从系列:了解5G NR标准
马克巴尔贝里斯,MathWorks公司
此视频讨论以小区搜索开头的初始采集程序。通过获取主同步信号(PSS和SSS),您可以看到物理小区标识的时间和了解。然后,视频讨论广播频道(BCH)解码,UE如何利用相关联的解调参考信号(DMRS)的帮助,以及索引在初始波束形成采集中的作用。由BCH承载的主信息块包含关于系统信息块类型1(SIB1)的信息,UE寻找的下一条信息。
该视频然后示出了UE和GNODEB之间的随机接入过程,其使得UE在接收到SIB1之后能够进入网络。
这是我们系列的新集5G解释.在这段视频中,我们讨论了初始获取过程,包括小区搜索、广播信道解码和随机接入信道。
我们将了解单元搜索的各个阶段以及主次同步信号的作用。然后,我们将看PBCH解码来检索主信息块,以及这个过程如何支持波束扫描。金宝app恢复SSB时间索引是MIB解码的关键步骤。我们将讨论UE在MIB之后访问的下一个信息:系统信息块Type 1或SIB1。
最后,我们将看看随机接入信道和程序。
同步信号块提供具有执行帧和符号同步的能力的UE,这意味着UE可以发现下行链路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NR同步过程示例的插图来详细解释此过程。
正如我们在这一章中看到的那样5G解释关于同步信号块的系列,有三种可能的主要同步序列。UE通常并行运行三个相关器,以检测这三个可能的序列中的一个。一旦检测到峰值,已经获得了两条信息:
·正在传输哪个PSS
·SSB的时间(注意,在这一点上,UE不能告诉它检测到的SSB发生了哪一个。这个稍后会讲到。)
在这里,我们可以看到UE能够检测到发送的所有八个SSB,尽管第二个是SNR最高的SSB。它将被选择在其余的过程中。而且,对应于索引0的PSS,以蓝色为索引0被识别为在该单元中传输的那个。另外两个,橙色和红色,不要显示任何峰值。
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。在此阶段的末尾的收集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的简单进程。有一个循环,它尝试了所有336个可能性,并识别具有最大相关性的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个可能的事件,则UE确定SSB指数。你可能还记得关于同步信号块的那一集,对于7.25GHz或FR1以下的载波频率,最多可以出现8次,而FR2或毫米波传输的频率是64次。这意味着需要另一条信息来唯一确定用于FR2传输的SSB索引。
你可能会记得这个视频5G解释关于同步信号块的系列,对于FR2, MIB携带3位的时间索引。这三个比特以及使用哪个DMRS的知识,让UE确定64个可能的SSB索引中的一个。
在这里,我们看到到目前为止这个过程的更详细的视图。DMRS搜索导致信道估计和噪声估计,以及单边带索引或其3位取决于载波频率。SSB资源元素被均衡和解码,产生主信息块。您可以在MathWorks 5G工具箱中找到此过程的完整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,示出了几个块,每个块瞄准空间中几个度。右侧的代码显示了如何使用Mathworks相控阵系统工具箱生成这些波束成形向量。
让我们通过使用MathWorks 5G工具箱构建的示例更具体地了解BCH解码和波束搜索的过程。
每次SSB传输后,我们都会人为地暂停模拟,否则将会太快以至于无法实时评论。
你可以看到带有发射天线阵列的gNodeB。它将SSB的第一次出现用波束发射到它前面空间的两侧。UE位于水平方向20度左右,但我们假设没有直接的视线。gndeb和UE之间的唯一路径就是从墙上弹回的那条蓝色的路径。
UE接收具有低能量的第一传输。第二传输导致类似的结果和相关幅度。这样做,在主光束覆盖反射的位置之前,如下所示,直到第七次传输。在这种情况下,接收的能量要高得多,并且一旦所有传输完成,UE就可以用最合适的波束形成清楚地识别SSB。
作为一个侧面说明,我们将讨论在几张幻灯片RACH,但它是值得在这一点上指出的是,如果eNodeB同伙RACH场合,还是传送时间的机会,尤其SSB指数,它就可以期待RACH是在特定的时间瞬间接收到从该拾取该SSB索引作为最强的UE来。作为gNodeB知道用于该特定SSB指数其中波束成形,它可以执行接收使用相同的图案在该给定时刻以最大化接收到RACH的概率波束形成。这可以被看作是在建立gNodeB和UE之间的波束形成的初始步骤。
UE寻找的下一条信息是系统信息块1或SIB1。正如我们在关于同步信号块的集中所见,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承载,该DL-SCH是具有数据分组的相同信道。
一旦UE解码了SIB1,它就拥有了通过随机访问程序请求访问网络所需的所有信息。
RACH序言有两种可能的长度:长序言在839和短序言在139。长序言在大单元中是有用的,因为时间不确定性更大,因为更长的传播延迟。因此,长序言仅限于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。
我们希望在随机访问过程的简化概述中完成本节关于采集程序。
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。它包含了:
·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
·用于终端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。
此时,可能有几个UE在同一时间发送相同的请求,并且GnodeB无法判断它正在与之交谈的UE或UE。
因此,对RACH访问响应的响应是一个争用解决消息,它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加密的消息发回设备标识来确认争用解决消息。
识别其设备标识的UE知道它已被GnodeB确认并从现在开始使用临时RNTI。
这结束的这个情节5G解释关于初始收购程序的系列。
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