5GNR SS Block

1 SSB

為了讓UE在開(kāi)機(jī)進(jìn)入系統(tǒng)時(shí)能找到小區(qū),每個(gè)NR小區(qū)會(huì)在下行周期地發(fā)送同步信號(hào),同步信號(hào)包括:

  1. PSS(主同步信號(hào))和SSS(輔同步信號(hào))
  2. PBCH(物理廣播信道)
SSB時(shí)頻結(jié)構(gòu).png

從圖可知:

  • SSB在時(shí)域持續(xù)4個(gè)OFDM符號(hào),頻域持續(xù)20個(gè)RB,240個(gè)子載波。
  • PSS位于SSB的第1個(gè)OFDM符號(hào)頻域位置中間的127個(gè)子載波,其余的子載波為空。
  • SSS位于SSB的第3個(gè)OFDM符號(hào)頻域位置中間的127歌子載波,與PSS占據(jù)相同的子載波,兩端分別空余8個(gè)和9個(gè)子載波。
  • PBCH占第2/4個(gè)OFDM符號(hào)全部240個(gè)子載波以及第3個(gè)OFDM符號(hào)兩端各48個(gè)子載波。共576個(gè)子載波。
Channel or signal SSB中OFDM符號(hào)l位置 SSB中子載波k的位置
PSS 0 56,57,\ldots,182
SSS 2 56,57,\ldots,182
設(shè)置為0 0 0,1,\ldots,55,183,184,\ldots,239
2 48,49,\ldots,55,183,184,\ldots,191
PBCH 1,3 0,1,\ldots,239
2 0,1,\ldots,47 \quad 192,193,\ldots,239
PBCH DM-RS 1,3 0+v,4+v,8+v,\ldots,236+v
2 0+v,4+v,8+v,\ldots,44+v \quad 192+v,196+v,\ldots,236+v

SSB可以使用不同的參數(shù)集發(fā)送,但是為了避免UE需要同時(shí)搜索不同的參數(shù)集,大多數(shù)情況下對(duì)于給定的頻段只定義一套SSB參數(shù)集,如下表:

Numerology(kHz) SSB帶寬(MHz) SSB持續(xù)時(shí)間(\mu s 頻率范圍
15 3.6 = 15 * 240(RE) \approx 285 FR1(<3GHz)
30 7.2 \approx 143 FR1
120 28.8 \approx 36 FR2
240 57.6 \approx 18 FR2

需要注意的是表中沒(méi)有60kHz的SSB,60kHz不能用于任何頻率范圍的SSB。

2 SSB時(shí)域位置

在LTE中,PSS和SSS的周期是固定,但是在5G中,SSB的周期是可變的,可以配置為5ms/10ms/20ms/40ms/80ms/160ms。在每個(gè)周期內(nèi),SSB只在某個(gè)半幀(5ms)上傳輸。根據(jù)SSB的子載波間隔位置不同,SSB在時(shí)域的位置有一下5種。

2.1 Case A

Case A.png

SSB的子載波間隔為15kHz,候選的SSB第1個(gè)OFDM符號(hào)位置是\{2,8\}+14\times n

  • f <= 3GHz \quad n=0,1 SSB在某個(gè)半幀的子幀0/1上進(jìn)行傳輸,一共有4個(gè)候選位置,L_{max} = 4
  • 3GHz < f <= 6GHz \quad n=0/1/2/3 SSB在某個(gè)半幀的子幀0/1/2/3上傳輸,共有8個(gè)候選位置,L_{max}=8

2.2 Case B

Case B.png

SSB的子載波間隔為30kHz,候選的SSB的第1個(gè)OFDM符號(hào)的位置是\{4,8,16,20\}+28\times n

  • f <= 3GHz \quad n=0 SSB在某個(gè)半幀的子幀0上進(jìn)行傳輸,一共有4個(gè)候選位置,L_{max} = 4
  • 3GHz < f <= 6GHz \quad n=0/1 SSB在某個(gè)半幀的子幀0/1上傳輸,共有8個(gè)候選位置,L_{max}=8

2.3 Case C

Case C.png

SSB的子載波間隔為30kHz,候選的SSB的第1個(gè)OFDM符號(hào)的位置是\{2,8\}+14\times n

  • f <= 3GHz \quad n=0,1 SSB在某個(gè)半幀的子幀0上進(jìn)行傳輸,一共有4個(gè)候選位置,L_{max} = 4
  • 3GHz < f <= 6GHz \quad n=0/1/2/3 SSB在某個(gè)半幀的子幀0/1上傳輸,共有8個(gè)候選位置,L_{max}=8

