从系列:了解5G NR标准
马克巴尔贝里斯,MathWorks公司
这个视频讨论了从细胞搜索开始的初始获取过程。通过获取主要和次要同步信号(PSS和SSS),您可以看到时间和物理单元标识的知识。视频接着讨论广播信道(BCH)解码,UE如何在相关解调参考信号(DMRS)的帮助下确定同步信号块索引,以及索引在初始波束形成采集中的作用。BCH携带的主信息块包含关于系统信息块类型1 (SIB1)的信息,这是UE寻找的下一个信息片段。
然后,视频演示了UE和gNodeB之间的随机访问过程,这使UEs能够在接收到SIB1之后访问网络。
这是我们系列的新一集5G解释。在这段视频中,我们讨论了初始采集过程,包括小区搜索,解码广播信道和随机存取信道。
我们将看细胞搜索的阶段和主要和次要同步信号的作用。然后,我们将看PBCH解码检索主信息块,以及这个过程如何支持波束扫描。金宝app恢复单边带时间指数是实现单边带解码的关键步骤。我们将讨论UE在MIB之后访问的下一条信息:系统信息块类型1或SIB1。
最后,我们将看看随机接入信道和程序。
同步信号块为UE提供了执行帧和符号同步的能力,这意味着UE可以发现下行5G信号的存在,并开始理解它。
存在和定时已经建立之后,UE解码广播信道,并读取主信息块的内容。A面片的信息可被收集是SSB索引,这有助于确定用于gNodeB和UE之间的通信的合适的光束。
我将使用MathWorks 5G工具箱中的NR同步过程示例来详细解释这一过程。
正如我们在这节课中看到的5G解释关于同步信号块系列,有三种可能的主同步序列。UE通常并行运行三个相关器来检测这三个可能的序列中的一个。一旦检测到一个峰值,就会得到两条信息:
·正在传输哪个PSS
·单边带的时间(注意,此时,UE无法判断它已检测到哪个单边带出现。这是以后的事了。)
在这里,我们可以看到,UE已经能够检测到已发送的所有八个办学团体,虽然第二个是一个最高的SNR。将选择的过程的其余部分。此外,对应于索引为0,在蓝色的PSS时,清楚地认识到在本小区发送的一个。另外两个,橙色和红色,不显示任何峰值。
有336个可能辅同步序列,但是,在这一点上,SSS的定时是已知的。所以,这些相关性必须只运行一次。这个阶段确定哪个SSS被发送。在此阶段的末尾收集的信息的主要部分是物理小区ID,其为3倍SSS加上PSS,0和1007这一步示出了对于序列号34非常清晰的峰作为结果之间的值,在该小区中的物理小区ID是3次34加0,或102。
MATLAB代码显示了确定SSS的简单过程。有一个循环会尝试所有336种可能性,并识别相关性最大的SSS。
各SSB带有一个实现的物理广播信道和相关联的DMRS的。小区ID的知识是重要的解调BCH的,因为它使得UE能够生成用于信道估计的权利DMRS。一旦BCH已经被解调,主信息块和SSB指数是已知的。接下来的几张幻灯片解释BCH解调的不同步骤
PBCH的每次出现时具有不同的DMRS,其取决于SSB块索引。UE接收机因此试图找出哪一个被用于一个特定的SSB接收发送的DMRS,并且确定的所有四个或八个可能的版本。
在右侧的MATLAB代码展示了如何建立一个SSB配置。
在此过程中,如果有多达8次的可能发生,UE将确定SSB索引。正如你可能记得的关于同步信号的插曲,对于一个低于7.25GHz或FR1的载波频率,可以有多达8次出现,而对于FR2或毫米波传输,这个数字是64次。这意味着需要另一条信息来为FR2传输唯一地确定SSB索引。
你们可能还记得这个视频5G解释关于同步信号块的系列,对于FR2, MIB携带3位时间索引。这三位连同使用了哪些DMRS的知识,让UE从64个可能的SSB索引中确定一个。
