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【5G NR】SSB

發布時間:2023/12/18 编程问答 68 豆豆
生活随笔 收集整理的這篇文章主要介紹了 【5G NR】SSB 小編覺得挺不錯的,現在分享給大家,幫大家做個參考.

文章目錄

  • 1. SSB概述
  • 2. SSB時頻結構
  • 3. SSB時域位置
    • 3.1 SSB周期
    • 3.2 SSB突發集合
    • 3.3 SSB圖樣
      • 3.3.1 Case A
      • 3.3.2 Case B
      • 3.3.3 Case C
      • 3.3.4 Case D
      • 3.3.5 Case E
    • 3.4 激活SSB
  • 4. SSB頻域位置
  • 參考文獻

1. SSB概述

同步信號和物理廣播信道塊Synchronization Signal and PBCH BlockSSB)由主同步信號Primary Synchronization SignalPSS)、輔同步信號Secondary Synchronization SignalSSS)和物理廣播信道Physical Broadcast ChannelPBCH)共同組成 [1]。

LTE中,PSS、SSS和PBCH位于載波中心,周期固定,且不進行波束賦形,必須覆蓋整個小區(LTE中并沒有SSB這一術語,但是同樣有PSS、SSS和PBCH [2])。相比LTE,NR中SSB在時域和頻域上的配置更加靈活,因此也更加復雜。由于NR部署在高頻頻段,因此基站必須使用massive-MIMO以增強覆蓋。但是massive-MIMO的天線輻射圖是非常窄的波束Beam),單個波束難以覆蓋整個小區。另一方面,由于硬件限制,基站往往無法同時發送多個波束以覆蓋整個小區,因此NR通過波束掃描Beam Sweeping)的方式以覆蓋整個小區,即基站在多個時刻發送不同方向的波束從而覆蓋整個小區,其中每個波束都需要配置PSS、SSS和PBCH,且必須同時發送,以便UE實現下行同步,如圖1-1所示。因此,NR中將PSS、SSS和PBCH統稱為SSB。一般情況下,SSB也稱為SS/PBCH塊SS/PBCH Block)或同步信號塊Synchronization Signal Block)[3]。

圖1-1. 波束掃描示意圖 [2] ?

NR中,SSB的作用主要有兩個 [3]:

  • 用于小區搜索和同步。UE通過獲取SSB,可以與小區同步時間和頻率,并檢測小區的物理層小區ID,即物理小區標識(Physical Cell Identifier,PCI)。
  • 用于UE進行小區測量的參考信號:UE通過測量SSB,可以上報L1_RSRP和SSB資源指示(SS/PBCH Block Resource Indicator,SSBRI),前者用于小區選擇、重選及切換等移動性管理過程,后者用于初始的波束管理。

2. SSB時頻結構

時域上,每個SSB由4個連續的OFDM符號組成,OFDM符號在SSB內按照升序從0 ~ 3編號;頻域上,每個SSB由240個連續的子載波(即20個RB)組成,子載波在SSB內按照升序從0 ~ 239編號,如下圖2-1所示。

圖2-1. SSB時頻結構(TS 38.300 Figure 5.2.4-1 [1])

?

3GPP還定義了PSS、SSS、PBCH和PBCH DM-RS在SSB內的資源映射,如下表2-1所示。

表2-1. SSB內PSS、SSS、PBCH和PBCH DM-RS的資源配置(TS 38.211 Table 7.4.3.1-1 [4])


