LTE物理層過程

1、小小區(qū)搜索過區(qū)搜索過程程隨機接入過隨機接入過程程功率控制功率控制LTE物理層過程主要內(nèi)容主要內(nèi)容 為什么要進行小區(qū)搜索 UE通過小區(qū)搜索過程完成下行時間和頻率的同步，并識別小區(qū)id。 完成小區(qū)初搜后，UE接收基站發(fā)出的廣播信息，獲取系統(tǒng)信息。 小區(qū)搜索是UE接入系統(tǒng)的第一步，關系到UE能否快速，準確的接入系統(tǒng)。小區(qū)搜索流程小區(qū)搜索流程小區(qū)搜索流程小區(qū)搜索流程 小區(qū)搜索流程小區(qū)搜索流程兩步法同步兩步法同步小區(qū)搜索流程小區(qū)搜索流程兩步法同步兩步法同步小區(qū)搜索流程小區(qū)搜索流程 第二步： UE在完成5ms時隙同步后，在PSS基礎上向前搜索SSS。 UE在檢測到SSS之前，還不知道該小區(qū)是工作在FDD還

2、是TDD模式下。如果UE同時支持FDD和TDD，則會在2個可能的位置上去嘗試解碼SSS。如果在PSS的前一個symbol上檢測到SSS，則小區(qū)工作在FDD模式下；如果在PSS的前3個symbol上檢測到SSS，則小區(qū)工作在TDD模式下。如果UE只支持FDD或TDD，則只會在相應的位置上去檢測SSS，如果檢測不到，則認為不能接入該小區(qū)。小區(qū)搜索流程小區(qū)搜索流程小區(qū)搜索流程小區(qū)搜索流程 第三步： UE在獲得幀同步后可以通過解調(diào)參考信號完成時隙與頻率的精確同步，同時為解調(diào)物理廣播信道（PBCH）做信道估計。 PBCH一共24bit信息，其中3bit用于指示6種可能帶寬，3bit用于說明PHICH配置

3、，8bit用于廣播系統(tǒng)幀號，預留10bit的空閑位。另外，系統(tǒng)的天線端口數(shù)隱含在PBCH的CRC中，所以通過解調(diào)PBCH，可以得到系統(tǒng)幀號、帶寬信息、PHICH的配置以及天線配置，這些系統(tǒng)信息，稱為MIB（主信息塊）。小區(qū)搜索流程小區(qū)搜索流程 最后： 在接收了PBCH后，UE已經(jīng)完成了與eNode B的定時同步，但是完成最終的小區(qū)搜索還需要進一步接收通過 DL-SCH傳輸?shù)牟煌到y(tǒng)信息塊（SIB）。 一個子幀中有關DL-SCH的系統(tǒng)信息的出現(xiàn)與否是通過被標記為特別系統(tǒng)信息RNTI(SI-TNTI)的相關PDCCH傳輸來指示的。為了接收SIB，首先要接收PCFICH，根據(jù)小區(qū)的PCI可以算出PC

4、FICH在頻域的起始位置和分布情況，對PCFICH解碼后可以知道PDCCH的占用OFDM數(shù)目。檢測PDCCH的CRC中的RNTI，如果為SI-RNTI，則說明后面的PDSCH是一個SIB，于是接收PDSCH，譯碼后將SIB上報給高層協(xié)議棧，由RRC來判斷是否接收到足夠的SIB，等接收到足夠的SIB后結(jié)束整個小區(qū)搜索過程。小區(qū)搜索流程小區(qū)搜索流程 系統(tǒng)信息塊（SIB） LTE定義了一系列的SIB，而這些SIB的特征是通過包含在其中的信息類型體現(xiàn)的： SIB1所包含的信息主要是關于終端是否被允許駐留到小區(qū)，其中包含小區(qū)運營商的信息。SIB1還包含了TDD模式下上下行鏈路子幀分配以及特殊子幀配置方面

5、的信息。 SIB2包含終端接入小區(qū)所需的信息，有：上行鏈路小區(qū)帶寬、隨機接入?yún)?shù)、上行鏈路功率控制相關參數(shù)。 SIB3主要包含關于小區(qū)重傳的信息。 SIB4SIB8包含相鄰小區(qū)信息（同載波以及不同載波相鄰小區(qū)信息、相鄰非LET小區(qū)信息）。 SIB9包含家庭基站信息。附：附：SIB隨機接入過程 隨機接入是UE與網(wǎng)絡之間建立無線鏈路的必經(jīng)過程。只有隨機接入完成后，UE與eNode B 才能進行信息交互，完成諸如呼叫、資源請求、數(shù)據(jù)傳輸?shù)炔僮鳌?隨機接入過程涉及物理層、MAC層、RRC層等多個協(xié)議層。 物理層定義隨機接入過程所需要的前導碼（preamble）、PRACH信道資源、隨機接入過程各消息的

