捕获和小区搜索：
在LTE终端和LTE网络能通信之前要执行：
寻找并获得与网络中一个小区的同步；
需要接收和解码信息，也被称为小区系统信息，以便在小区内通信和正常操作；
LTE小区搜索概述：
终端不仅在开机初始接入系统时需要执行小区搜索，而且为支持移动性需要不断的搜索、同步并估计相邻小区的接收质量；
LTE小区搜索的步骤：
1、获得与一个小区的频率同步和符号同步；
2、获得该小区的帧定时，决定下行帧的起点；
3、决定该小区的物理层小区标识。
为了辅助小区搜索，在每个下行链路组分载波上传输两个特殊信号：主同步信号PSS和辅同步信号SSS；
FDD情况下，PSS在子帧0和5的第一个时隙的最后一个符号内发送，而SSS则在同时隙的倒数第二个符号内发送；
TDD情况下，PSS在子帧1和6的第三个符号内发送，而SSS则在子帧0和5的最后一个符号内发送；
一旦终端检测到并识别出小区的PSS，可知：
该小区的5ms定时并由此获知SSS的位置，其与PSS具有一个固定的位置偏置；
小区标识群中的小区标识，然而终端还不能自己检测出小区标识群，只把小区标识可能性从504降低到168。
一旦终端检测出PSS就可以知道SSS的位置，可知：
帧定时；小区标识群（168个）。
一旦终端捕获到帧定时和物理层小区标识，就可以识别出小区专用参考信号；
如果是初始小区搜索，终端处于RRC_IDLE模式下，参考信号被用作信道估计，后续的BCH传输信道解码得到系统信息的最基本集合；
如果是移动性测量的情况，终端处于RRC_CONNECTED模式下，终端测量参考信号的接收功率；如果测量满足一个可配置条件，会触发给网络发送一个参考信号接收功率的测量报告；
PSS结构：
3个PSS是3个带有63位长的Zadoff-Chu序列在两侧各扩展5个0并映射到73个子载波上；中心子载波实际上不进行传输，因为碰巧遇到DC子载波；
由此实际上63位长的ZC序列中只有62个元素进行传输；
所以，PSS在子帧0和5（TDD）和子帧1和6（FDD）占用了72个资源元素（不包含DC载波），那么这些资源元素不能用于DL-SCH的传输；
SSS结构：
SSS占用子帧0和5（TDD和FDD）内中心的72个资源元素（不包含DC载波）；
SSS设计有助于：
两个SSS（子帧0的SSS1和子帧5的SSS2）都可以对应168个不同小区标识群而取168个不同的值；
应用于SSS2的取值集合应该与应用于SSS1的取值集合不同，以便能够从单一SSS的接收中检测出帧定时。
SSS1基于两个31位长的m序列X和Y的频率交织，X和Y每个都可以取31个不同值；
用于SSS1（SSS2）的X与Y有效结合的集合是168个，允许对物理层小区标识的检测；
由于SSS1和SSS2之间的X与Y进行了交换，因此可以获得帧定时；
系统信息：
发送系统信息的两种不同机制：
1、有限数量的系统信息，对应所谓的主信息块MIB，采用BCH传输；
2、系统信息的主要部分，对应所谓的系统信息块SIB，在信息共享信道DL-SCH上传输。
MIB和BCH传输：
MIB包含：
有关下行链路小区底宽的信息；
该小区PHICH配置的相关信息；
系统帧号SFN。还有10个未使用信息位。
MIB传输时间间隔TTI为40ms；
不同于其他下行传输信道采用24位CRC校验，BCH采用16位CRC校验，为了减少CRC相关开销；BCH编码基于与PDCCH控制信道相同的1/3速率咬尾卷积码，不采用Turbo编码是因为，BCH传输块较小；
信道编码后为速率匹配，还有编码比特重复和比特级加扰，之后对经过编码和加扰的BCH传输块进行QPSK调制；
BCH多天线传输仅限于发射分集，两天线端口采用SFBC，四天线端口采用结合的SFBC/FSTD；
编码的BCH传输块被映射到4个连续帧中每个无线帧的第一个子帧中；BCH映射不以资源块为单位，BCH被映射到子帧0的第二个时隙内前面4个符号，只占用72个中心子载波；
FDD情况下BCH紧跟在子帧0的PSS和SSS之后；