我們來解讀一下上表2-1。需要注意的是表2-1中lll表示OFDM符號的編號,kkk表示子載波的編號,這都是SSB內的編號,而非在整個資源網格上的絕對編號。

  • PSS: PSS在每個SSB內的第1個OFDM符號上(l=0l=0l=0),占用SSB中間的127個子載波(k=56,57,?,182k=56,57,\cdots,182k=56,57,?,182)。
  • SSS:SSS在每個SSB內的第3個OFDM符號上(l=2l=2l=2),占用SSB中間的127個子載波(k=56,57,?,182k=56,57,\cdots,182k=56,57,?,182)。
  • PBCH:
    • PBCH在每個SSB內的第2個和第4個OFDM符號上(l=1,3l=1,3l=1,3),占用SSB全部的240個子載波(k=0,1,?,239k=0, 1, \cdots, 239k=0,1,?,239)。
    • PBCH在每個SSB內的第3個OFDM符號上(l=2l=2l=2),占用SSB前后各48個子載波(k=0,1,?,47,192,193,?,239k=0,1,\cdots,47, 192, 193,\cdots,239k=0,1,?,47,192,193,?,239)。
  • PBCH DM-RS:雖然PBCH在每個SSB內的第2 ~ 4個OFDM符號上占用了240×2+48+48=576240 \times 2+48+48 = 576240×2+48+48=576個子載波或者說RE(Resource Element),但是其中有576/4=144576/4 = 144576/4=144個RE要用于發送DM-RS(l=1,3l=1,3l=1,3k=0+v,4+v,8+v,?,236+vk=0+v, 4+v, 8+v,\cdots,236+vk=0+v,4+v,8+v,?,236+vl=2l=2l=2k=0+v,4+v,8+v,?,44+v,192+v,196+v,236+vk=0+v,4+v,8+v,\cdots,44+v, 192+v,196+v,236+vk=0+v,4+v,8+v,?,44+v,192+v,196+v,236+v),即DM-RS序列在所在OFDM符號上每隔4個子載波間隔分布,且有vvv個子載波的頻率偏移。
    • v=NIDcellmod?4v=N_{\rm ID}^{\rm cell}~\text{mod}~4v=NIDcell??mod?4NIDcellN_{\rm ID}^{\rm cell}NIDcell?表示小區的PCI。這樣的設計,同頻鄰區的頻率偏移不同,從而可以降低不同小區DM-RS之間的干擾。
  • Set to 0:
    • 在每個SSB內的第1個OFDM符號上(l=0l=0l=0),前56個子載波(k=0,1,?,55k=0, 1, \cdots, 55k=0,1,?,55)和后57個子載波(k=183,184,?,239k=183, 184, \cdots, 239k=183,184,?,239)不傳輸任何信號。這樣的設計可以使PSS與其他信號之間有較大的頻率間隔,以便UE把PSS與其他信號區分開來 [3]。
    • 在每個SSB內的第3個OFDM符號上(l=2l=2l=2),在SSS和PBCH之間各有8個(k=48,49,?,55k=48, 49, \cdots, 55k=48,49,?,55)和9個子載波不傳輸任何信號(k=183,184,?,191k=183, 184, \cdots, 191k=183,184,?,191)。這樣的設計既便于把SSS和PBCH區分開來,又可以充分利用子載波資源 [3]。

PSS、SSS、PBCH和PBCH DM-RS在SSB內的資源映射如上圖2-1所示。


3. SSB時域位置

3.1 SSB周期

與LTE中PSS/SSS的傳輸周期固定為5 ms不同,NR中SSB的傳輸周期從5 ms到160 ms不等。NR中,SSB的周期可以配置為5 ms、10 ms、20 ms、40 ms、80 ms和160 ms,由高層參數ssb-periodicityServingCell給出。但是,當UE在進行初始小區搜索,以及在空閑狀態下作小區搜索以作移動時,UE可以假設SSB的傳輸周期為20 ms。這樣,UE就可以知道在某個頻率上搜索SSB需要停留的時間。如果UE在這段時間內沒有搜索到PSS/SSS,則UE會轉換到同步柵格上的下一個頻率上繼續搜索 [3] [5]。


注釋:

較長的SSB周期可以使基站處于深度睡眠狀態,從而可以達到降低基站功耗以節能的目的,也有利于節約OFDM符號等系統開銷。缺點是會導致UE長時間停留在某個頻率上以搜索SSB,即會增加UE開機后的搜索復雜度及搜索時間。

但是,SSB周期的增加不一定會影響用戶的體驗,一是因為現在終端的開關機頻次較低,開機搜索復雜度和時間的適當增加并不一定會嚴重影響用戶的體驗;二是NR使用了比LTE更稀疏的同步柵格,這在一定程度上抵消了由于SSB周期增加所導致的搜索復雜度的增加。

在實際網絡部署的時候,可以根據基站類型、業務類型等設置SSB周期。例如,宏基站覆蓋范圍大,接入用戶多,因此可以設置較短的SSB周期以便快速同步和接入;而微基站覆蓋范圍小,接入用戶少,因此可以設置較長的SSB周期以節約系統開銷和基站功耗。再例如,對于時延要求高的uRLLC業務,可以設置較短的SSB周期;而對于時延要求不高的mMTC業務,則可以設置較長的SSB周期 [3]。


