區組里小區ID,同時確定5ms的時隙邊界,同時通過檢查這個信號就可以知道循環前綴的長度以及采用的是FDD還是TDD(因為TDD的PSS是放在特殊子幀里面的位置有所不同,基於此來做判斷)由於它是5ms重復,因為在這一步它還無法獲得幀同步;
4. 5ms時隙同步后,在PSS基礎上向前搜索SSS,SSS由兩個端隨機序列組成,前后半幀的映射正好相反,因此只要接收到兩個SSS就可以確定10ms的邊界,達到了幀同步的目的。由於SSS信號攜帶了小區組ID,跟PSS結合就可以獲得物理層ID(CELL ID),這樣就可以進一步得到下行參考信號的結構信息。
5. 在獲得幀同步以后就可以讀取PBCH了,通過上面兩步獲得了下行參考信號結構,通過解調參考信號可以進一步的精確時隙與頻率同步,同時可以為解調PBCH做信道估計了。PBCH在子幀#0的slot #1上發送,就是緊靠PSS,通過解調PBCH,可以得到系統幀號和帶寬信息,以及PHICH的配置以及天線配置。系統幀號以及天線數設計相對比較巧妙: SFN位長為10bit,也就是取值從0-1023循環。在PBCH的MIB廣播中只廣播前8位,剩下的兩位根據該幀在PBCH 40ms周期窗口的位置確定,第一個10ms幀為00,第二幀為01,第三幀為10,第四幀為11。PBCH的40ms窗口手機可以通過盲檢確定。而天線數隱含在PBCH的CRC里面,在計算好PBCH的CRC后跟天線數對應的MASK進行異或。
6. 至此,UE實現了和eNB的定時同步;
要完成小區搜索,僅僅接收PBCH是不夠的,因為PBCH只是攜帶了非常有限的系統信息,更多更詳細的系統信息是由SIB攜帶的,因此此后還需要接收SIB,即UE接收承載在PDSCH上的BCCH信息。為此必須進行如下操作:
1. 接收PCFICH,此時該信道的時頻資源可以根據物理小區ID推算出來,通過接收解碼得到PDCCH的symbol數目;
2. 在PDCCH信道域的公共搜索空間里查找發送到到SI-RNTI的候選PDCCH,如果找到一個並通過了相關的CRC校驗,那就意味着有相應的SIB消息,於是接收PDSCH,譯碼后將SIB上報給高層協議棧;
不斷接收SIB,上層(RRC)會判斷接收的系統消息是否足夠,如果足夠則停止接收SIB至此,小區搜索過程才差不多結束。
此時才可以判斷在這個小區可不可以駐留,不是選定小區搜索完后就可以駐留的。
終端同步成功以后,就會讀取master information block 和system information blocks.通過解析sib1,按照S准則判斷當前小區是否可以駐留。
具體過程可以看這個網頁:https://ltebk.com/lte/134.html
- UE在進行小區選擇時,目標小區需滿足以下條件
1. 小區所在的PLMN需滿足以下條件之一:所選擇的PLMN;注冊的PLMN;等效PLMN(EPLMN);
2. 小區沒有被禁止;
3. 小區至少屬於一個不被禁止漫游的跟蹤區;
4. 小區滿足S准則,即小區搜索中的接收功率Srxlev> 0 dB且小區搜索中接收的信號質量Squal > 0 dB。
sib1消息大致可以分為小區接入相關信息( cellAccessRelatedInfo ),小區選擇信信息(cellSelectionInfo),小區的band信息(freqBandIndicator)。我們終端關注cellSelectionInfo,我們知道,終端如果想成功駐留一個小區,當前小區必須滿足S准則,小區選擇過程中,終端需要對將要選擇的小區進行測量,以便進行信道質量評估,判斷其是否符合駐留的標准。而小區選擇的測量准則被稱為S准則,當某個小區的信道質量滿足S准則之后,就可以被選擇為駐留小區。S准則的具體內容如下:
小區搜索中的接收功率:Srxlev> 0 dB
Srxlev = Qrxlevmeas – (Qrxlevmin + Qrxlevminoffset) ‐ Pcompensation
Srxlex:小區選擇S值,單位dB
Qrxlevmeas:測量小區的RSRP值,單位dBm
Qrxlevmin:小區中RSRP最小接收強度要求,單位dBm,廣播消息中獲得
