5G解释:5G NR的同步信号块
从系列中:5 g教程
在本视频中,您将了解5G新无线电(NR)中的同步信号块(SSB)。SSB由主同步信号(PSS)和从同步信号(SSS)以及广播通道(BCH)组成,其中包括主信息块(MIB)。PSS支持帧同步,并与SSS一起确定物理单元ID。MIB包含试图接入网络的终端的基本信息,例如下一条信息的位置和格式:系统信息块类型1或SIB1。您将了解SSB的编码和调制链,以及适用的数字命理学。最后,视频讨论了同步信号爆发,这是一组多个波束形成的ssb,以及它们的周期性。该视频还展示了使用5G Toolbox™生成SSB的示例。
这是我们系列的新一集5克解释说.在本视频中,我们讨论了5G新无线电中的同步信号块或SSB。
我们将研究它的组成部分:同步信号和广播通道,后者携带主信息块。最后,我们将看看块重复模式和组织作为爆发。
同步块有助于初始同步。它由三个部分组成。
SSB的第一个组件是主同步信号,它是三种可能的序列之一。PSS优先,占据240块中127个资源元素的中心。UE通常并行运行三个相关器,其中一个调优到每个可能的序列,当它检测到其中一个时,它就知道SSB的时间。
第二个组件是辅助同步信号,它是336个可能序列中的一个。SSS出现在两个OFDM符号之后,同样占据了中心127个资源元素。第二步确定发送了哪个SSS。PSS和SSS的组合产生3倍的336或1008个可能的物理单元id。
最后,广播通道或BCH(它携带主信息块及其基本信息集来开始)完成SSB。DMRS符号沿PBCH发送,并以黄色显示。
总的来说,同步信号块总是4个OFDM符号长和240个子载波宽,而不考虑子载波间距。请注意,当使用240kHz的最高子载波间距时,SSB的宽度接近60MHz。
SSB通常不是只发送一次,而是在几乎重复的SSB中爆发。我们将在本视频的后面详细讨论。SSB的主要用途是初始同步和单元搜索,以及连接时对相邻单元的单元搜索。它还提供了关于合适波束形成的第一个信息,换句话说,基站和UE的相对位置,我们将在后面看到。
虽然PSS和SSS以及两步单元搜索的概念与LTE相同,但有一些差异值得注意:
·序列更长(127而不是62)。
·有更多的小区id,因为与LTE中使用的SSS对数量相比,有更多可能的SSS。
·调度有很大的不同,因为PSS、SSS和PBCH总是作为一个块一起发送。PSS的重复间隔不再是5毫秒。它可以更长。此外,与LTE中可能发送31个SSS相比,只发送一个SSS。
·最后,SSB现在可以波束形成,正如本系列的另一集所解释的那样5克解释说。
广播通道的作用是承载主信息块或MIB。广播通道映射到物理广播通道,物理广播通道作为同步信号块(SSB)的一部分传输。
与LTE相比,处理链的主要区别是使用极性编码而不是咬尾卷积编码,正如我们在“下行链路控制信息”一集中看到的那样5克解释说系列。下面的MATLAB代码展示了如何在5G工具箱中实现这个链。
现在我们想看一下负载本身或MIB。
广播频道所承载的信息由两部分组成。其中一部分是MIB,它在80ms内保持不变,而另一部分则在80ms内发生变化,因此它不是MIB的一部分。
MIB包括试图访问cell的UE的基本参数和信息:
·单元格是否可访问?
·关于在哪里找到下一条信息的信息,即系统信息块1或SIB1
·公共资源网格的位置,其中携带SIB1
·系统帧号
·其他超过80ms的信息包括:
·SS块索引。实际上,这条信息只存在于毫米波的FR2中,它只包含识别SSB所需的6位中的3位。我们将在关于初始收购程序的章节中解释这一内容的原因。
·系统帧号的4个lsb、CRC等其他信息
一旦编码,广播频道内容在映射到网格之前经历置乱和QPSK调制。该链类似于下行链路控制通道链。
在一个半帧内,也就是5毫秒内,出现了大量的SS块。请注意,因为每个块的置乱代码依赖于块索引,所以这些出现并不相互重复。
广播信道可以出现在帧的上半部分或下半部分。它的位置由半帧位表示,这是BCH内容的一部分。这些信号中的每一个都可以被关闭,这意味着细胞不一定会传递所有信号。一组同步信号突发被称为同步信号突发,它由一个或几个同步信号块或SSB组成。
我们已经提到,在不同的SSB发生情况下,BCH含量是不同的。需要理解的另一个重要点是,每次事件中的DMRS也是不同的。它可以是八种可能的序列之一。这将让UE区分这些事件,这将在我们关于初始获取程序的章节中更详细地解释。
SSB可以用不同的子载波间距进行传输,范围从15kHz到240kHz。请注意,240kHz的子载波间距可用于BCH,但不适用于数据或PDSCH,如5G介绍章节所述5克解释说系列。此外,60kHz从未用于BCH。
请记住,无论子载波间距如何,SSB总是占用240个子载波。这意味着它的带宽随着子载波间距的增加而增加,但与此同时,它的持续时间缩短。
此幻灯片上的表格显示了同步信号突发中SSB的最大出现次数。对于FR1,它是4或8,取决于载频,但对于毫米波或FR2,它可以高达64。
在这些子载波间隔上,SSB的持续时间要短得多,并且在相同的时间内可以传输更多的SSB。这使得毫米波频率的波束形成更精细。
这张幻灯片和下一张幻灯片显示了BCH类型A到e的不同配置。对于情况A, B和C,可能有两种配置,最大出现次数为4或8,这取决于载波频率。在每种情况下,所有事件都符合一个半框架。
对于情况D和E,一个同步信号爆发的最大出现次数总是64,在这里,爆发也符合半帧或5ms。
在LTE中,PSS每5毫秒传输一次,而广播信道每10毫秒传输一次。在5G NR中,两者的周期是相同的,但它的值可以低至5ms,高至160ms。
如果您考虑SSB是蜂窝中唯一的始终打开信号,您可以看到在一些没有或低流量的5G蜂窝中可能具有非常低的传输功率。这与LTE有很大的不同,LTE总是在特定细胞的参考信号上,经常有PSS/SSS和BCH。
由于标准说UE可以假设每20毫秒发生一次SSB,这里似乎有一些相互冲突的数据。原因是,在普通电池中,SSB周期可能为20毫秒或更短,但5G NR可以额外节省电池电量。这些单元可能不会被UE发现,或者至少不可靠,但它们可能被保留用于其他目的,例如次要载波组件,这并不意味着是独立的。
在这里,您可以看到如何在MathWorks 5G工具箱中设置SSB。参数包括块重复模式(正如我们刚才看到的)、物理单元ID(传输哪些块,其中1表示传输块)以及周期性。
然后是MIB的内容,比如要访问SIB1的信息,或者该单元是可访问的还是被禁止的。最后一行生成同步信号突发。
在这里,您可以看到两个设置示例,以及SS爆发的时频内容。这些图片应该很熟悉,因为我们在这个视频中一直在用它们。您可以看到,通过将SSBTransmitted位图的最后四位设置为零,您可以选择只发送前四个块,这在3GHz下是必要的。另一方面,当工作频率超过3GHz时,你可以发送所有8个区块。请注意,我们操作的载波频率并没有明确说明,您可以选择仅发送高于6GHz的几个块。
这一集到此结束5克解释说系列上的同步信号块。
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