3.2 SSB突發集合

NR中,SSB通過波束掃描的方式傳輸,即通過時分復用的方式在不同的波束上傳輸SSB。一個波束掃描內SSB的集合就稱作SSB突發集合(SS Burst Set)。需要指出的是,上面3.1節所說的SSB周期其實是指SSB突發集合的傳輸周期。但在每個SSB周期內,SSB突發集合總是被限制在5 ms的時間間隔內,要么在每個幀的前一個半幀內,要么在每個幀的后一個半幀內,如下圖3-1所示 [5]。

圖3-1. SSB突發集合(Figure 16.2 [5])

注釋:

SSB突發集合這一術語源于3GPP早期的討論。在3GPP早期討論中,假設SSB組成SSB突發,而SSB突發又組成SSB突發集合。但是,中間的SSB突發這一術語最終并未被使用,而SSB突發集合這一術語被保留了下來 [5]。


3.3 SSB圖樣

每個SSB突發集合內的最大SSB數因頻帶不同而不同。SSB在每個SSB突發集合(長度為半幀)內可能的位置(因此此處的SSB稱作候選SSB),即SSB圖樣(Pattern),具體有如下A、B、C、D、E共5種情況 [6]。

3.3.1 Case A

Case A中,子載波間隔(Sub-carrier Spacing,SCS)為15 kHz,即SCS=15 kHz,候選SSB的第一個符號在其所在半幀中的索引為{2,8}+14×n\{2,8\} + 14 \times n{2,8}+14×n,如下圖3-2所示(注意,該處的索引是指OFDM符號在半幀中的索引,范圍為000 ~ 5×Nslotsubframe,μ×Nsymbslot?15 \times N_{\rm slot}^{\rm subframe,\mu} \times N_{\rm symb}^{\rm slot}-15×Nslotsubframe,μ?×Nsymbslot??1):

  • 當載波頻率小于等于3 GHz時,n=0,1n=0,1n=0,1。候選SSB位于某個半幀的子幀0、1(第1個子幀和第2個子幀)上,且候選SSB的第一個符號位于這些子幀的OFDM符號2、8(第3個OFDM符號和第9個OFDM符號)上,因此每個半幀內可以傳輸最多4個SSB(Lmax=4L_{\rm max}=4Lmax?=4)。
  • 當載波頻率在FR1內且大于3 GHz時,n=0,1,2,3n=0,1,2,3n=0,1,2,3。候選SSB位于某個半幀的子幀0、1、2、3上,且候選SSB的第一個符號位于這些子幀的OFDM符號2、8上,因此每個半幀內可以傳輸最多8個SSB(Lmax=8L_{\rm max}=8Lmax?=8)。

圖3-2. Case A(參考文獻[3]中圖5-4) ?

我們來解讀一下Case A。我們知道每個半幀由5個長度為1 ms的子幀組成。當SCS=15 kHz時,每個子幀由1個時隙組成,而每個時隙又由14個OFDM符號組成。因此,當SCS=15 kHz時,每個子幀由14個OFDM符號組成。所以,當n=0,1n=0,1n=0,1時,索引{2,8}+14×n\{2,8\} + 14 \times n{2,8}+14×n正好落在子幀0和子幀1的OFDM符號索引范圍內,且位于這些子幀的OFDM符號2和OFDM符號8上。以此類推,當n=0,1,2,3n=0,1,2,3n=0,1,2,3時,索引{2,8}+14×n\{2,8\} + 14 \times n{2,8}+14×n正好落在子幀0、1、2、3的OFDM符號索引范圍內,且位于這些子幀的OFDM符號2和OFDM符號8上。


通過觀察可以發現,Case A中,候選SSB所在時隙的OFDM符號0、1、6、7、12、13并未用于SSB。這樣的設計主要是考慮到PDCCH和PUCCH的傳輸,以及與SCS=30 kHz的數據和控制信道共存 [3]:

  • OFDMA符號0、1需用于傳輸PDCCH,而OFDM符號12、13需用于傳輸PUCCH。實際上,對于所有SCS,每個時隙的前后2個OFDM符號均需保留,以傳輸PDCCH和PUCCH。
  • SCS=15 kHz的OFDM符號6和7分別對應SCS=30 kHz的OFDM符號12、13和0、1。如上所述,SCS=30 kHz的OFDM符號12、13和0、1需分別傳輸PUCCH和PDCCH。因此,為降低SCS=15 kHz的SSB對SCS=30 kHz的數據和控制信道的影響, SCS=15 kHz的OFDM符號6和7也需保留,如下圖3-3所示。
    ?

