本人微信公众号GiveMe5G,欢迎订阅学习讨论!
SSB(Synchronization Signal Block)是5G NR下行同步的核心所在,包括PSS,SSS和PBCH。想了解某个信道或者信号,最好先知道它长什么样子,本文将带你了解SSB的时频资源分布是什么样子的:
1)SSB相对时频位置:PSS/SSS/PBCH在一个SSB内是如何摆放的,频域上占多少子载波,时域上占多少symbol,SSB配置在整个带宽的什么位置?
2)SSB绝对时频位置:SSB的绝对频点信息怎么获得的,SSB是在哪个slot/symbol上发送的?
先来回答第1个问题,整个SSB频域上占20个RB,时域上占用连续的4个symbol。再仔细观察下这个分布图,有何分布特点呢?
1)符号0上映射的是PSS,从子载波56到182,共127个子载波。127个子载波正常来讲需要127/12=11个RB就够了,但PSS实际上占用了12个RB,采用了10个全占RB+2个部分占的RB。这两个特殊的RB即使上图的RB4和RB15(红色虚线框标注),对于RB4,子载波48-55这8个子载波是未被占有的,56-59这4个子载波是被占有的;对于RB15,子载波180-182这3个子载波是被占用的,子载波183-191这9个子载波是未被占用的。
2)符号2上比较特殊,映射为SSS+PBCH。SSS占用的子载波方式和PSS相同。PBCH占用了符号2的8个RB,两端各4个RB。
3)符号1和3上映射的是PBCH,用满了20个RB。
既然说到了相对位置,肯定有人会想了解SSB相对整个载波的带宽的位置是什么样子的呢?是和LTE一样放在整个带宽的中心位置吗?答案是非也,5G NR支持非常灵活的SSB频域摆放,可以摆放在整个载波带宽的“任何位置”。
对于NSA组网来说,这个问题很好回答,因为SSB中心频点信息,载波的带宽和起点信息都通过RRC重配消息告诉了终端。
对于SA组网来说:终端通过搜索算法可以搜到SSB的中心频点是多少。那么为了回答上面的问题,需要进一步搞清楚整个NR载波的起点和带宽分别是什么?
a),首先要确定Point A的位置 (Point A其实是一个参考点的位置,NR里面很多位置信息的计算是以到Point A的距离来定义的)。Point A= SSB中心频点 - 10RB - Kssb - OffsetToPointA
b),根据Point A, 再确定整个载波的带宽和起点(会用到参数OffsetToCarrier以及carrierBandwidth)
c),以上用到的参数通过读取MIB和SIB1获得,这样就可以知道SSB相对整个载波带宽放到什么位置了
有关上面图中的参数可以参考下面的协议解释(摘自38211)
再来看看第2个问题,
SSB的绝对频点信息是怎么获得的?在前面问题的讨论中,我们已经知道了SSB具体的频点ARFCN信息怎么获得的。对于SA组网来说,终端通过搜索算法在指定的位置上搜索SSB,这些指定的位置被称为GSCN。这也是前面所说的“任何位置”标红的用意所在,还是有点限制的。对于NSA组网来说,SSB的频点信息会通过RRC重配消息显式的告诉终端。这也解释了为何对SA组网来说,SSB必须放到GSCN上,而NSA组网下SSB可以不用严格放到GSCN上。GSCN在频域上的间隔步长比ARFCN要大很多,这样也减少了SA终端盲搜SSB频点的工作量。
The synchronization raster indicates the frequency positions of the synchronization block that can be used by the UE for system acquisition when explicit signalling of the synchronization block position is not present. (摘自38101)
SSB会在时域上哪些slot/symbol上发送呢?38101中规定了不同band和SCS组合所对应的的SSB pattern。而这些pattern在38213中进一步给出了明确的定义。
我们知道一个小区可能配置很多个SSB,这些SSB需要在一个half frame内完成映射。以上面的Case C为例,假设基本参数为TDD 2.6G,SCS=30KHz为例。第一个符号开始的位置为:{2,8}+14n, n=0,1,2,3。通过计算可以知道这些SSB第一个符号映射的位置为{2,8,16,22,30,36,44,50}。可以看到,所有8个SBB的时域映射在一个half frame (10个slot)的前4个slot就搞定了。
SSB的广播周期可以通过SIB1或者RRC重配消息里面的ssb-periodicityServingCell来配置,如果没有参数配置,UE会假设其周期为half frame。这里要注意,对于初始小区选择时,UE会假设带有SSB的half frame的周期为2 frames,即20ms。(以下参考内容摘自38213)
A UE can be provided per serving cell by ssb-periodicityServingCell a periodicity of the half frames for reception of the SS/PBCH blocks for the serving cell. If the UE is not configured a periodicity of the half frames for receptions of the SS/PBCH blocks, the UE assumes a periodicity of a half frame. A UE assumes that the periodicity is same for all SS/PBCH blocks in the serving cell. For initial cell selection, a UE may assume that half frames with SS/PBCH blocks occur with a periodicity of 2 frames.