从系列:了解5G NR标准
马克•barberi MathWorks
在此视频中,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SSS)以及广播信道(BCH)组成,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的确定。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,以及适用的重要性。最后,该视频讨论了同步信号突发,这是一组多个波束形成的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。
这是我们系列的新集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。
我们将查看其组件:同步信号和携带主信息块的广播频道。最后,我们将看一下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,它是三个可能的序列之一。PSS排在第一位,占据240块中127个资源元素。UE通常并行运行三个相关器,一个针对每个可能的序列,当它检测到其中一个时,它就知道SSB的时间。
第二组分是次级同步信号,316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。第二步标识已发送哪些SSS。PSS和SSS的组合产生了三次336或1008个可能的物理单元ID中的一个。
最后,将主信息块的广播频道或BCH具有以其基本的一组来开始启动,完成SSB。DMRS符号沿PBCH发送并以黄色显示。
完全,同步信号块总是4个OFDM符号长和240个子载波宽,而不管子载波间隔。请注意,使用240kHz的最高子载波间距时,SSB接近60MHz宽。
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,以及连接时的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,基站和UE的相对位置的第一部分信息,因为我们稍后会看到。
虽然PSS和SSS和两步电池搜索的概念与LTE相同,但有几个值得注意的差异:
·序列更长(127而不是62)。
·有更多的单元ID,因为与LTE中使用的SSS对的数量相比,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5ms。它可以更长。此外,只有一个SSS被发送,而不是一对31个可能的LTE SSS。
·最后,SSB现在可以是波束成形,如在该系列的另一集中所述5G解释说。
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,而不是尾部的卷积编码,正如我们在“下行控制信息”一集中看到的那样5克解释说系列。下面的MATLAB代码显示了如何在5G工具箱中实现该链。
我们现在想要看看有效载荷本身或MIB。
广播频道携带的信息由两部分组成。一部分,MIB,其恒定超过80ms,另一部分变为超过80ms,因此,不是MIB的真正一部分。
MIB包括用于访问单元格的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的信息,系统信息块1或SIB1
·公共资源网格的位置,其中包含SIB1
·系统帧号
·其他80毫升不同的信息包括:
·SS块索引。实际上,该信息仅存在于MMW的FR2,并且它仅包含识别SSB所需的6位。我们将在我们的初始收购程序中解释本集中内容的原因。
·其他信息,如系统帧号的4个LSB以及CRC
一旦编码,广播信道内容在映射到网格之前经历加扰和QPSK调制。该链类似于下行链路控制信道链。
在一个半框架内,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。这些事件中的每一个都可以被关闭,这意味着细胞不必传输所有这些事件。一组事件称为同步信号突发,它由一个或多个同步信号块或SSB组成。
我们已经提到,在不同的SSB发生中,BCH内容是不同的。需要理解的另一个重要点是,每种情况下的DMRS也不同。它可以是8个可能的序列中的一个。这将让UE区分这些事件,我们将在关于初始收购程序的章节中详细解释。
SSB可以用不同的副载波间隔传输,从15kHz到240kHz不等。请注意,240kHz的子载波间距适用于BCH,但不适用于数据或PDSCH,如本节5G介绍章节中所述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出现单边带的最大次数。根据载波频率的不同,FR1是4或8,但mmWave或FR2可以高达64。
在那些子载波间隔,SSB的持续时间要短得多,并且可以在相同的时间内将更多更多传输。这使得能够在MM波频率下更精细地波束成形。
这张幻灯片和下一张显示了BCH类型A到e的不同配置。对于A、B和C情况,两种配置可能最多出现4次或8次,这取决于载波频率。在每种情况下,所有的匹配都在半帧内。
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,突发适合在一个半帧或5ms内。
在LTE中,每5ms发送PSS,每10ms发送广播信道。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。
如果考虑到单边带是一个小区中唯一的始终打开的信号,您可以看到,在一些没有或低流量的5G小区中,有可能具有非常低的传输功率。这与LTE有很大的不同,LTE总是在蜂窝特定的参考信号和频繁的PSS/SSS和BCH。
由于标准说UE可以假设每20ms发生一次SSB,因此这里似乎存在一些冲突的数据。原因在于,在普通的细胞中,SSB周期性可能是20毫秒或更小,但5G NR允许细胞中的额外节省省电。这些细胞可能不被UE或至少可靠地发现,但是它们可以保留用于其他目的,例如辅助载体组分,这不是独立的。
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,正如我们刚刚看到的那样,物理小区ID,其中块被发送,其中1表示发送的块和周期性。
然后MIB内容,例如访问SIB1的信息,或者是否可访问或禁止该单元格。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,以及产生的SS突发的时频内容。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ssbtransmit位图的最后四个位设置为零,您可以选择只发送前四个块,这在3GHz下是必要的。另一方面,当操作超过3GHz时,您可以发送所有8个块。请注意,我们操作的载波频率并没有明确说明,即使高于6GHz,您也可以选择只发送几个块。
这是本集的结尾5克解释说同步信号块系列。
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