初始接入（Initial access）和同步（Synchronization）

UE检测到PSS和SSS之后即获得了系统的下行同步；
UE完成物理层随机接入之后，利用BS反馈的上行定时调整量获得系统的上行同步。

UE 进行小区搜索

发生时机 ： UE开机或者需要进行小区切换
主要行为 ： BS定期发送同步信号，UE对小区同步信号进行检测
主要结果 ： 获得小区的下行同步。 （1）时间同步检测（检测出同步信号位置，检测出子帧CP类型，检测出小区ID号）； （2）频率同步检测（利用SSS、RS、CP等信号进行频偏估计，进而对频偏进行纠正）

同步信号配置和时间同步检测

1. 频率上看，不论系统带宽如何，PSS和SSS总是处于整个系统带宽中央1.08MHz（6个PRB块）的位置。当UE处于初始接入状态时，对接入小区的带宽是未知的，UE首先在其支持的工作频段内以100kHz为间隔的频栅上扫描，进行主同步信道的检测，在这一过程中，UE仅检测在1.08MHz的频带上是否存在主同步信号。
   同步信号检测的基本原理就是使用本地同步序列和接收信号进行同步相关，进而获得期望的峰值，根据峰值判断同步信号的位置。

2. 时间上看，PSS占用子帧1,6的第3个符号，SSS占用子帧0,5的最后一个符号。先检测PSS，再检测SSS。
   （1）在一个无线帧中，前半帧SSS的交叉级联方式与后半帧SSS的交叉级联方式相反，UE通过检测SSS的顺序就可以区分出该无线帧的起始位置。
   （2）小区ID号 NcellID 与PSS编号 N(1)ID 和SSS编号 N(2)ID 的关系： NcellID=3N(2)ID+N(1)ID
   （3）由PSS和SSS相关峰之间的距离判断系统中是常规CP还是扩展CP

UE通过小区搜索获得小区下行同步之后，就可以进行下行信道估计和接收广播信道。

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UE 获取系统广播消息

系统广播消息

物理层广播信道

UE通过系统广播消息获得进行随机接入的物理层资源和所分配的Preamble码集合，然后根据所获得的信息，生成随机接入Preamble，并在相应的物理层随机接入资源上发起随机接入。

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UE 进行随机接入（物理层部分）

1. UE在物理层随机接入资源上发送随机接入Preamble
2. BS对随机接入信道进行检测，若检测到随即介入Preamble，则在下行控制信道上反馈相应的信息
3. UE在发送Preamble后，在一个时间窗口内检测下行控制信道中的反馈信息，若检测到相应的反馈信息，则认为其发送的Preamble被BS检测到，该反馈信息中还包含终端上行定时提前调整量，用于终端获得上行同步
4. UE进而可以在上行控制信道发送上行资源调度请求信息，进行后续的数据传输

Question: 下行如何做paging？
Answer: 在高层协议及过程中，UE主动发起业务所对应的是随机接入过程，UE被动发起业务所需要的过程是寻呼过程。

随机接入Preamble结构

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UE 进行随机接入（高层部分）

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随机接入过程应用于以下6种场景

• 从RRC_IDLE状态初始接入，即RRC连接建立
• 无线链路失败后重新接入，即RRC连接重建
• 上行数据到达且UE空口处于上行失步状态，或者虽未失步但需要通过随机接入申请上行资源
• 下行数据到达且UE空口处于上行失步状态
• 切换过程中与目标小区同步
• 辅助定位，网络利用随机接入获取时间提前量（TA）

综上所述，UE可以通过随机接入过程实现两个基本功能：（1）取得与eNB之间的上行同步；（2）申请上行资源。

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根据UE发送Preamble时是否存在碰撞风险，随机接入过程可分为非竞争随机接入和竞争随机接入。

• 非竞争随机接入是UE根据eNB指示，在指定的PRACH信道资源上使用指定的Preamble发起的随机接入。适用于切换、下行数据到达和辅助定位3种场景。

• 竞争随机接入是指eNB没有为UE分配专用Preamble，而是由UE随机选择Preamble并发起的随机接入。适用于除辅助定位之外的其他5种场景。对于切换和下行数据到达的场景，竞争随机接入依然由eNB触发。对于RRC连接建立、RRC连接重建和上行数据到达的场景，随机接入由UE自主触发。

  对于切换和下行数据到达这两种既可用非竞争随机接入又可用竞争随机接入的场景，正常情况下，eNB会优先选择非竞争随机接入，只有在非竞争随机接入资源不够分配时，才指示UE发起竞争随机接入。