[5G][NR] SSB

1. 什么是SSB？

SSB即Synchronization Signal Block,包括PSS,SSS,PBCH。

3gpp 38.300中提供了SSB的时频资源示意图。可见，SSB中的PSS和SSS各占用1个symbol和127个子载波，PBCH占用3个symbol和240个子载波（20个RBs）。

2. SSB的时频结构

根据3gpp 38.211：

1>  SSB 用天线端口4000来发送

2>  SSB内包含的PSS,SSS,PBCH使用相同的循环前缀和SCS

3>  对于SSB typeA（sub 6G/ FR1），SCS =15KHz / 30KHz,  {0,1,2,...23}, 但要注意  和 以15KHz来计算

4> 对于SSB typeB （毫米波 / FR2），SCS = 120KHz /240KHz，   {0,1,2,...11}, 但要注意  和 以60KHz来计算

 在NSA模式中，UE可以通过RRC信令直接获得SSB的频点位置：IE: absoluteFrequencySSB.

而在SA模式中，需要通过小区搜索来获取SSB的位置。

3. 

SSB和  在不同的Frequency Range对应的子载波间隔不同，见下表：

SSB Type	SSB的SCS	的SCS	取值	的SCS
Type A (FR1)	15 / 30 KHz	15KHz	0,1,2,…,23 （由MIB中的IE:ssb-SubcarrierOffset 和PBCH Payload来共同指示）	15KHz
Type B (FR2)	120 / 240 KHz	IE: subcarrierSpacingCommon	0,1,2,…,11	60KHz

如果IE: ssb-SubcarrierOffset 不存在，则  即为SSB和Ponit A之间的频率偏差。如下图：

4. SSB的时域位置 

在5G中，每个SSB对应一个beam，我们讨论SSB的最短时间跨度为5ms，也就是半帧。一个半帧中可能存在多个SSB，我们将一个半帧中存在的一个或多个SSB称为SS Burst Set，一个SS Burst Set中的SSB包含的信息相同。

两个SS Burst Set出现的时间，也就是存在SSB的半帧出现的时间是可以配置的，成为SS Burst Set Periodicity。默认为20ms，如上图所示。

当UE初次进行小区搜索时，可以假设SSB Burst Set的周期时20ms，发送示意图如上图。

5ms内，SSB的最大个数定义为Lmax，对应不同的SCS和频率，Lmax可以为4， 8，64。 见下表。

其中，s为SSB的其实symbol。

可见：当 f<3G, Lmax=4 ;  3G

SSB的index是按照时间顺序升序排列，并且唯一的。当Lmax=4时，SSB的index依次为0，1，2，3.

5. GSCN 和 SSB频域位置的选择 

GSCN是NR中新引入的一个概念，每个GSCN对应SSB可能存在的频率。

根据38.104中的定义：

 

 

上表中 为SSB对应的频率，每个频率又对应一个GSCN。在小区搜索过程中，UE以GSCN搜索SSB的可能位置。

从上表也可以看出，GSCN在搜索时是有步长的规定的，比如对于n41来说，15KHz的子载波间隔，对应的GSCN取值范围时6246-6717，步长时3，也就意味着，6246之后，下一个搜索GSCN = 6249. 对于n71来说GSCN的间隔步长则是1.

SSB的频率是通过GSCN来搜索的，而不是ARFCN，这也就说明SSB的可能存在的频率并不是连续的，从上表中公式 = N*1200+ M*50 KHz 我们可以大致推断，SSB的搜过步长是1200KHz，并在每个间隔1200KHz处，以100KHz做更加细致的搜索。

那么从GSCN到SSB的频率，是如何选择的呢？

 举个例子，比如n71，BW =20MHz，中心频点127836，SCS=15KHz, 在这种情况下，我们计算每个GSCN （1547-1624）对应的k_ssb，列举如下。 可以发现有些GSCN计算得到的k_ssb不是整数，这些GSCN就是不符合要求的。

 计算示意图如下：

 

