LTE开机到数据传输的过程学习

UE从开机到能上下行传输，需要完成三步：小区搜索；读取系统信息；注册接入。

由于同步信号带宽的通用性，UE上电开机后在各个频点扫描，开始做小区搜索。

小区搜索使得UE完成LTE系统帧同步、符号同步、载波频偏估计补偿和解析出CELL_ID。
1. 由PSS获得半帧边界，Nid2， 符号边界（三路匹配滤波）
2. CP类型盲检测
3. 由SSS获得帧边界，Nid1（可以基于发端的公式做变换降低运算量，也可基于FHT使得运算更低）
4. 各种方法进行频偏估计补偿（最常见的利用CP做MLE FOE，前后相隔一个符号可完成FCO的估计，基于CP的算法参考Moose算法）。
采样率肯定按照最宽带宽配置，不会影响到CellSearch，但LTE由于系统带宽的可灵活配置，真正的系统带宽还需解PBCH才可获知。

由于小区搜索已经获得帧的各种边界，就可以定出PBCH的资源位置。（关于PBCH，其mapping是按照最大天线数的，而系统真实的天线数在其CRC掩码中），解出PBCH中的MIB信息：系统带宽，SFN（高8bit），PHICH相关信息（3bit）。SFN的低2bit通过PBCH的扰码相位获得。

下一步的关键就是解PDCCH了，解PDCCH需要先搞定PCFICH和PHICH。故先解PCFICH，PCFICH的资源位置只和CELL_ID相关，小区搜索已获得CELL_ID，解出PCFICH获得控制域占用的符号数目。得到控制域的符号数目，再由MIB中的PHICH信息便可知道PHICH的时频资源，那么PDCCH的时频资源可知也。SI-RNTI为固定值（FFFF还是FFFE来着，记不清了），UE便可用SI-RNTI寻址PDCCH解析出SCH上的SIB（由于SIB的周期性，解SIB也要用到前面MIB中解出的SFN）。

UE解完SIB1和SIB2，便可发起连接请求。SIB中含有PRACH的相关信息，UE便可由此选择随机接入信道的时频资源位置，发起竞争随机接入。Preamble的选择由Msg3的大小和路损的大小抉择。

接着UE等待Msg2，Msg2没有采用HARQ，故会有一个响应窗的长度（SIB信息中获得）来指示UE如果没等到Msg2，便接着发送下次随机接入。UE通过RA-RNTI（与发送Msg1的PRACH时频位置对应）寻址PDCCH解析SCH中的Msg2，Msg2中包含：Msg1的preamble标识，TA，Msg3的上行资源分配，临时C-RNTI， backoff参数等。

UE按照Msg2中的调度信息发送Msg3，发送RRC连接请求，此时还不包含NAS消息。Msg3支持HARQ，通过Temp-C-TNTI寻址PDCCH可获得重传指示。

eNB和UE通过Msg4完成最终的竞争解决。Msg4与Msg3的内容相对应。竞争成功解决后，临时C-RNTI升级为UE的C-RNTI。Msg4也采用HARQ，但是只有成功解码Msg4的UE才会上行发送ACK。UE在发送Msg3以后，启动竞争解决定时器，如果定时器到期后仍然没有解到Msg4，则认为竞争失败，此时根据Msg2中的backoff参数确定下次随机接入的时刻。

至此，UE和接入网网络侧之间就完成了传输数据前需要的各种前提条件。