[4G＆5Gトピック-32]：物理層-セルの時間-周波数リソースと携帯電話でセルの時間-周波数リソースを検索するプロセス（セル検索プロセス）

セルの高周波キャリアと周波数同期を実行します。
ビット周波数同期、ビット位相同期、10msフレーム同期、および物理セルID番号を実行します。プライマリ同期PSS、セルの10msフレームとのセカンダリ同期SSS。
セルの情報を常に取得し、セルのステータスを常に監視します：ブロードキャストチャネルPBCH、マスター情報ブロックMIB、システム情報ブロックSIB

（3）10msフレーム同期とは

端末はセルの物理セルID番号を取得しています
端末は、10msフレーム内の1次同期PSS信号と2次同期SSS信号の位置を取得し、セルの10ms時間周波数リソースマトリックスの構造を理解できます。

2.3 LTEでのセル検索のプロセスは何ですか？

1つ目は基地局で、セルの10msの時間周波数リソースマトリックスの特定の位置（同期信号PSS、SSS信号、セル参照信号、PBCHブロードキャストチャネル、PDSCHチャネル）で信号を送信します。

次に、任意のモバイル端末が基地局のセルと連動して同期し、セル情報を取得します。

（1）UEブート

（2）初期周波数ポイント設定

UEが周波数とオペレーター情報のときに最後のシャットダウンを保存した場合、最初の起動後、試行頻度の最後のポイントに地区に常駐します。
そうでない場合は、LTEシステムに割り当てられた周波数帯域でフルバンドスキャンを実行し、信号が強い周波数を見つけて、携帯電話でサポートされている最低周波数から開始し、所定の周波数に従います。必要なセル信号に到達するまで、ステップが順番に試行されます。

同期プロセスは、FMラジオが放送局を検索するプロセスに似ています。

（3）判断基準

セルのプライマリ同期信号PSSを受信し、受信した信号強度を使用して、この周波数ポイントの周囲にセルが存在する可能性があるかどうかを判断します。

（4）メイン同期信号PSSを復調します：5msハーフフレーム同期

PSS信号検出：設定された中心周波数点付近でPSS（一次同期信号）を受信します

PSSの周波数領域の位置：PSSは中心周波数帯域の6RBを占めるため、すべてのシステム帯域幅と互換性があります。

PSSの時間領域サイクル：この信号は5msのサイクルで繰り返されます。

PSSの時間領域の位置：サブフレーム＃0で送信されます。

PSSの内容と結果：PSSは強い相関関係のあるZCシーケンスであるため、直接検出して受信することができ、次の効果が得られます。

物理セルグループのIDを取得できます;＃物理セルID番号、後続のチャネルデコード用のセルスクランブルコードとして。
5msのハーフフレームのタイムスロット境界を決定できます。
サイクリックプレフィックスの長さを知ることができます
FDDかTDDかがわかります（TDDのPSSは別の位置にある特別なサブフレームに配置されているため、これに基づいて判断します）

取得できない結果：5ミリ秒の繰り返しであるため、このステップでは10ミリ秒のフレーム同期を取得できないため。

（5）二次同期信号SSSを復調します：10msフルフレーム同期

PSS信号検出：5msのタイムスロット同期後、PSSに基づいてSSSを逆方向に検索します

SSSの内容と結果：

これは2つのランダムなシーケンスで構成されており、前半フレームと後半フレームのマッピングは正反対です。
2つのSSSを受信する限り、10msの境界を決定でき、フレーム同期の目的を達成します。
SSS信号はセルグループIDを伝送します。
PSSと組み合わせることで、物理層のセルID（CELL ID =セルメインID +セルグループID）を取得できます。物理セルID番号は、後続チャネルのセルスクランブルコードに使用されます。