2.4 Case D

SSB的子載波間隔為120kHz,候選的SSB的第1個(gè)OFDM符號(hào)的位置是\{4,8,16,20\}+28\times n

  • f > 6GHz \quad n=0,1,2,3,5,6,7,8,10,11,12,13,15,16,17,18 SSB在某個(gè)半幀的子幀0/1/2/3/4上進(jìn)行傳輸,一共有64個(gè)候選位置,L_{max} = 64

2.5 Case E

SSB的子載波間隔為240kHz,候選的SSB的第1個(gè)OFDM符號(hào)的位置是\{8,12, 16,20,32,36,40,44\}+56\times n

  • f > 6GHz \quad n=0,1,2,3,5,6,7,8 SSB在某個(gè)半幀的子幀0/1/2上進(jìn)行傳輸,一共有64個(gè)候選位置,L_{max} = 64
候選SSB在時(shí)域的可能位置.png

2.6 SSB Bitmap

前面5節(jié)只是介紹了SSB可能存在的位置,實(shí)際部署網(wǎng)絡(luò)的時(shí)候可以根據(jù)需要,不需要把所有可能的位置都配置。由參數(shù)ssb-PositionsInBurst通知UE網(wǎng)絡(luò)的具體部署情況。但是不同的消息中這個(gè)參數(shù)的結(jié)構(gòu)不同。

SA的SIB1中。

ServingCellConfigCommonSIB ::=      SEQUENCE {
    ssb-PositionsInBurst                    SEQUENCE {
        inOneGroup                          BIT STRING (SIZE (8)),
        groupPresence                       BIT STRING (SIZE (8))                                                                                                                                       OPTIONAL -- Cond FR2 only
    },
    ssb-periodicityServingCell       ENUMERATED { ms5, ms10, ms20, ms40, ms80, ms160,
                                                spare2, spare1 }
}

NSA的RRC重配消息:

ServingCellConfigCommon ::= SEQUENCE {
    ssb-PositionsInBurst CHOICE {
        shortBitmap                  BIT STRING (SIZE (4)),
        mediumBitmap                 BIT STRING (SIZE (8)),
        longBitmap                   BIT STRING (SIZE (64))
    },
    ssb-periodicityServingCell       ENUMERATED { ms5, ms10, ms20, ms40, ms80, ms160,
                                                spare2, spare1 }

}

ssb-PositionsInBurst

Indicates the time domain positions of the transmitted SS-blocks in a half frame with SS/PBCH blocks as defined in TS 38.213 [13], clause 4.1. The first/ left most bit corresponds to SS/PBCH block index 0, the second bit corresponds to SS/PBCH block index 1, and so on. Value 0 in the bitmap indicates that the corresponding SS/PBCH block is not transmitted while value 1 indicates that the corresponding SS/PBCH block is transmitted. The network configures the same pattern in this field as in the corresponding field in ServingCellConfigCommonSIB.

ssb-periodicityServingCell

The SSB periodicity in ms for the rate matching purpose. If the field is absent, the UE applies the value ms5. (see TS 38.213 [13], clause 4.1)

3 SSB頻域位置

在LTE中,PSS和SSS總是位于載波的中心位置。所以,當(dāng)UE找到了PSS和SSS,那么它就知道了載波的中心頻率。但是缺點(diǎn)是,UE事先不知道載波頻域的位置,只能在所有可能的載波位置就行搜索PSS和SSS。但是5G中,載波帶寬比較大,同樣的搜索相對(duì)于LTE會(huì)耗時(shí)很多。所以5G中采用了不同的方式。

在5G中,SSB不在是總是位于載波的中心位置了,而是位于每個(gè)頻段內(nèi)有一組有限的可能位置,稱為同步柵格(synchronization raster)。UE只需要在這些同步柵格上搜索SSB的位置就可以了。雖然,SSB定義了4中參數(shù)集,但是對(duì)于給定的頻段標(biāo)準(zhǔn)中已經(jīng)定義好了對(duì)應(yīng)的子載波間隔和類型。

TS38101-5.4.3.3-1部分示例:

TS38101-5.4.3.3-1.png

Reference

TS38101

TS38213

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