圖3-3. SCS=15 kHz和SCS=30 kHz的時隙結構(參考文獻[3]中圖5-5) ?

由于NR允許SSB與數據和控制信道使用不同的SCS,這樣的設計可以保證,無論數據及其相應的控制信道使用的是SCS=15 kHz還是SCS = 30 kHz,都可以最大程度降低由于SSB的傳輸導致的對數據傳輸的影響 [3]。

3.3.2 Case B

Case B中,SCS=30 kHz,候選SSB的第一個符號在其所在半幀中的索引為{4,8,16,20}+28×n\{4,8,16,20\} + 28 \times n{4,8,16,20}+28×n,如下圖3-4所示:

  • 當載波頻率小于等于3 GHz時,n=0n=0n=0。候選SSB位于某個半幀的子幀0上,且候選SSB的第一個符號位于子幀0的OFDM符號4、8、16、20上,因此每個半幀內可以傳輸最多4個SSB(Lmax=4L_{\rm max}=4Lmax?=4)。
  • 當載波頻率在FR1內且大于3 GHz時,n=0,1n=0,1n=0,1。候選SSB位于某個半幀的子幀0、1上,且候選SSB的第一個符號位于這些子幀的OFDM符號4、8、16、20上,因此每個半幀內可以傳輸最多8個SSB(Lmax=8L_{\rm max}=8Lmax?=8)。

圖3-4. Case B(參考文獻[3]中圖5-6) ?

和Case A類似,可以參考下面的注釋來理解Case B,在此我們不再贅述。不同的是,當SCS=30 kHz,每個子幀由28個OFDM符號組成。


通過觀察可以發現,Case B中,偶數時隙的的前4個和后2個OFDM符號,奇數時隙的前2個和后4個OFDM符號未用于SSB。這樣的設計主要是考慮到PDCCH和PUCCH的傳輸(如上所述,不再贅述),以及與SCS = 15 kHz的數據和控制信道共存 [3]:

  • SCS=15 kHz的偶數時隙的前4個OFDM符號對應SCS = 15 kHz的每個時隙的前2個OFDM符號(如圖3-3所示),這2個OFDM符號需用于傳輸PDCCH。
  • SCS=15 kHz的奇數時隙的后4個OFDM符號對應SCS = 15 kHz的每個時隙的后2個OFDM符號(如圖3-3所示),這2個OFDM符號需用于傳輸PUCCH。

為保證與SCS= 15 kHz的數據和控制信道共存,這些OFDM符號不能用于傳輸SSB。

3.3.3 Case C

Case C中,SCS=30 kHz,候選SSB的第一個符號在其所在半幀中的索引為{2,8}+14×n\{2,8\} + 14 \times n{2,8}+14×n,如圖3-5所示:

  • 對稱頻譜(FDD):

    • 當載波頻率小于等于3 GHz時,n=0,1n=0,1n=0,1。候選SSB位于某個半幀的子幀0上,且候選SSB的第一個符號位于子幀0中每個時隙的OFDM符號2、8上(或者說子幀0的OFDM符號2、8、16、22上),因此每個半幀內可以傳輸最多4個SSB(Lmax=4L_{\rm max}=4Lmax?=4)。
    • 當載波頻率在FR1內且大于3 GHz時,n=0,1,2,3n=0,1,2,3n=0,1,2,3。候選SSB位于某個半幀的子幀0、1上,且候選SSB的第一個符號位于這些子幀中每個時隙的OFDM符號2、8上(或者說這些子幀的OFDM符號2、8、16、22上),因此每個半幀內可以傳輸最多8個SSB(Lmax=8L_{\rm max}=8Lmax?=8)。
  • 非對稱頻譜(TDD):