从初始小区搜索开始，终端值获得了小区帧定时；
系统信息块：
BCH上的MIB只包含有限系统信息，系统信息的主要部分被包含在DL-SCH传输的不同SIB里；
LTE定义一系列SIB：
SIB1包含主要与一个终端被允许驻留在小区的相关信息；
SIB2包含终端接入小区所需的信息；
SIB3包含小区重传的相关信息；
SIB4-SIB8包含相邻小区的信息；
SIB9包含家庭基站的名字；
SIB10-SIB12包含公共警示信息；
SIB13包含MBMS接收所需的信息；
SIB14用于提供增强的访问限制信息，控制终端接入小区的可能性；
SIB15包含在相邻载波频率上接收MBMS的所需信息；
SIB16含有GPS时间和协同通用时间UTC的相关信息；
SIB17包含LTE和WLAN互联互通的相关信息；
SIB18和SIB19包含侧链连接相关信息；
SIB20包含单点对多点的相关消息；
与MIB类似，SIB也是重复广播的；一个特定SIB需要多频繁的传输取决于终端在接入小区时需要多快获取相关的系统信息；
序号越低的SIB在时间上越紧急，相对于较高序号的SIB被传输的更为频繁，SIB1每80ms传输一次；
SIB被映射到不同系统信息消息SI上，SIB1总是映射到第一个系统信息消息SI-1；
SIB映射到SI遵循：
映射到相同SI的SIB具有相同的传输周期；
映射到单一SI的信息比特总数不能超过一个传输块所能传输的比特数上限。
给定SIB的发送周期在不同网络中可能取值不同；
除SIB1之外用于其他SIB的SIB到SI的映射都是灵活的，并且不同网络或者甚至同一网络中可能是不同的；
SI-1传输只具备有限的灵活性，SI-1总是在子帧5内传输；
不同SI具有不同的非交叠时间窗，终端知道正在接收哪个SI；
在相对小SI和相对大系统带宽情况下，一个子帧足够提供所有SI传输；
经历良好信道条件的终端可以在只接收编码SI映射子帧的一个子集后就对整个SI进行解码，而位于较差位置的终端需要接收更多子帧才能对该SI正确解码，这样的优点：
1、经历良好信道条件的终端需要接收较少子帧，可以降低终端功率损耗；
2、与Turbo编码相结合而采用更大码块，将产生加强的信道编码增益。
随机接入：
蜂窝系统的基本功能就是终端可以申请建立网络连接，称为随机接入；
随机接入的目的：
为了建立无线链接时的初始接入，
为了无线链接建立失败后重建无线链接，
如果终端处于RRC_CONNECTED状态且上行链路不同步时有上行链路或下行链路的数据到达时，需要建立上行链路的同步，
采用基于上行链路测量的定位方法时，用于定位的目的，
如果在PUCCH上还没有配置专用调度请求资源，作为调度请求。
上行同步是主要目标；建立一个初始无线链接时，随机接入过程还用于给终端指定一个唯一的标识C-RNTI；
基于竞争的随机接入可以用于上述所有目的；
基于无竞争的随机接入只用于下行链路数据来时重新建立上行链路同步；
随机接入的四步：
1、终端传输随机接入前导码，使eNodeB可以估计终端的传输定时，
2、网络发送时间提前命令字来调节终端传输定时，为终端分配随机接入响应，
3、与普通调度数据一样，终端采用UL-SCH向终端发送移动终端标识，
4、DL-SCH上网络发给终端竞争解决消息。
步骤1：随机接入前导码传输：
前导码传输主要为基站指示随机接入尝试的出现并使基站能够估计基站与终端间的时延；该时延将用于第二步来调节上行链路定时；
随机接入前导码传输所用的时频资源被称为物理随机接入信道PRACH；网络对所有终端广播，通知随机接入前导码可以在SIB2中哪些PRACH上传输；
每个小区有64个可用的前导码序列；
PRACH时频资源：
PRACH资源带有一个对应6个资源块的小区带宽；
前导码的长度取决于所配置的前导码，基本的随机接入资源周期为1ms，也可以配置更长；
eNodeb会避免在已用于随机接入的时频资源上调度任何上行链路传输，随机接入的前导码和用户数据是正交的；可以避免UL-SCH与来自不同终端的随机接入尝试之间的干扰；
