从系列:了解5G NR标准
在此视频中,您将在5G新无线电(NR)中了解同步信号块(SSB)。SSB包括主同步信号(PSS和SSS)以及广播信道(BCH),其包括主信息块(MIB)。PSS启用帧同步,以及与SSS一起确定物理小区ID。MIB包含试图进入网络的UE的必要信息,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,以及适用的数量。最后,该视频讨论了同步信号突发,这是一组多个波束成形的SSB和它们的周期性。该视频还显示了具有5G工具箱™的SSB生成的示例。
这是我们系列节目的新一集5克解释说。在此视频中,我们在5G新无线电中讨论同步信号块或SSB。
我们将看看它的组成部分:同步信号和广播信道,它携带主信息块。最后,我们将看看块重复模式和组织作为突发。
同步块帮助进行初始同步。它由三个部分组成。
单边带的第一个分量是主同步信号,它是三种可能序列之一。PSS排在首位,占据了240个区块的127个资源要素。UE通常并行运行三个相关器,其中一个调谐到每一个可能的序列,当它检测到其中一个时,它知道单边带的时间。
第二组分是次级同步信号,其中336个可能的序列中的一个。SSS稍后来自两个OFDM符号,并且还占据中心127资源元素。第二步识别已发送哪些SSS。PSS和SSS的组合产生了三倍336或1008个可能的物理单元ID中的一个。
最后,广播信道(BCH)完成SSB,它携带主信息块及其启动所需的基本信息集。DMRS符号沿PBCH发送,并用黄色表示。
总之,不管子载波间距如何,同步信号块总是4个OFDM符号长,240个子载波宽。注意,当使用最高副载波间距240kHz时,单边带宽度接近60MHz。
SSB通常不会仅发送一次,但在几乎重复SSB的突发中。我们稍后会在此视频中更详细地讨论它。SSB的主要用途是初始同步和小区搜索,以及连接时相邻小区的小区搜索。它还提供了关于合适的波束成形或换句话说的第一信息,或者换句话说,基站和UE的相对位置,因为我们稍后会看到。
虽然PSS和SSS以及两步蜂窝搜索的概念与LTE相同,但也有一些值得注意的区别:
·序列更长(127而不是62)。
·有更多的cell id,因为与LTE中使用的SSS对的数量相比,可能的SSS更多。
·由于PSS, SSS和PBCH总是作为一个块一起发送,所以调度是非常不同的。PSS的重复间隔不再是5ms。它可以更长。此外,只发送一个SSS,而不是一对31个可能的SSS在LTE。
·最后,SSB现在可以像本系列的另一集解释的那样波束形成5G解释。
广播频道的目的是携带主信息块或MIB。广播信道被映射到物理广播信道,其作为同步信号块(SSB)的一部分发送。
与LTE相比,处理链的主要区别在于使用了极性编码而不是尾咬卷积编码,正如我们在“下行控制信息”这一集看到的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。
现在我们想看看有效负载本身或MIB。
广播信道所携带的信息由两部分组成。一部分是MIB,它在80ms内是不变的,另一部分在80ms内是变化的,因此,它实际上不是MIB的一部分。
MIB包括试图访问单元格的UE的基本参数和信息:
·细胞是否可访问?
·关于在哪里找到下一条信息、系统信息块1或SIB1的信息
·公共资源网格的位置,其中携带SIB1
·系统框架号
·其他80毫秒不等的信息包括:
·SS块索引。实际上,这条信息仅存在于MMW的FR2,并且它仅包含识别SSB所需的6位。我们将解释我们关于初始收购程序的集中内容的原因。
·其他信息,如系统帧号的4个LSB以及CRC
编码后,广播频道内容在映射到网格之前要经过置乱和QPSK调制。这个链类似于下行控制信道链。
在一个半帧内,含有5ms的半帧,有许多SS块出现。注意,因为每个块的扰码取决于块索引,所以这些事件彼此不重复。
广播频道可以出现在帧的前半部分或后半部分。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切断,这意味着细胞并不一定会传递所有信号。一组事件被称为同步信号突发,它由一个或几个同步信号块或单边带组成。
我们已经提到,在不同的SSB发生中BCH的含量是不同的。需要理解的另一个要点是,每次出现的DMRS也是不同的。它可以是八种可能的序列之一。这将让UE区分这些情况,我们将在关于初始获取程序的章节中进行更详细的解释。
SSB可以用不同的副载波间隔传输,范围从15kHz到240kHz。请注意,这种240kHz的副载波间距适用于BCH,但不适用于数据或PDSCH,正如本节5G介绍章节中解释的那样5克解释说系列。此外,60kHz从来不用于BCH。
请记住,无论子载波间隔,SSB始终占用240个子载波。这意味着它的带宽随着子载波间隔的增加而增加,但同时,其持续时间缩小。
这张幻灯片上的表格显示了同步信号突发中单边带的最大出现次数。对于FR1,它是4或8,取决于载波频率,但对于mmWave或FR2,它可以高达64。
在这些副载波间隔,单边带的持续时间要短得多,而且在相同的时间内可以发射更多的单边带。这使得在毫米波频率下可以更好地形成波束。
这张幻灯片和下一张幻灯片显示了从A到e的BCH类型的不同配置。对于A、B和C情况,可能有两种配置,根据载波频率的不同,最多出现4次或8次。在每一种情况下,所有的出现都在半帧内。
对于病例d和e,一个同步信号突发中的最大出现次数始终为64,这里也是如此,突发在一个半帧或5ms内配合。
在LTE中,每隔5ms发送PSS,而广播信道被发送每10ms。在5G NR中,两者的时段都是相同的,但它可以将值低至5ms,高达160ms。
如果考虑到SSB是小区中唯一始终在线的信号,可以看到,在一些没有流量或流量较低的5G小区中,有可能存在非常低的传输功率。这与LTE有很大的不同,LTE总是使用特定的蜂窝参考信号,频繁的PSS/SSS和BCH。
正如标准所说,UE可以假定SSB每20ms发生一次,这里似乎有一些矛盾的数据。原因是,在普通单元中,SSB周期可能为20毫秒或更少,但5G NR允许单元中额外的省电。这些细胞可能不会被UE发现,或者至少是不可靠的,但它们可能被保留用于其他目的,如二级载波组件,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,传输的块,其中1表示传输的块,以及周期。
然后是MIB内容,例如访问SIB1的信息,或者cell是否可访问或被禁止。最后一行产生同步信号突发。
在这里,您可以看到两个设置示例,以及SS突发的结果时频内容。这些图片应该很熟悉,因为我们一直在这个视频中使用它们。您可以看到,通过将ssbtransmitting位图的后四位设置为零,您可以选择只发送前四个块,这在3GHz下是必要的。另一方面,当运行在3GHz以上时,您可以发送所有8个块。请注意,我们工作的载波频率并没有明确说明,即使在6GHz以上,您也可以选择只发送几个块。
这是本集的结尾5克解释说在同步信号块上串联。
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