请输入带宽（10MHz/20MHz等）：20

请输入中心频点（MHz）：639.18     ## ARFCN = 127836

请输入CRB的SCS(15KHz/30KHz) : 15
带宽 =  19.08 MHz


符合要求的SSB中心频点值如下：
GSCN =  1547  ssb_center_freq = 619.25    k_ssb =  -8.666666666666666
GSCN =  1548  ssb_center_freq = 619.35    k_ssb =  -1.9999999999922389
GSCN =  1549  ssb_center_freq = 619.45    k_ssb =  -7.333333333325572
GSCN =  1550  ssb_center_freq = 620.45    k_ssb =  -0.6666666666589056
GSCN =  1551  ssb_center_freq = 620.55    k_ssb =  -6.0
GSCN =  1552  ssb_center_freq = 620.65    k_ssb =  -11.333333333333334
GSCN =  1553  ssb_center_freq = 621.65    k_ssb =  -4.666666666666667
GSCN =  1554  ssb_center_freq = 621.75    k_ssb =  -10.0
GSCN =  1555  ssb_center_freq = 621.85    k_ssb =  -3.333333333325572
GSCN =  1556  ssb_center_freq = 622.85    k_ssb =  -8.666666666658905
GSCN =  1557  ssb_center_freq = 622.95    k_ssb =  -1.9999999999922389
GSCN =  1558  ssb_center_freq = 623.05    k_ssb =  -7.333333333333333
GSCN =  1559  ssb_center_freq = 624.05    k_ssb =  -0.6666666666666666
GSCN =  1560  ssb_center_freq = 624.15    k_ssb =  -6.0
GSCN =  1561  ssb_center_freq = 624.25    k_ssb =  -11.333333333333334
GSCN =  1562  ssb_center_freq = 625.25    k_ssb =  -4.666666666666667
GSCN =  1563  ssb_center_freq = 625.35    k_ssb =  -9.999999999992239
GSCN =  1564  ssb_center_freq = 625.45    k_ssb =  -3.333333333325572
GSCN =  1565  ssb_center_freq = 626.45    k_ssb =  -8.666666666658905
GSCN =  1566  ssb_center_freq = 626.55    k_ssb =  -2.0
GSCN =  1567  ssb_center_freq = 626.65    k_ssb =  -7.333333333333333
GSCN =  1568  ssb_center_freq = 627.65    k_ssb =  -0.6666666666666666
GSCN =  1569  ssb_center_freq = 627.75    k_ssb =  -6.0
GSCN =  1570  ssb_center_freq = 627.85    k_ssb =  -11.333333333325573
GSCN =  1571  ssb_center_freq = 628.85    k_ssb =  -4.666666666658906
GSCN =  1572  ssb_center_freq = 628.95    k_ssb =  -9.999999999992239
GSCN =  1573  ssb_center_freq = 629.05    k_ssb =  -3.3333333333333335
GSCN =  1574  ssb_center_freq = 630.05    k_ssb =  -8.666666666666666
GSCN =  1575  ssb_center_freq = 630.15    k_ssb =  -2.0
GSCN =  1576  ssb_center_freq = 630.25    k_ssb =  -7.333333333333333
GSCN =  1577  ssb_center_freq = 631.25    k_ssb =  -0.6666666666666666
GSCN =  1578  ssb_center_freq = 631.35    k_ssb =  -5.999999999992239
GSCN =  1579  ssb_center_freq = 631.45    k_ssb =  0.6666666666744276
GSCN =  1580  ssb_center_freq = 632.45    k_ssb =  7.333333333341094
GSCN =  1581  ssb_center_freq = 632.55    k_ssb =  2.0
GSCN =  1582  ssb_center_freq = 632.65    k_ssb =  8.666666666666666
GSCN =  1583  ssb_center_freq = 633.65    k_ssb =  3.3333333333333335
GSCN =  1584  ssb_center_freq = 633.75    k_ssb =  10.0
GSCN =  1585  ssb_center_freq = 633.85    k_ssb =  4.666666666674428
