PSS与SSS

原文:https://blog.csdn.net/m_052148/article/details/51273636 

什么是物理小区ID(PCI)

在LTE里,物理层是通过物理小区ID(Physical Cell Identities,PCI)来区分不同的小区的。物理小区ID总共有504个,它们被分成168个不同的组(记为N(1)_ID,范围是0-167),每个组又包括3个不同的组内标识(记为N(2)_ID,范围是0-2)。因此,物理小区ID(记为Ncell_ID)可以通过下面的公式计算得到:

从物理层来看,PCI(physical-layer Cell identity)是由主同步信号(PSS)与辅同步信号(SSS)组成,可以通过简单运算获得。公式如下:PCI=PSS+3*SSS,其中PSS取值为0...2(实为3种不同PSS序列),SSS取值为0...167(实为168种不同SSS序列),利用上述公式可得PCI的范围是从0...503,因此在物理层存在504个PCI。

什么是物理小区CI

CI(CellIdentity)唯一标识一个小区,在网络中不能重复。但PCI却可以重复,因为PSS+SSS仅有504种组合。如,当网络中有1000个小区时,PCI仅有504个,此时就需要对PCI进行复用。

什么是PSS
PSS的全称是Primary Synchronization Signal,即主同步信号,用于传输组内ID即N(2)_ID值。具体做法是:eNB将组内ID号N(2)_ID值与一个根序列索引u相关联,然后编码生成1个长度为63的ZC序列du(n),并映射到PSS对应的RE(Resource
 Element)中。

或者:

  • UE为了接收PSS,会使用指定的Root index u来尝试解码PSS,直到其中某个Root index u成功解出PSS为止。这样,UE就知道了该小区的N(2)_ID。又由于PSS在时域上的位置是固定的,因此UE又可以得到该小区的5ms timing(一个系统帧有两个PSS,且这两个PSS是相同额,因此UE不知道接出的PSS是第一个还是第二个,所以只能得到5ms timing,PS:第一个PSS与第二个PSS相差5ms)。

什么是SSS
SSS的全称是Secondary Synchronization Signal,即辅同步信号,用于传输组ID即N(1)_ID值。

具体做法是:

(1) eNB通过组ID号N(1)_ID值生成两个索引值m0和m1;

(2) 然后引入组内ID号N(2)_ID值编码生成2个长度均为31的序列d(2n)和d(2n+1),并映射到SSS的RE中;

UE通过盲检测序列就可以知道当前eNB下发的是哪种序列,从而获取当前小区的N(1)_ID。下图示意的就是怎么计算d(2n)和d(2n+1)这两个序列。

SSS详细过程还可参考:https://wenku.baidu.com/view/be64cf4ae518964bcf847c8b.html

从上面的公式推导中可以看到2个信息:
(1)辅同步信号SSS承载的两个序列d(2n)和d(2n+1)只位于子帧0子帧5这两个子帧中;
(2)这两个序列在不同子帧中的值不同。

  • UE解码SSS信号需要PSS信号中的N(2)_ID,因此UE必须先解码PSS信号,然后再解码SSS信号。UE在解码序列d(2n)和d(2n+1)时,可以根据序列值的不同来确定当前的子帧号,完成下行同步的工作。比如SSS在子帧0中传输的序列d(n)=A,在子帧5中传输的序列d(n')=B,那么UE一旦检测到B,就可以确定当前的子帧号是5号子帧,而不是0号子帧。
  • SSS(sub0)与SSS(sub5)的范围是不一样的,所以,UE只用接收一个SSS就可以检测出系统帧10ms的timing(即子帧0所在的位置)。


PSS和SSS的位置

  • 时域上的位置

对于LTE-FDD制式,PSS周期的出现在时隙0(子帧0)时隙10(子帧5)最后一个OFDM符号上,SSS周期的出现在时隙0(子帧0)时隙10(子帧5)倒数第二个符号上。
对于LTE-TDD制式,PSS周期的出现在时隙2(子帧1)时隙12(子帧6)第三个OFDM符号上,SSS周期的出现在子帧0子帧5最后一个符号上。

UE可根据SSS时域位置判定FDD or TDD制式:

如果UE在此之前并不知道当前是FDD还是TDD,那么可以通过这种位置的不同来确定制式。第一步解PSS还不能确定是TDD还是FDD,因为此时还不知道是0号帧还是1号帧。只有根据去PSS前面第几个symbol能解出SSS,才能确定。若是前面一个symbol就解出SSS,则是FDD,若是前面三个解出,则是TDD。

  • 频域上的位置

PSS和SSS映射到整个带宽中间的6个RB中,因为PSS和SSS都是62个点的序列,所以这两种同步信号都被映射到整个带宽(不论带宽是1.4M还是20M)中间的62个子载波(或62个RE)中,即序列的每个点与RE一一对应。在62个子载波的两边各有5个子载波,不再映射其他数据。

下图是1.4M带宽(满带宽6个RB)时,LTE-FDD制式下PSS和SSS的位置。

下图是1.4M带宽(满带宽6个RB)时,LTE-TDD制式下PSS和SSS的位置。

总结:我们再回看下PSS的计算公式,可以看到PSS是不区分子帧号的,一个系统帧内有两个PSS,且这两个PSS是相同的,因此UE不知道解出的PSS是第一个还是第二个。因为PSS和SSS的相对时域位置是固定的,UE一旦盲检出PSS,就可以从特定位置解码出SSS,然后再根据SSS的序列,就可以确定当前的子帧时刻(因为子帧0、5的SSS序列不同)。

时隙同步与帧同步

时隙同步:PSS占用中心频点的6RB,因此可直接检测并接收到。据此可得到小区组内 IDN(2)_ID,同时确定5ms的时隙边界,并可通过检查这个信号就可以知道循环前缀的长度以及采用的是FDD还是TDD;

帧同步:5ms时隙同步之后,在PSS基础上向前搜索辅助同步信号SSS,SSS有两个随机序列组成,前后半帧的映射正好相反,故只要接收到两个SSS,就可确定10ms的帧边界,同时获取小区组ID,跟PSS结合就可以获取N(1)_ID;

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