    • 當載波頻率小于等于1.88 GHz時,n=0,1n=0,1n=0,1。候選SSB位于某個半幀的子幀0上,且候選SSB的第一個符號位于子幀0中每個時隙的OFDM符號2、8上(或者說子幀0的OFDM符號2、8、16、22上),因此每個半幀內可以傳輸最多4個SSB(Lmax=4L_{\rm max}=4Lmax?=4)。
    • 當載波頻率在FR1內且大于1.88 GHz時,n=0,1,2,3n=0,1,2,3n=0,1,2,3。候選SSB位于某個半幀的子幀0、1上,且候選SSB的第一個符號位于這些子幀中每個時隙的OFDM符號2、8上(或者說這些子幀的OFDM符號2、8、16、22上),因此每個半幀內可以傳輸最多8個SSB(Lmax=8L_{\rm max}=8Lmax?=8)。

注釋:

TDD下,載波頻率界限一直在變。3GPP TS 38.213從v15.3.0版本開始,該界限從3 GHz調整為2.4 GHz。但是v16.2.0版本,該界限又調整為了2.3 GHz,而到了v16.3.0版本又調整為了1.88 GHz。


圖3-5. Case C(參考文獻[3]中圖5-7) ?

和Case A類似,可以參考下面的公式來理解Case C,在此我們不再贅述。


通過觀察可以發現,Case C中,候選SSB所在時隙的OFDM符號0、1、6、7、12、13未用于SSB。這樣的設計主要是考慮到PDCCH和PUCCH的傳輸(如上所述,不再贅述),以及與SCS = 60 kHz的數據和控制信道共存。即SCS=30 kHz的OFDM符號6對應SCS=60 kHz的OFDM符號12、13,而SCS=30 kHz的OFDM符號7對應SCS=60 kHz的OFDM符號0、1,需分別傳輸PUCCH和PDCCH [3]。

3.3.4 Case D

Case D中,SCS=120 kHz,候選SSB的第一個符號在其所在半幀中的索引為{4,8,16,20}+28×n\{4,8,16,20\} + 28 \times n{4,8,16,20}+28×n,如下圖3-6所示:

  • 當載波頻率在FR2內時,n=0,1,2,3,5,6,7,8,10,11,12,13,15,16,17,18n=0,1,2,3,5,6,7,8,10,11,12,13,15,16,17,18n=0,1,2,3,5,6,7,8,10,11,12,13,15,16,17,18。候選SSB位于某個半幀的子幀0、1、2、3、4上,每個半幀內可以傳輸最多64個SSB(Lmax=64L_{\rm max}=64Lmax?=64)。

圖3-6. Case D(參考文獻[3]中圖5-8) ?

和Case A類似,可以參考下面的公式來理解Case D:


Case D共占用16個時隙對(1個時隙對包含2個時隙,共28個OFDM符號),每個時隙對包含4個SSB。4個時隙對為一組,等于1個子幀,每組之間間隔1個時隙對 [3]。

通過觀察可以發現,和Case B類似,Case D中,偶數時隙的的前4個和后2個OFDM符號,奇數時隙的前2個和后4個OFDM符號未用于SSB。這樣的設計主要是考慮到PDCCH和PUCCH的傳輸,以及與SCS = 60 kHz的數據和控制信道共存,在此不再贅述 [3]。

3.3.5 Case E

Case E中,SCS=240 kHz,候選SSB的第一個符號在其所在半幀中的索引為{8,12,16,20,32,36,40,44}+56×n\{8,12,16,20,32,36,40,44\} + 56 \times n{8,12,16,20,32,36,40,44}+56×n,如圖3-7所示:

  • 當載波頻率在FR2內時,n=0,1,2,3,5,6,7,8n=0,1,2,3,5,6,7,8n=0,1,2,3,5,6,7,8。即,候選SSB位于某個半幀的子幀0、1、2上,每個半幀內可以傳輸最多64個SSB(Lmax=64L_{\rm max}=64Lmax?=64)。

圖3-7. Case E(參考文獻[3]中圖5-9) ?

