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小区搜索是UE获取与小区的时间和频率同步并对该小区的小区ID进行解码的过程。在5G NR中,在将主要同步信号(PSS)和次要同步信号(SSS)解码为物理小区ID(PCI)方面,小区搜索概念与LTE类似。
UE可以通过两种方法访问5G-NR小区。
1.非独立模式(NSA)部署:EUTRA – NR双重连接[EN-DC]
2.独立[SA]部署:仅NR单元
在EN-DC中,网络通过LTE eNB在RRC重新配置消息中提供诸如频率(NR-ARFCN),小区ID,RACH参数等的小区搜索信息。UE可以尝试RACH接入NR小区。
在Standalone中,NR小区搜索过程遵循以下步骤:
• UE调谐到特定频率
• UE尝试检测PSS,SSS,如果UE无法检测到,它将转到下一个频率
• UE成功检测到PSS / SSS后,UE尝试解码PBCH
• UE成功解码PBCH后,它将尝试针对RMSI和OSI进行PDCCH和PDSCH

UE基于UE正在对其执行小区搜索的频带在同步信道上扫描该频带,并由3GPP 38.104第5.4.3.3节定义,以调谐特定频率。同步信道指示当不存在同步块位置的显式信令时,UE可以将其用于系统获取的同步块的频率位置。对于每个频带,同步信道和同步块的子载波间隔分别取决于。
在进一步的步骤中,UE解码主要和次要同步信号以获得位于同步信道上的物理小区ID [PCI]和PBCH DMRS。PSS,SSS和NR-PBCH在同步信号块(SS Block)中发送。SSB由4个符号,1个符号的PSS,1个符号的SSS和2个符号的PBCH组成。通过PSS / SSS实现符号级和时隙级的时间同步以及频率同步。
NR支持多达1008个PCI,是LTE的两倍。336个唯一的小区标识组,每个组包含三个唯一的id,可以通过以下公式计算:
• N(1)ID =次级同步信号(SSS),范围为{0,1….335}
• N(2)ID =主同步信号(PSS),范围为{0,1,2}
通过形成SS Burst(每个波束一个SSB),通过更改每次SSB传输的波束方向来使用SS Burst(每个波束一个SSB)来批量发送SSB。UE使用波束扫描机制来测量和标识用于UE的最佳波束。
SS Burst和SS Burst Set都可以包含一个或多个元素,而SS Burst中最大SSB的数量取决于频率,并且可以为4(低于3 GHz),8(3至6 GHz)或64(6至52.6 GHz)。SSB的周期由网络配置,而初始小区选择的默认传输周期,而SS突发集的周期对于所有频率范围(即2个NR帧)默认为20 ms。该间隔是LTE(5毫秒)间隔的四倍,旨在减少“始终在线”的传输开销。帧和时隙定时由SBS的标识符定义并且由UE获取。

gNB定义了无线帧内SSB的多个候选位置,并且该数量对应于在特定方向上辐射的波束的数量。可以通过称为SSB索引的唯一编号来标识每个SSB,并且检测到哪个SSB的标识取决于UE的位置。UE测量在一定时间段(一个SSB集的时间段)内检测到的每个SSB的解调参考信号(PBCH DMRS)的信号强度。根据测量结果,UE可以识别出具有最强信号强度的SSB索引。具有最强信号强度的SSB是UE的最佳波束。

上图显示了两个UE的示例,UE#1发现SB#1为最佳,UE#2发现SB#4为最佳波束。
UE选择最佳波束,并对PBCH内容信息进行解码,例如SFN,SSB索引,光栅偏移,默认DL数值,RMSI配置,DM-RS位置等。PBCH的成功解码可以接收后续的物理下行链路控制信道(PDCCH)物理下行共享信道(PDSCH),用于调度剩余的最小系统信息(RMSI),其他系统信息(OSI)。PBCH提供RMSI的PDCCH配置。RMSI的COntrol资源集(CORESET)配置与SSB突发集中的SS块相关联。PBCH中的一位信息字段向RMSI的SCS以及OSI和其他消息发出信号,以进行初始访问。