对于FDD模式，每子帧内最多有一个随机接入区域，即频域内不能复用多个随机接入尝试；
对于TDD模式，可在单一子帧内配置多个随机接入区域，因为TDD系统每个无线帧中上行链路子帧数更少；
前导码结构及序列选择：
前导码两部分：
一个前导码序列；一个循环前缀；
前导码采用一个保护间隔来控制定时的不确定性，因此实际的前导码小于1ms；
循环前缀作为前导码的一部分，允许基站进行频域处理；循环前缀长度近似保护间隔长度；
PRACH功率设定：
设定随机接入前导码发射功率的基础是在下行链路主组分载波上测量小区专用参考信号获得一个下行链路路径损耗估计；由路径损耗估计，可以通过增加一个可配置的概率偏置啦i获得PRACH初始发射功率；
LTE的随机接入机制允许功率攀升，如对每个失败的随机接入尝试增加其实际使用的PRACH发射功率；
前导码序列生成：
前导码序列由Zadoff-Chu根序列进行循环偏置而生成。
循环移位的Zadoff-Chu序列特性：该序列的幅度是恒定的，该序列具备理想的循环自相关性；
为处理不同大小的小区，循环移位Ncs作为系统信息的一部分进行发送；
采用Zadoff-Chu序列的一个缺点在于，很难区分频率偏置和距离所决定的时延；
前导码检测：
时域窗内发生的采样被收集并通过FFT转换为频域表示，窗口长度为0.8ms；
FFT输出，代表了频码的接收信号，乘以Zadoff-Chu根序列的复共轭频域表示，结果输入IFFT；通过观察IFFT输出，即可检测出传输的是Zadoff-Chu根序列的哪个移位及其时延；
步骤2：随机接入响应：
为响应检测到的随机接入尝试，网络在DL-SCH上发送一个消息，包括：
网络检测到的随机接入前导码序列的序号，响应对哪个序列有效；
通过随机接入前导码接收机计算得到的定时纠正值；
调度请求，指示终端将用什么资源传输第三步的消息；
临时标识TC-RNTI，用于终端与网络之间的进一步通信。
网络检测到多个随机接入尝试（来自不同终端），则多个终端的响应消息可以合并传输；
以发送前导码的所有终端，将在一个可配置的时间窗内监听L1/L2控制信道，以获取随机接入响应；
只要在相同资源内执行随机接入的终端采用不同前导码，就不会发生随机接入碰撞，从下行链路信令可以清晰知道该信息是针对哪个终端的；
多个终端同时采用相同随机接入前导码时以然存在一定竞争的可能性；
步骤3：终端识别：
第二步后，终端上行链路已经时间同步了；
第三步中，终端通过第二步中随机接入响应中分配的UL-SCH资源向eNodeB发送所需的消息；采用与上行链路相同调度方式传输上行链路消息好处：
1、首先，在上行链路没有同步时发送的信息量要尽可能最少，
2、其次，消息传输采用普通的上行链路传输机制可以调节许可大小和调制方式来适应，
3、最后，可以实现用于上行链路消息的采用软合并的混合ARQ。
步骤4：争用解决：
随机接入过程的最后一步，包含针对竞争解决的下行链路消息；
是一个竞争解决机制来确保一个终端不会错误的使用另一个终端的标识；
如果终端已有被分配的C-RNTI，竞争解决通过引入PDCCH上使用C-RNTI的终端来解决；
如果终端没有有效的C-RNTI，采用TC-RNTI和包含竞争解决消息的相关DL-SCH来处理竞争解决消息；
用于C-RNTI对于一个终端时唯一的，非目标用户将忽略该PDCCH传输；
只有第四步的接收标识和第三步的传输标识相匹配的终端才能宣布随机接入成功；
寻呼：
寻呼用于RRC_IDLE状态的终端建立网络初始连接；
使用在DL-SCH上普通下行链路数据传输相同的机制，移动终端监听L1/L2控制信令来获得寻呼相关的下行链路调度分配；
应该让终端在不需要接收机处理时接入睡眠，并且在预定的时间间隔内快速醒来以监听来在网络的寻呼信息；可以自定义寻呼周期；
网络配置终端应该在哪个子帧醒来并监听寻呼；使用标识IMSI，一个子帧内的哪个子帧监听寻呼也是由IMSI推导出的；
寻呼消息只能在一些子帧上传输，从每32帧的一个子帧到每个帧4个子帧，来支持非常高的寻呼容量；