和Case D類似,可以參考下面的公式來理解Case E:


Case D共占用8個時隙組(1個時隙組包含4個時隙,共56個OFDM符號),每個時隙組包含8個SSB。4個時隙組為一組,等于1個子幀,每組之間間隔1個時隙組 (注:時隙組為我個人為方便表達所定義,實際并無此術語)。

通過觀察可以發現,Case E中,每個時隙組的前8個OFDM符號和后8個OFDM符號未用于SSB,這主要是為了與SCS=60 kHz的數據和控制信道共存。即SCS=240 kHz的每個時隙組的前8個OFDM符號和后8個OFDM符號分別對應SCS=60 kHz的OFDM符號0、1和12、13,如下圖3-8所示。而每個時隙組中偶數時隙的前4個OFDM符號和奇數時隙的后4個OFDM符號未用于SSB,這主要是為了與與SCS=120 kHz的數據和控制信道共存。即SCS=240 kHz的每個時隙組中偶數時隙的前4個OFDM符號和奇數時隙的后4個OFDM符號分別對應SCS=120 kHz的OFDM符號0、1和12、13,如下圖3-8所示。

圖3-8. SCS=60 kHz、SCS=120 kHz和SCS=240 kHz的時隙結構(參考文獻[3]中圖5-10) ?

下表3-1對Case A ~ Case E進行了總結。表3-1總結了在不同載波頻率和SCS情況下,候選SSB在每個半幀內起始OFDM符號的索引。需要注意的是,下表3-1中的“s”(紅色部分)表示候選SSB在每個半幀內起始OFDM符號的索引。

表3-1. 不同載波頻率和SCS情況下,候選SSB在每個半幀內起始OFDM符號的索引 [7]


下圖3-9是SCS = 15 kHz,載波頻率介于3 GHz ~ 6GHz情況下的例子。

圖3-9. SSB周期、SSB突發集合及SSB圖樣示意圖(Case A) [8] ?

下圖3-10展示了一個子幀范圍內Case A ~ CaseE之間的區別和聯系。從圖3-10可以看出,每個時隙的最前面和最后面2個OFDM符號都不能用于SSB,這主要是為了數據和控制信道傳輸PDCCH和PUCCH

圖3-10. 不同SCS下的SSB時域位置(參考文獻[9]中Figure 4.32) ?

3.4 激活SSB

SSB圖樣給出的是在SSB突發集合內,SSB可能的候選位置以及SSB的最大值LmaxL_{\rm max}Lmax?。實際激活的SSB的數量可以小于LmaxL_{\rm max}Lmax?。基站通過系統消息SIB1或UE專用的RRC信令的高層參數ssb-PositionsInBurst通知給UE具體是哪些SSB被激活使用 [3]:

  • SIB1中的ServingCellConfigCommonSIB:基站通過ServingCellConfigCommonSIB中的高層參數ssb-PositionsInBurst通知用戶使用了哪些SSB,如下圖3-11所示 [8]

圖3-11. ServingCellConfigCommonSIB信令 [8] ?
  • inOneGroup :8位長度的位圖,用于指示使用了哪些SSB。0表示未使用該SSB;1表示使用該SSB,具體如下:
    • 頻帶fc≤3GHzf_{c} \leq 3~{\rm GHz}fc?3?GHz:如3.3節所述,SSB突發集合內的SSB最多為4,即Lmax=4L_{\rm max}=4Lmax?=4,因此4位足夠指示使用了哪些SSB。在該情況下,只有inOneGroup中的低(左)4位有效。
    • 頻帶3GHz<fc≤6GHz3~{\rm GHz}< f_{c} \leq 6~{\rm GHz}3?GHz<fc?6?GHz:如3.3節所述,SSB突發集合內的SSB最多為8,即Lmax=8L_{\rm max}=8Lmax?=8,因此8位足夠指示使用了哪些SSB。
    • 頻帶fc>6GHzf_{c} > 6~{\rm GHz}fc?>6?GHz:如3.3節所述,SSB突發集合內的SSB最多為64,即Lmax=64L_{\rm max}=64Lmax?=64。在該情況下,需要一個額外的字段 groupPresence 來指示使用了哪些SSB組。64個SSB可以被劃分為8個組。groupPresence的最低(左)位代表索引為0 ~ 7的SSB,次低(左)位代表索引為8 ~ 15的SSB,以此類推。0表示未使用該SSB組;1表示使用該SSB組,而inOneGroup則表示每個SSB組中哪些SSB被使用,如下圖3-12所示。

圖3-12. inOneGroup和groupPresence圖示 [8] ?