6、時序關系等; MAC層負責控制隨機接入過程觸發(fā)與實施； 對于一些特殊的隨機接入場景，例如切換過程中的隨機接入，則需要RRC層的參與。 隨機接入過程分為：競爭模式隨機接入和非競爭模式隨機接入兩種。 競爭模式隨機接入使用全部UE在任何時間都可以使用的Preamble碼接入，如初始接入；非競爭模式隨機接入是使用在一段時間僅有一個UE可以使用的Preamble碼接入，它只發(fā)生在切換和收到下行數(shù)據(jù)的場景下。隨隨機接入過程機接入過程 一、基于競爭模式的隨機接入: (1 ) RRC_IDLE狀態(tài)下的初始接入: (2 )無線鏈路發(fā)生故障后的初始接入; (3 )RRC_CONNECTED狀態(tài)下，當有上行數(shù)據(jù)需要

7、傳輸 ,但是又沒有取得上行同步即處于“non-synchronized”狀態(tài)時,UE需要發(fā)起上行隨機接入過程進行上行數(shù)據(jù)的發(fā)送。隨機接入過程隨機接入過程 二、基于非競爭模式的隨機接入: (1)在處于RRC_CONNECTED狀態(tài)時,當有下行數(shù)據(jù)傳輸,這時上行失步，因為數(shù)據(jù)的傳輸除了接收外，還需要ACK反饋，如果上行失步的話，eNB無法保證能夠收到UE的確認信息，而此時下行還是同步的，因此可以通過下行消息告訴UE發(fā)起隨機接入需要使用的資源，比如前導序列以及發(fā)送時機等，因為接入資源由基站通過下行信道發(fā)送給UE的,所以此時UE使用的上行接入資源不會產(chǎn)生沖突。 (2)小區(qū)切換過程中的隨機接入,在未與目

8、的基站取得同步之前,UE不用先與當前連接的基站斷開連接,可以通過當前連接的eNode B發(fā)向目標eNode B申請可以使用的資源。隨隨機接入過程機接入過程 是否基于競爭取決與UE是否能夠正確地監(jiān)聽基站發(fā)送的物理下行控制信道，如果可以，那么UE將能夠正確的解析出基站配備給UE的上行發(fā)送資源；而如果不可以，那么只有通過使用共享的公共資源進行發(fā)起競爭的隨機接入過程。隨隨機接入過程機接入過程競爭模式隨機接入競爭模式隨機接入基于競爭模式的隨機接入流程 步驟一： UE發(fā)送隨機接入前導序列。 在發(fā)送上行接入前導序列之前，終端應該已經(jīng)和系統(tǒng)下行同步好了，下行同步意味著UE獲得了幀同步以及系統(tǒng)廣播消息，但是上行

9、并沒有同步。UE隨機選擇一個Preamble碼，在PRACH上發(fā)送，讓eNB知道存在一個終端試圖跟基站建立連接。競競爭模式隨機接入爭模式隨機接入 步驟二：當eNode B 檢測到UE發(fā)送的前導序列，下行發(fā)送隨機接入響應，隨機接入響應中包含以下信息：Backoff(回退)參數(shù)（指示如果本次隨接入失敗，UE下次發(fā)起隨機接入的時延最大值）;所收到的Preamble碼的編號；所收到的Preamble碼對應的時間調(diào)整量（用于MSG3上行傳輸定時提前量）；為該終端（MSG3）分配的上行資源位置指示信息；臨時C-RNTI分配（小區(qū)級終端標識）。競競爭模式隨機接入爭模式隨機接入 步驟三：MSG3發(fā)送 當UE收

10、到來自eNode B的隨機接入響應（RAR），獲得上行的時間同步和上行資源。但此時并不能確定此RAR消息是發(fā)送給UE 自己而不是發(fā)送給其他的UE的，因為UE的前導序列是隨機選擇的，存在不同的UE選中了同一個前導序列的可能性，因此會出現(xiàn)隨機接入沖突。為此UE需要通過隨后的MSG3 和MSG4消息, 來解決這樣的隨機接入沖突。 MSG3針對不同場景攜帶不同內(nèi)容： 初始接入：攜帶RRC層生成的RRC連接請求消息 連接重建：攜帶RRC層生成的RRC重建請求消息 切換：包含RRC層生成的RRC切換完成消息及UE的C-RNTI。 上下行數(shù)據(jù)到達：至少傳輸UE的C-RNTI。競競爭模式隨機接入爭模式隨機接入

11、 步驟四：競爭消除 eNode B向UE發(fā)MSG4，MSG4中攜帶UE競爭解決標識。每個終端均將下行數(shù)據(jù)中包含的沖突解決標識與其在MSG3中發(fā)送的標識進行對比，二者相同則判定為競爭解決成功。在競爭解決成功后，臨時C_RNTI升級為UE的C_RNTI；否則用戶將使用原有的小區(qū)內(nèi)C-RNTI。競競爭模式隨機接入爭模式隨機接入非競爭模式隨機接入過程不會產(chǎn)生接入沖突，它是使用專用的接入前導進行隨機接入的。適用于切換或有下行數(shù)據(jù)到達且需要重新建立上行同步時非競爭模式隨機接入非競爭模式隨機接入 首先，eNode B給UE 分配一個特定的、不在基站廣播公布的隨機接入前導序列組中的隨機接入前導序列； UE接收到這個前導序列后，在特定的時頻資源發(fā)送指定的preamble序列； 基站接收到隨機接入序列后，發(fā)送隨機接入響應，UE與eNode B完成隨機接入過程。非競爭模式隨機接