LTE学习笔记--PHY--PSS和SSS

光有通信的频点并没有用。UE此时虽然可以接收到eNB的广播数据，但是无法解析出这些数据的具体内容。因此UE需要先实现与eNB的时间同步，只有在同步的情况下，根据事先约定的协议。就可以解析出包含在信号内的具体内容了。UE首先需要侦测的是PSS信号。
UE开机时并不知道系统带宽的大小，但它知道自己支持的频带和带宽（见36.101）。为了使UE能够尽快检测到系统的频率和符号同步信息，无论系统带宽大小，PSS和SSS都位于中心的72个子载波上（即中心的6个RB上，不包含DC（DC其实也占用了一个Sc，因此对于更底层来说准确的应该是73）。实际只使用了频率中心DC周围的62个子载波，两边各留了5个子载波用作保护波段。UE会在其支持的LTE频率的中心频点附近去尝试接收PSS和SSS。

1，PSS的检测和5ms时隙确定

PSS使用长度为63的Zadoff-Chu序列（中间有DC子载波，所以实际上传输的长度为62），加上边界额外预留的用作保护频段的5个子载波，形成了占据中心72个子载波（不包含DC）的PSS。
PSS有3个取值，对应三种不同的Zadoff-Chu序列，每种序列对应一个 N(2)ID N I D ( 2 ) ，即组内ID。某个小区的PSS对应的序列由该小区的PCI决定，即 N(2)ID%3 N I D ( 2 ) % 3 。从spec TS 36.211的6.11.1.1可以看出，不同的 N(2)ID N I D ( 2 ) 对应不同的Root index u，进而决定了不同Zadoff-Chu序列。

N(2)ID N I D ( 2 )	Root index u
0	25
1	29
2	34

UE为了接收PSS，会使用36.211中Table 6.11.1.1-1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 N I D ( 2 ) 。
对于FDD而言，PSS在子帧0和5的第一个slot的最后一个symbol中发送；对于TDD而言，PSS在子帧1和6（即DwPTS，对于某些TDD配置，SF#6也可以不是特殊子帧）的第三个symbol中发送。如下图所示。

因此UE通过捕获PSS信号，可以得到该小区的5 ms timing（一个系统帧内有两个PSS，且这两个PSS的相同的，因此UE不知道解出的PSS是第一个还是第二个，所以只能得到5 ms timing）。

2，SSS的检测和10ms时隙确定

与PSS类似，SSS也使用长度为63的Zadoff-Chu序列（中间有DC子载波，所以实际上传输的长度为62），加上边界额外预留的用作保护频段的5个子载波，形成了占据中心72个子载波（不包含DC）的SSS。无论是FDD还是TDD，SSS都在子帧0和5上传输。
LTE中，SSS的设计有其特别之处：2个SSS（ SSS1 S S S 1 位于子帧0， SSS2 S S S 2 位于子帧5）的值来源于168个可选值的集合，对应168个不同 N(1)ID N I D ( 1 ) ;
SSS1 S S S 1 的取值范围与 SSS2 S S S 2 是不同的，因此允许UE只接收一个SSS就检测出系统帧10 ms的timing（即子帧0所在的位置）。这样做的原因在于，小区搜索过程中，UE会搜索多个小区，搜索的时间窗可能不足以让UE检测超过一个SSS。
SSS的结构如下图， SSS1 S S S 1 是由2个长度为31的 m-sequence X和Y交织而成的，每个都可以取31个不同的值（实际上是同一m-sequence的31种不同的偏移，对应36.211的Table 6.11.2.1-1的m0和m1）。在同一个小区中， SSS2 S S S 2 与 SSS1 S S S 1 使用相同的2个m-sequence，不同的是，在 SSS2 S S S 2 中，这2个sequence（X和Y）在频域上交换了一下位置，从而保证了 SSS2 S S S 2 和 SSS1 S S S 1 属于不同的集合。（36.211的6.11.2.1中计算 d(2n)和d(2n+1)的那个公式，可以很好地说明 SSS1 S S S 1 和 SSS2 S S S 2 的不同。对于 SSS1 S S S 1 而言，偶数位偏移m0位，奇数位偏移m1位；对于SSS2而言，偶数位偏移m1位，奇数位偏移m0位。而从36.211中的Table 6.11.2.1-1可以看出，(m0, m1)组成一个取值，且m0一定小于m1，因此， SSS1 S S S 1 和 SSS2 S S S 2 的取值范围必定不同）。

UE在检测到SSS之前，还不知道该小区是工作在FDD还是TDD模式下。如果UE同时支持FDD和TDD，根据PSS的位置，SSS可能会在2个可能的位置上去尝试解码SSS。如果在PSS的前一个symbol上检测到SSS，则小区工作在FDD模式下；如果在PSS的前3个symbol上检测到SSS，则小区工作在TDD模式下。如果UE只支持FDD或TDD，则只会在相应的位置上去检测SSS，如果检测不到，则认为不能接入该小区。其次，SSS的确切位置还和CP（Cyclic Prefix）的长度有关。在此阶段，UE还不知道小区的CP配置（Normal CP还是Extended CP），因此会在这两个可能的位置去盲检SSS。
UE会在SSS可能出现的位置（如果UE同时支持FDD和TDD，则至多有4个位置），根据36.211中6.11.2.1节里的公式、Table 6.11.2.1-1中可能出现的168种取值、以及X与Y交织的顺序（以便确定是 SSS1 S S S 1 还是 SSS2 S S S 2 ，其实都能体现在公式里）等，盲检SSS。
如果成功解码出SSS（当然也知道了该SSS是 SSS1 S S S 1 还是 SSS2 S S S 2 ），就确定了168种取值之一（Table 6.11.2.1-1中的 m0 m 0 和 m1 m 1 ），也就确定了 N(1)ID N I D ( 1 ) ，即PCID组。确定了SSS是 SSS1 S S S 1 还是 SSS2 S S S 2 ，也就确定了该SSS是位于子帧0还是子帧5，进而也就确定了该系统帧中子帧0所在的位置，即10 ms timing。
此时PSS和SSS均已解出，PSS携带所处cell的组ID（0-2）。SSS携带了cell的物理层ID（0-167）。最终组合得到了所在小区的 NcellID N I D c e l l 。