（6）復調セル基準信号CRS：正確な周波数とタイムスロットの同期

さらに正確なタイムスロットと周波数の同期
セルチャネルの品質評価は、セルの品質が高いほど、端末とセル間の周波数とタイムスロットの同期がより正確になります。

（7）PBCHブロードキャストチャネルの復調：ブロードキャストチャネルを介してセル情報を取得します。

PBCHのスロット位置：PBCHは、PSSに近いサブフレーム＃0のスロット＃1で送信されます。

PBCHの主な内容：

システムフレーム番号
セル帯域幅情報
PHICH構成
アンテナ構成
SIB1メッセージの場所

システムのフレーム番号とアンテナの数の設計は比較的巧妙です。SFNビット長は10ビットです。つまり、値は0から1023まで循環します。

PBCH MIBブロードキャストでは、最初の8ビットのみがブロードキャストされ、残りの2ビットはPBCH 40ms周期ウィンドウ内のフレームの位置に従って決定されます。最初の10msフレームは00、2番目のフレームは01、3番目のフレームは01です。フレームは10で、最初の10msフレームは00です。4フレームは11です。

PBCHの40msウィンドウ携帯電話は、ブラインド検査で確認できます。

アンテナの数は、PBCHのCRCに暗黙的に含まれています。PBCHのCRCが計算された後、アンテナの数に対応するマスクがXORされます。

（10）これまでのところ、UEはeNBとのタイミング同期を達成しています。

（11）PDSCHの復調：SIBメッセージを取得

PBCHは非常に限られたシステム情報しか伝送しないため、セル検索を完了するには、PBCHを受信するだけでは不十分です。

ますます詳細なシステム情報がSIBによって伝送されるため、SIBを後で受信する必要があります。つまり、UEはPDSCH物理チャネルで伝送されるBCCHブロードキャスト情報を受信します。

これを行うには、次のことを行う必要があります。

物理制御フォーマットインジケータチャネルPCFICHを受信します。このとき、チャネルの時間周波数リソースは物理セルIDに基づいて計算でき、PDCCHのシンボル番号は受信およびデコードによって取得できます。
PDCCHチャネルドメインの共通検索スペースでSI-RNTIに送信された候補PDCCHを検索します。1つが見つかり、関連するCRCチェックに合格すると、対応するSIBメッセージがあり、PDSCHが受信されます。
デコード後、SIBを上位レベルのプロトコルスタックに報告します。
SIBを継続的に受信すると、上位層（RRC）は、受信したシステムメッセージが十分であるかどうかを判断し、十分である場合はSIBの受信を停止します。

これまでのところ、セル検索プロセスはほぼ終了しています。

第3章5GNRセル検索プロセスとLTEの類似点と相違点

3.1主な類似点

5G NRセル検索のプロセスは、LTEのプロセスとほぼ同じです。

3.2主な違い

（1）新たに追加された同期信号ブロックSSB（同期信号ブロック）：

LTEの一次同期信号PSS、二次同期信号SSS、セル参照信号CRS、および物理ブロードキャストチャネルPBCHの4つの「部門」は、時間周波数リソースの編成にあり、互いに独立して分離されています。

5G NRでは、チャネルに対応するこれら4つのセル関連の同期信号と時間周波数リソースが一緒に構造化されて新しいSSBを形成します。

（2）新たに追加された復調基準信号DMRS（復調基準信号）

LTEセル基準信号CRSは、復調基準信号DMRSに置き換えられます。CRSはセルレベルで、DMRSはチャネルレベルです。各チャネルには、セル基準信号と同様の独自の独立した復調基準信号があります。

この変更の主な理由は次のとおりです。

5Gの帯域幅は非常に広いため、セルレベル全体の基準信号偏差が大きくなります。
5GはBWPをサポートし、異なるBWPは独自の独立したチャネル品質測定を行う必要があり、異なるBWPは、基地局セル全体の基準信号ではなく、独立した基準信号を必要とします。
5Gはビームフォーミングをサポートし、異なるビームには独自の独立したチャネル品質測定が必要であり、異なるビームには独立した基準信号が必要です。

上記の理由により、5Gは、セル全体の参照信号CRSではなく、チャネルごとに独立したDRMS参照信号を定義します。

（3）同期信号SSBの位置は、LTEで使用される固定位置とは異なる5G可変サブキャリア帯域幅に適合されます。

ファローアップ：

各物理信号と物理チャネルの内容と役割、および周波数領域でのそれらの位置、および時間領域での位置については、PSS信号とSSS信号から始めて次の章で説明します。