以上圖3-12為例。上圖3-12中,groupPresence={10100000}groupPresence=\{1 ~ 0 ~ 1 ~ 0 ~ 0 ~ 0 ~ 0 ~ 0\}groupPresence={1?0?1?0?0?0?0?0}inOneGroup={11000000}inOneGroup=\{1~1~0~0~0~0~0~0\}inOneGroup={1?1?0?0?0?0?0?0},表示索引為0和2的SSB組(對應的SSB集合分別為{01234567}\{0~1~2~3~4~5~6~7\}{0?1?2?3?4?5?6?7}{1617181920212223}\{16~17~18~19~20~21~22~23\}{16?17?18?19?20?21?22?23})中的第1個和第2個SSB被使用,即索引為0、1、16、17的SSB被使用。

  • UE專用RRC信令中的ServingCellConfigCommon:基站通過ServingCellConfigCommon中的高層參數ssb-PositionsInBurst通知用戶使用了哪些SSB,如下圖3-11所示 [8]
圖3-13. ServingCellConfigCommon信令 [8] ?
  • 頻帶fc≤3GHzf_{c} \leq 3~{\rm GHz}fc?3?GHzLmax=4L_{\rm max}=4Lmax?=4,因此使用4位長度的shortBitmap來指示。
  • 頻帶3GHz<fc≤6GHz3~{\rm GHz}< f_{c} \leq 6~{\rm GHz}3?GHz<fc?6?GHzLmax=8L_{\rm max}=8Lmax?=8,因此使用8位長度的mediumBitmap來指示。
  • 頻帶fc>6GHzf_{c} > 6~{\rm GHz}fc?>6?GHzLmax=64L_{\rm max}=64Lmax?=64,因此使用64位長度的longBitmap來指示。

需要注意的是,兩種方式應該一致,即ServingCellConfigCommonSIB中的ssb-PositionsInBurst應該和ServingCellConfigCommon中的ssb-PositionsInBurst指示使用的SSB應一致。


注釋:

SSB突發集合內的SSB數量與天線的波束寬度密切相關。天線發射的波束越窄,需要配置的SSB數量越多,而波束的寬度與載波頻率和天線增益有關。對于定向天線,頻率越高、增益越大、波束越窄,因此需要配置的SSB數量越多。宏基站需要通過較大的天線增益和較窄的波束實現較大的覆蓋范圍,因此需要配置的SSB數量較多;而微基站由于覆蓋范圍較小,波束較窄、波束較少,因此配置的SSB數量也較少。波束數量較多的優點是可以通過波束掃描獲得較大的覆蓋增益,缺點是增加了系統復雜性和開銷;波束較少的情況則相反。

對于配置了載波聚合的小區,SSB的數量還與小區類型有關。由于UE是在主服務小區(PCell)上進行小區搜索和隨機接入,為了較少系統開銷,輔小區可以不配置SSB,UE通過同一組小區內的主服務小區或主輔服務小區(PSCell)的SSB獲得時間和頻率同步。

另外,SSB的數量還和時隙配置有關,這是因為SSB只能配置在下行符號上 [3]。


4. SSB頻域位置

頻域上,SSB的子載波0相對公共資源塊(Common Resource Block,CRB)NCRBSSBN_{\rm CRB}^{\rm SSB}NCRBSSB?的子載波0偏移了kSSBk_{\rm SSB}kSSB?個子載波(The quantity kSSBk_{\rm SSB}kSSB? is the subcarrier offset from subcarrier 0 in common resource block NCRBSSBN_{\rm CRB}^{\rm SSB}NCRBSSB? to subcarrier 0 of the SS/PBCH block)[4],如下圖4-1所示。這里的CRB NCRBSSBN_{\rm CRB}^{\rm SSB}NCRBSSB?就是Point A部分提到的與SSB重疊的最低的公共資源塊(the lowest resource block, which overlaps with the SS/PBCH block used by the UE for initial cell selection)。NCRBSSBN_{\rm CRB}^{\rm SSB}NCRBSSB?的值通過高層參數offsetToPointA獲得,并以RB為單位來表示 [4]。

圖4-1. SSB頻域位置示意圖-1 ?