在这里,我们可以看到到目前为止更详细的过程。dmr搜索导致信道估计和噪声估计,以及SSB指数或其3位取决于载频。SSB资源元素被均衡和解码,产生主信息块。您可以在MathWorks 5G工具箱中找到这个过程的完整MATLAB代码。
虽然标准没有明确强制它,它被广泛预期每个SSB出现将不同的图案被波束成形。这使得gNodeB扫描的空间和目标能在连续的方向。记住这一点,与毫米波频率,梁变得更窄,但5G标准规定最多64次可能出现而不是8这意味着,有可能使用高方向性天线的预编码器来扩展PBCH覆盖。
这里,有几个块显示,每个目标在空间的几度。右边的代码展示了如何使用MathWorks相控阵系统工具箱生成这些波束形成向量。
让我们通过一个使用mathwork5g工具箱构建的示例来更具体地了解BCH解码和波束搜索的过程。
我们人为地在每次SSB传输后暂停模拟,否则会太快而无法实时评论。
你可以看到诺斯德布与发射天线阵列。它将SSB的第一次发生用光束传送到它前面的空间的两侧。UE位于离水平方向约20度的位置,但我们假设没有直接的视线。唯一的路径之间的gNodeB和UE是一个反弹的墙上显示的蓝色。
UE以低能量接收第一次传输。第二次传输得到类似的结果和相关振幅。接下来的几次也是如此,直到第七次透射,主光束覆盖了反射的位置。在这种情况下,接收的能量要高得多,一旦所有的传输完成,UE可以清楚地识别出最适合波束形成的SSB。
边注,我们将讨论瑞秋几张幻灯片,但值得注意的是在这一点上,如果eNodeB associates瑞秋的场合,或传输时间的机会,与一个特定的单边带指数,它可以期待瑞秋在特定时间即时收到来自一个问题,选择了单边带索引是最强的。当gNodeB知道针对特定的SSB指数使用了哪种波束形成时,它可以在给定的时间瞬间使用相同的模式来执行接收波束形成,以最大限度地提高接收RACH的概率。这可以看作是在gNodeB和UE之间建立波束形成的第一步。
UE寻找的下一个信息片段是系统信息块1或SIB1。正如我们在关于同步信号块的那一集中看到的,主信息块包括定位和解码SIB1所需的所有元素。注意,SIB1由DL-SCH携带,它与携带数据包的通道相同。
一旦UE解码了SIB1,它就拥有了通过随机访问过程请求访问网络所需的所有信息。
RACH的序文有两种可能的长度:长序文在839,短序文在139。长序文是有用的在大单元,因为时间不确定性较大,因为更长的传播延迟。因此,长序言被限制在6ghz以下的5G传输。
简短的序言适用于所有可能的5G频率。
我们不打算进入的不同RACH格式的所有细节,但是这是好事,要知道,不同的格式存在,这在OFDM符号,循环前缀长度和保护时间的不同而不同。关于哪些格式使用信息由SIB1携带。
我们想用一个对随机存取过程的简单概述来结束关于获取过程的这一节。
UE通过发送一个RACH使得它的存在已知的网络。所述gNodeB回复通过发送由PDSCH携带的RACH接入响应。它包含:
·A定时提前用于所述UE向调整它的定时
·A临时RNTI或无线网络临时标识
·UE确认访问响应的调度授权
UE能够发现和解码访问响应,因为响应使用一个被称为RA-RNTI的保留RNTI。有关使用RNTIs识别控制信息的讨论,请参阅关于下行控制信息的章节。
在这一点上,可能有几个问题在同一时间发送相同的请求,并且gNodeB不能告诉哪个UE或问题它正在交谈。
因此,对RACH访问响应的响应是一个争用解决消息,使用访问响应中提供的调度授权,通过PUSCH或数据携带通道发送。
在最后一步中,gNodeB通过用临时RNTI加密的消息发送回设备标识来确认争用解决消息。
识别其设备身份的UE知道它已经被gNodeB承认,并从现在开始使用临时RNTI。
这结束的这个情节5G解释关于初始获取程序的系列。
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