5G NR 下行同步SSB（3）-- PBCH/MIB的用途

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我们知道PBCH其实就是一个物理信道，使用Polar码进行信道编码，调制方式为QPSK。PBCH上承载着MIB消息，那么PBCH里面是否只有MIB消息？PBCH DMRS除了有助于PBCH解调还有什么重要功能？终端读完SSB是如何完成帧同步的？

首先，看看PBCH里面都承载了那些内容？

MIB其实是一个RRC层面的概念，物理信道PBCH上的内容包括23bit MIB+8 bit additional PBCH payload。
下面是38331关于MIB的定义：(看不全请左右滑动)

MIB ::= SEQUENCE {
      systemFrameNumber         BIT STRING (SIZE (6)),              6bit
      subCarrierSpacingCommon   ENUMERATED {scs15or60, scs30or120}, 1bit
      ssb-SubcarrierOffset      INTEGER (0..15),                    4it
      dmrs-TypeA-Position       ENUMERATED {pos2, pos3},            1bit
      pdcch-ConfigSIB1          PDCCH-ConfigSIB1,                   8bit
      cellBarred                ENUMERATED {barred, notBarred},     1bit
      intraFreqReselection      ENUMERATED {allowed, notAllowed},   1bit
      spare                     BIT STRING (SIZE (1))               1bit
}   （"总bit数=6+1+4+1+8+1+1+1=23bit"）

下面是38212描述的PBCH上额外加的8bit与timing相关的addition bit:

根据上面的信息，可以看出终端解完PBCH之后可以获得如下信息：

• SFN系统帧号，NR中的系统帧号是1024翻转的，因此需要10bit, 其中6bit来自MIB，4bit来自于物理层添加的额外bit
• subCarrierSpacingCommon，告诉终端子载波间隔信息Subcarrier spacing for SIB1, Msg.2/4 for initial access, paging and broadcast SI-messages
• ssb-SubcarrierOffset，即38213中所述的Kssb。Kssb表示的是一个频域间隔，是指从SSB的子载波0到与SSB重叠的Common RB的子载波0相差的频域间隔。Kssb有两个作用，第一个作用是计算CORSET0或者载波带宽频域起点过程中会用到；第二个作用就是根据Kssb的取值可以推测出当前的SSB是否配置了相关联的SIB1或者说Type0-PDCCH CSS。
  
• dmrs-TypeA-Position，用于表示第一个UL/DL的DMRS符号的时域位置
• pdcch-ConfigSIB1 其实由两部分组成，它们是controlResourceSetZero和earchSpaceZero，这两个参数主要用于确定解SIB1所需要的CORSET和CSS时频资源和监测时机。后面会有专门的专题文章介绍这两个参数如何使用。
• cellBarred 和 intraFreqReselection 这里暂且不做过多解释

再看看PBCH DMRS有什么功能？

DMRS广泛存在于NR系统的各种信道中，Demodulation Reference Signal, 顾名思义，他是帮助demodulation的。除此之外，PBCH DMRS还有一个重要的功能就是用于SSB Index的表示。
5G NR中采用TDM Beam Sweeping的方式向不同方向发射承载相同内容的SSB，这些发向不同方向的SSB会被编号。前面我们介绍过这些SSB会在一个half frame内发完，并且按照升序被标记index，从0到Lmax-1。
根据38.213，下面的叙述和表格整理了不同频段场景下SSB的最大个数，分别使用什么方法

* 对于上面这个表格，有1个不够准确的地方，不是所有的小于3GHz最大SSB个数是4。 特例就是随着2.6GHz频谱被CMCC使用，并且有配8个SSB的需求，3GPP 38213做出了如下更新以适应。

那么究竟PBCH DMRS index是如何被使用的呢？看看DMRS序列生成初始化使用的参数Cinit，可以看出基站在PBCH DMRS生成时就是利用了SSB index的2LSB或者3LSB作为初始化参数Cinit的重要输入信息，很自然终端在解调PBCH DMRS时可以反推出2LSB或者3LSB，进而得到SSB index。

最后看看终端获取了整个SSB后是如何完成下行时间同步（slot同步，帧同步的）？

借用前面讲述SSB时频资源那篇文中“SSB是如何在1个half frame内完成时域上的映射的”，如下图所示。以Sub-6G场景为例，假设终端搜索到的是SSB6，这个容易，上面讲过终端通过解PBCH DMRS可以获得beam index信息。知道了是SSB6，按照映射规则，终端可以知道SSB6所占的4个符号为符号36/37/38/39。终端通过解PBCH还可以知道这个SSB6是发生在前半帧还是后半帧，以及系统帧号是多少。在PSS解调时，获取了一个symbol有多长。有了这些信息，终端便可以轻松定位出某个SFN或者这个SFN内某个slot的边界在哪里，也就完成slot同步或者帧同步。

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