一文带您认识5G网络的SSB

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对于SSB频域位置的确定,其有两种可能确定方式,如果UE在没收到显性指示SSB频域位置时,UE如何确定SSB的频域位置?如果显性指示SSB的频域位置,那么又是如何指示?

有别于4G将小区下行同步信号以及物理广播信道分离设计,5G中将小区主辅同步信号(Synchronization Signal)与物理广播信道(PBCH,Physical Broadcast Channel)进行了某种程度上的耦合,以SS/PBCH资源块的形式出现,简称为SSB(同步信号和PBCH块Synchronization Signal and PBCH block, 简称SSB),本文主要带您认识SSB的基本原理。

1. SSB结构

SSB时域上共占用4个OFDM符号,频域共占用240个子载波(20个PRB),编号为0~239,如图1所示。

图1

从图1可以看出:

(1)PSS位于符号0的中间127个子载波。

(2)SSS位于符号2的中间127个子载波;为了保护PSS、SSS,它们的两端分别有不同的子载波Set 0。

(3) PBCH位于符号1/3,以及符号2,其中符号1/3上占0~239所有子载波,符号2上占用除去SSS占用子载波及保护SSS的子载波Set 0以外的所有子载波。

(4) DM-RS位于PBCH中间,在符号1/3上,每个符号上60个,间隔4个子载波,其中子载波位置偏移为:(其中物理小区总共为1008个)。

2.SSB时域位置

LTE中广播信道采取周期传输的机制提升解调成功率,5G NR中在时域传输中也承袭了这一设计思路,但有所不同的是,LTE的广播信道是无波束赋型技术的传统广播宽波束,而5G NR引入了赋型窄波束的理念,波束的样式没有明确规定,在一个SSB传输周期内,不同候选传输时刻中SSB发送的赋型窄波束不尽相同,SSB的物理层传输周期可通过高层参数ssb-periodicityServingCell进行配置,取值范围,但在初始小区搜索的时候,UE还没有收到SIB1,所以会按照默认20ms的周期搜索SSB。

根据协议中的描述,按照不同的SSB子载波间隔,一个半帧内的SSB位置会有5种不同的情况(如图2所示)

图2

以图2case A为例,SSB的子载波间隔为15kHz,SSB的第一个符号所处的位置是,其中当载频小于3GHz时,n=0,1,当载频在3G到6GHz时,n=0,1,2,3。从下面这个图中可以比较直观的看到SSB在一个半帧的一个时隙内的位置。其他几种情况类似不做过多介绍。那么对于不同的子载波间隔,一个SSB set里的SSB数量也不一样,可能有4个也可能有8个也可能有64个(如图3所示)。

图3

3.SSB频域位置

对于SSB频域位置的确定,其有两种可能确定方式,如果UE在没收到显性指示SSB频域位置时,UE如何确定SSB的频域位置?如果显性指示SSB的频域位置,那么又是如何指示?

1) 首先根据同步栅格(同步栅格指示当不存在SSB位置的显示信令时,UE可用于系统获取的SSB的频域位置(UE开机时可根据同步栅格得到SSB的大致范围,然后进行盲搜))确定SSB的频域位置(参考协议38.104的5.4.3节):

其中同步栅格定义了所有频率,SSB的频率位置定义为:SSBEF,其编号为GSCN(Global Synchronization Channel Number,简称GSCN)(如图4所示)

图4

2) 接收到SIB1后确定周期SSB的频域位置,其SSB的频域位置示意图如图5所示

图5

其中N_SSB_CRB表示公共资源块,即SSB所在的CRB编号,其由SIB1->ServingCellConfigCommonSIB->DownlinkConfigCommonSIB->FrequencyInfoDL-SIB->offsetToPointA参数获得, Kssb表示公共资源块中的子载波0到SSB的子载波0的子载波偏移

而Point A是什么,point A是公共资源,也就是CRB的0号子载波,由point A和N_SSB_CRB和KSSB可以知道SSB的位置。

这里需要注意一个问题,到底UE是先获取pointA的位置还是SSB的位置呢?这个问题对于初学者来说比较容易混淆,在这里本文已经明确强调了,UE最先接收的是SSB,然后再进行时频同步,所以UE是先知道SSB的位置,再根据N_SSB_CRB和KSSB偏移得到pointA的位置。

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