GSCN =  1586  ssb_center_freq = 634.85    k_ssb =  11.333333333341095
GSCN =  1587  ssb_center_freq = 634.95    k_ssb =  6.000000000007761
GSCN =  1588  ssb_center_freq = 635.05    k_ssb =  0.6666666666666666
GSCN =  1589  ssb_center_freq = 636.05    k_ssb =  7.333333333333333
GSCN =  1590  ssb_center_freq = 636.15    k_ssb =  2.0
GSCN =  1591  ssb_center_freq = 636.25    k_ssb =  8.666666666666666
GSCN =  1592  ssb_center_freq = 637.25    k_ssb =  3.3333333333333335
GSCN =  1593  ssb_center_freq = 637.35    k_ssb =  10.000000000007761
GSCN =  1594  ssb_center_freq = 637.45    k_ssb =  4.666666666674428
GSCN =  1595  ssb_center_freq = 638.45    k_ssb =  11.333333333341095
GSCN =  1596  ssb_center_freq = 638.55    k_ssb =  6.0
GSCN =  1597  ssb_center_freq = 638.65    k_ssb =  0.6666666666666666
GSCN =  1598  ssb_center_freq = 639.65    k_ssb =  7.333333333333333
GSCN =  1599  ssb_center_freq = 639.75    k_ssb =  2.0
GSCN =  1600  ssb_center_freq = 639.85    k_ssb =  8.666666666674427
GSCN =  1601  ssb_center_freq = 640.85    k_ssb =  3.3333333333410944
GSCN =  1602  ssb_center_freq = 640.95    k_ssb =  10.000000000007761
GSCN =  1603  ssb_center_freq = 641.05    k_ssb =  4.666666666666667
GSCN =  1604  ssb_center_freq = 642.05    k_ssb =  11.333333333333334
GSCN =  1605  ssb_center_freq = 642.15    k_ssb =  6.0
GSCN =  1606  ssb_center_freq = 642.25    k_ssb =  0.6666666666666666
GSCN =  1607  ssb_center_freq = 643.25    k_ssb =  7.333333333333333
GSCN =  1608  ssb_center_freq = 643.35    k_ssb =  2.000000000007761
GSCN =  1609  ssb_center_freq = 643.45    k_ssb =  8.666666666674427
GSCN =  1610  ssb_center_freq = 644.45    k_ssb =  3.3333333333410944
GSCN =  1611  ssb_center_freq = 644.55    k_ssb =  10.0
GSCN =  1612  ssb_center_freq = 644.65    k_ssb =  4.666666666666667
GSCN =  1613  ssb_center_freq = 645.65    k_ssb =  11.333333333333334
GSCN =  1614  ssb_center_freq = 645.75    k_ssb =  6.0
GSCN =  1615  ssb_center_freq = 645.85    k_ssb =  0.6666666666744276
GSCN =  1616  ssb_center_freq = 646.85    k_ssb =  7.333333333341094
GSCN =  1617  ssb_center_freq = 646.95    k_ssb =  2.000000000007761
GSCN =  1618  ssb_center_freq = 647.05    k_ssb =  8.666666666666666
GSCN =  1619  ssb_center_freq = 648.05    k_ssb =  3.3333333333333335
GSCN =  1620  ssb_center_freq = 648.15    k_ssb =  10.0
GSCN =  1621  ssb_center_freq = 648.25    k_ssb =  4.666666666666667
GSCN =  1622  ssb_center_freq = 649.25    k_ssb =  11.333333333333334
GSCN =  1623  ssb_center_freq = 649.35    k_ssb =  6.000000000007761
GSCN =  1624  ssb_center_freq = 649.45    k_ssb =  0.6666666666744276

 

20MHz带宽，在SCS = 15KHz的情况下，对应的RB = 106个（参考38.104中tabel5.3.2-1），106个RB对应的实际带宽 = 106*12*15KHz = 19080KHz = 19.08MHz， 从而得到20MHz对应的频率最低点 为629.64MHz

 计算流程如下：