從上圖4-1可以看出,SSB與資源網格之間不一定完全對齊,之間錯開了kSSBk_{\rm SSB}kSSB?個子載波(注意單位是子載波,子載波間隔由所屬頻率范圍決定,詳見下面SSB type部分內容)。這是因為NR的數據信道和同步信道可以使用不同的子載波間隔配置。因此,SSB子載波0與Point A(即CRB 0的子載波0)之間偏移了NCRBSSB×12×CRB的子載波間隔單位+kSSB×kSSB的子載波間隔單位N_{\rm CRB}^{\rm SSB} \times 12 \times CRB的子載波間隔單位+ k_{\rm SSB} \times k_{\rm SSB}的子載波間隔單位NCRBSSB?×12×CRB+kSSB?×kSSB? kHz。

上圖4-1中的SSB type A和SSB type B的定義如下 [4]:

  • SSB type A
    • 適用FR1,SSB子載波間隔為15 kHz或30 kHz,即子載波間隔配置μ∈{0,1}\mu \in \{0,1\}μ{0,1}
    • kSSB∈{0,1,2,?,23}k_{\rm SSB} \in \{0,1,2,\cdots,23\}kSSB?{0,1,2,?,23},以15 kHz子載波間隔表示
      • kSSBk_{\rm SSB}kSSB?的4個最低有效位(Least Significant Bit,LSB)由MIB中高層參數ssb-SubcarrierOffset給出,另外1個最高有效位(Most Significant Bit,MSB)由PBCH中編碼的PBCH payload中的aˉAˉ+5\bar{a}_{\bar{A}+5}aˉAˉ+5?給出
    • NCRBSSBN_{\rm CRB}^{\rm SSB}NCRBSSB?,以15 kHz子載波間隔表示
  • SSB type B
    • 適用FR2,SSB子載波間隔為120 kHz或240 kHz,即子載波間隔配置μ∈{3,4}\mu \in \{3,4\}μ{3,4}
    • kSSB∈{0,1,2,?,11}k_{\rm SSB} \in \{0,1,2,\cdots,11\}kSSB?{0,1,2,?,11},以MIB中高層參數subCarrierSpacingCommon表示
      • kSSBk_{\rm SSB}kSSB?的4個最低有效位由MIB中高層參數ssb-SubcarrierOffset給出
    • NCRBSSBN_{\rm CRB}^{\rm SSB}NCRBSSB?,以60 kHz子載波間隔表示

如果ssb-SubcarrierOffset沒有給出,kSSBk_{\rm SSB}kSSB?可以從SSB和Point A之間的頻率差推斷出來 [4]。有關Point A、CRB NCRBSSBN_{\rm CRB}^{\rm SSB}NCRBSSB?kSSBk_{\rm SSB}kSSB?之間的關系,可參考 [10] ~ [12]。

上面的描述只是為了說明SSB在頻域上的相對位置,即SSB和CRB NCRBSSBN_{\rm CRB}^{\rm SSB}NCRBSSB?及Point A的相對位置。實際上,NR定義了同步柵格,用于指示SSB在頻域上的絕對位置,如下圖4-2所示。關于同步柵格,請參考 [13]。

圖4-2. SSB頻域位置示意圖-2 [10] ?

得到了SSB的頻域位置,我們就可以根據上述的相對位置關系反推出Point A的位置,具體可以參考 [12] [14]。

參考文獻

[1]: 3GPP TS 38.300, NR; NR and NG-RAN Overall Description; Stage 2 [2]: http://www.sharetechnote.com/html/5G/5G_SS_Block.html [3]: 5G NR物理層規劃與設計 [4]: 3GPP TS 38.211, NR; Physical channels and modulation [5]: 5G NR: the Next Generation Wireless Access Technology [6]: 3GPP TS 38.213, NR; Physical layer procedures for control [7]: http://www.sharetechnote.com/html/5G/5G_FrameStructure.html#SS_PBCH_FrequencyDomainResourceAllocation [8]: https://howltestuffworks.blogspot.com/search?q=SSB [9]: 5G NR: Architecture, Technology, Implementation, and Operation of 3GPP New Radio Standards [10]: https://blog.csdn.net/wowricky/article/details/102986189 [11]: https://blog.csdn.net/kakamilan/article/details/97616321 [12]: http://www.sharetechnote.com/html/5G/5G_ResourceBlockIndexing.html [13]: https://blog.csdn.net/Graduate2015/article/details/118736654 [14]: https://blog.csdn.net/travel_life/article/details/110038572?spm=1001.2014.3001.5501

總結

以上是生活随笔為你收集整理的【5G NR】SSB的全部內容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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