UE开机后的第一步是进行“小区搜索”。
小区搜索的主要目的是：
- 与小区取得频率和符号同步（下行同步）。
- 获取系统帧timing，即下行帧的起始位置。
- 确定小区的PCI(Physical-layer Cell Identity)。
UE开机，在可能存在LTE小区的几个中心频点上接收信号（PSS），以接收信号强度来判断这个频点周围是否可能存在小区，如果UE保存了上次关机时的频点和运营商信息，则开机后会先在上次驻留的小区上尝试；如果没有，就要在划分给LTE系统的频带范围内做全频段扫描，发现信号较强的频点去尝试；
然后在这个中心频点周围收PSS（主同步信号），它占用了中心频带的6RB（即72个子载波），因此可以兼容所有的系统带宽，信号以5ms为周期重复，在子帧#0发送，并且是ZC序列，具有很强的相关性，因此可以直接检测并接收到，据此可以得到小区组里小区ID
(范围0~2)，同时确定5ms的时隙边界，同时通过检查这个信号就可以知道循环前缀CP长度以及采用的是FDD还是TDD（因为TDD的PSS是放在特殊子帧里面，位置有所不同，基于此来做判断）由于它是5ms重复，因为在这一步它还无法获得帧同步。
5ms时隙同步后，在PSS基础上向前搜索SSS，SSS由两个端随机序列组成，前后半帧的映射正好相反，因此只要接收到两个SSS就可以确定10ms的边界，达到了帧同步的目的。由于SSS信号携带了小区组ID
(范围0~167)，跟PSS结合就可以获得PCI。由于cell-specific RS及其时频位置与PCI是一一对应的，因此得到下行参考信号的结构信息。
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在获得帧同步以后就可以读取PBCH了，通过上面两步获得了下行参考信号结构，通过解调参考信号可以进一步的精确时隙与频率同步，同时可以为解调PBCH做信道估计了。PBCH在子帧#0的slot #1上发送，就是紧靠PSS，通过解调PBCH，可以得到系统帧号和带宽信息，以及PHICH的配置以及天线配置。系统帧号以及天线数设计相对比较巧妙: SFN（系统帧数）位长为10bit，也就是取值从0-1023循环。在PBCH的MIB（master information block）广播中只广播前8位，剩下的两位根据该帧在PBCH 40ms周期窗口的位置确定，第一个10ms帧为00，第二帧为01，第三帧为10，第四帧为11。PBCH的40ms窗口手机可以通过盲检确定。而天线数隐含在PBCH的CRC里面，在计算好PBCH的CRC后跟天线数对应的MASK进行异或。
如果是初始同步(UE还没有驻留或链接到一个LTE小区)，在检测完同步信号之后，UE会解码PBCH，以获取重要的系统信息。
如果是识别邻居小区，UE并不需要解码PBCH，只需要基于最新检测到的小区参考信号来测量下行信号质量水平，以决定是进行小区重选还是handover(此时UE会通过RSRP将测量结果上报给服务小区)。 -
至此，UE实现了和eNB的定时同步； 要完成小区搜索，仅仅接收PBCH是不够的，因为PBCH只是携带了非常有限的系统信息，更多更详细的系统信息是由SIB携带的，因此此后还需要接收SIB（系统信息模块），即UE接收承载在PDSCH上的BCCH信息。为此必须进行如下操作：
- 接收PCFICH，此时该信道的时频资源可以根据物理小区ID推算出来，通过接收解码得到PDCCH的symbol数目；
- 在PDCCH信道域的公共搜索空间里查找发送到SI-RNTI（无线网络标识符）的候选PDCCH，如果找到一个并通过了相关的CRC校验，那就意味着有相应的SIB消息，于是接收PDSCH，译码后将SIB上报给高层协议栈；
不断接收SIB，上层（RRC）会判断接收的系统消息是否足够，如果足够则停止接收SIB。至此，小区搜索过程才差不多结束。
UE不仅需要在开机时进行小区搜索，为了支持移动性(mobility)，UE会不停地搜索邻居小区、取得同步并估计该小区信号的接收质量。从而决定是否进行切换（handover，当UE处于RRC_CONNECTED态）或小区重选（cell re-selection，当UE处于RRC_IDLE态）。
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