該參數表示小區最低接收電平,增加某小區的該值,使得該小區更難符合S規則,更難成為適當小區,UE選擇該小區的難度增加,反之亦然。該參數的取值應使得被選定的小區能夠提供基礎類業務的信號質量要求,界面取值范圍,-70~-22,單位2毫瓦分貝(dBm),建議值-64,最低接收電平-128dBm。Qrxlevmin值一般取sib1中的q-RxLevMin*2
Qrxlevminoffset:當駐留在VPLMN上搜索高優先級PLMN上的時候采用Srxlev評估小區質量,需要對Qrxlevmin進行的偏移。用於防止乒乓效應。
該參數表示小區最低接收電平偏置,僅當UE駐留在VPLMN且由於周期性的搜索高優先級PLMN而觸發的小區選擇時,才使用本參數。增加某小區的該值,使得該小區更容易符合S規則,更容易成為適當小區,選擇該小區的難度減小,反之亦然。界面取值范圍,0~8,單位2分貝(dB),建議值0。
Pcompensation:Max(PEMAX – PUMAX ,0),單位dB
用於懲罰達不到小區最大功率的UE,pMax(小區允許UE 的最大上行發射功率)、puMax(UE 能力支撐的最大上行發射功率)。
(1)當 UE 最大允許發射功率小於等於 UE 能力支持最大發射功率時, pCompensation=0;
(2)當 UE 最大允許發射功率大於UE 能力支持最大發射功率時, pCompensation =UE最大允許發射功率-UE 能力支持最大發射功率;
(3)UE 最大允許發射功率:本小區允許 UE 的最大發射功率 UePowerMax,應用於小區選擇准則(S 准則)的判決,用於計算功率補償值。如果該參數不配置,則 UE 的最大發射功率由UE 自己的能力決定。該值在LST CELL 命令中。該參數設置的越大,UE 的發射功率也越大,增強本小區覆蓋的同時會增加對鄰區的干擾;該參數設置的越小,UE 的發射功率也越小,減少本小區覆蓋的同時會減少對鄰區的干擾。面取值范圍,-30~33,單位1毫瓦分貝(dBm),建議值23。
PEMAX:終端在小區中允許的最大上行發送功率,單位dBm,廣播消息中獲得
PUMAX:由終端能力決定的最大上行發送功率,單位dBm。
小區搜索中接收的信號質量:Squal > 0 dB
Squal = Qqualmeas – (qQualMin + qQualMinOffset)
1. Qqualmeas:測量小區的 RSRQ 值
2. qQualMin:最小接收信號質量
該參數表示EUTRAN異頻鄰區重選需要的最小接收信號質量,用來控制EUTRAN小區重選的難易程度。該參數在SIB5中下發。增加某小區的該值,使得該小區更難符合S規則,更難成為適合的小區,選擇該小區的難度增加,反之亦然。應使得被選定的小區能夠提供基礎類業務的信號質量要求。界面取值范圍,-34~-3,單位1分貝(dB),建議值-18。
3. qQualMinOffset:最小接收信號接收質量偏置值
該參數表示小區最小接收信號接收質量偏置,應用於小區選擇准則(S准則)公式,僅當UE駐留在VPLMN且由於周期性的搜索高優先級PLMN而觸發的小區選擇時,才使用本參數。增加某小區的該值,使得該小區更容易符合S規則,更容易成為適當小區,選擇該小區的難度減小,反之亦然。若不配置,即空口沒下發該參數,UE默認使用0。面取值范圍,1~8,單位1分貝(dB),建議值無,缺省值1。
上面公式中計算小區的RSRP和RSRQ應該是檢測DL RS獲得的。(需要驗證) 到此對於小區搜索應該很清晰了。
在小區搜索過程之后,UE已經與小區取得了下行同步,因此UE能夠接收下行數據。但UE只有與小區取得上行同步,才能進行上行傳輸。UE通過隨機接入過程(Random Access Procedure)與小區建立連接並取得上行同步。
https://blog.csdn.net/weixin_42227141/article/details/84324956------這個關於小區搜索寫的非常好。
https://blog.csdn.net/guyefeng123321/article/details/80167785
https://blog.csdn.net/a34140974/article/details/79610971------------這個系列非常好!!!