NR 5G SSB介紹

SSB概念

SSB包含了PSS，SSS，PBCH
同步信號和PBCH塊(Synchronization Signal and PBCH block, 簡稱SSB)，它由主同步信號(Primary Synchronization Signals, 簡稱PSS)、輔同步信號(Secondary Synchronization Signals, 簡稱SSS)、PBCH三部分共同組成。
通過PSS和SSS，UE可以獲得定時信息，頻偏信息，小區ID等信息；
通過PBCH可以獲得無線幀號，與空口進行對齊，以及調度SIB1的一些信息。

SSB特徵

SSB時域上共佔用4個OFDM符號，頻域共佔用240個子載波(20個PRB)，編號爲0~239，如下圖所示：
SSB的時頻結構示意圖

1、PSS位於符號0的中間127個子載波。
2、SSS位於符號2的中間127個子載波；爲了保護PSS、SSS，它們的兩端分別有不同的子載波Set 0。
3、PBCH位於符號1/3，以及符號2，其中符號1/3上佔0~239所有子載波，符號2上佔用除去SSS佔用子載波及保護SSS的子載波Set 0以外的所有子載波。
4、DM-RS位於PBCH中間，在符號1/3上，每個符號上60個，間隔4個子載波，其中子載波位置偏移爲：(其中物理小區總共爲1008個)。
5、其中PSS、SSS、PBCH及其DM-RS佔用不同的符號

PSS、SSS、PBCH及其DM-RS在SSB中佔用資源(協議38.211)如下圖所示：

注：
1) 其中和分別表示SSB內的頻域索引和時域索引；
2) 其中的含義參見上面DM-RS的描述；
3) 其中“Set 0”表示UE可假定上圖的該部分的RE被設置爲0。

SSB頻域

對於SSB頻域位置的確定，兩種確定方式：
1、 UE在沒收到顯性指示SSB頻域位置時，UE確定SSB的頻域位置
2、 UE在收到顯性指示SSB的頻域位置時，UE確定SSB的頻域位置

未搜到SIB1之前的SSB頻域位置

1. 首先根據同步柵格(同步柵格指示當不存在SSB位置的顯示信令時，UE可用於系統獲取的SSB的頻域位置(UE開機時可根據同步柵格得到SSB的大致範圍，然後進行盲搜))確定SSB的頻域位置(參考協議38.104)
   其中同步柵格定義了所有頻率，SSB的頻率位置定義爲：SSBEF，其編號爲GSCN(Global Synchronization Channel Number，簡稱GSCN)，定義所有頻率範圍的SSREF和GSCN的參數如下圖所示：
   
   2) 然後UE根據頻點(對應GSCN)得到SSB pattern(該值可得到SSB的頻域位置)，其每個頻帶的同步柵格如下圖所示
   A、對應FR1(Frequnecy Range)
   
   
   NOTE 1: SS Block pattern is defined in section 4.1 in TS 38.213 [10].

B、對應FR2(Frequnecy Range)

NOTE 1: SS Block pattern is defined in section 4.1 in TS 38.213 [10].
對於一個SSB，UE將認爲：

• 天線端口p = 4000用於傳輸PSS、SSS、PBCH及其DMRS；
• 對於PSS、SSS、PBCH及其DMRS具有相同CP長度和子載波；
• 對於SSB typeA(Sub6G)，子載波間隔(即對應15/30KHz)、的取值爲，並且以15KHz子載波間隔表示；
• 對於SSB typeB(mmWave)，子載波間隔(即對應120/240KHz)、(由高層subCarrierSpacingCommon提供的子載波間隔所表示)的取值爲，並且以60KHz子載波間隔表示；
• 資源塊的子載波0的中心與公共資源塊的子載波0的中心一致，其中子載波間隔由高層參數subCarrierSpacingCommon提供，該公共資源塊與SSB塊的第一個資源塊的子載波0重疊。
  注：
  1) 其中表示公共資源塊，即SSB所在的CRB編號，其由SIB1->ServingCellConfigCommonSIB->DownlinkConfigCommonSIB->FrequencyInfoDL-SIB->offsetToPointA參數獲得；
  2)表示公共資源塊中的子載波0到SSB的子載波0的子載波偏移，其中的低4位由MIB參數ssb-SubcarrierOffset給出；對於SSB typeA，的最高有效位由PBCH淨載荷給出。如果ssb-SubcarrierOffset沒有被高層提供，則的低4位來源於SSB和offsetToPointA之間的頻域差；
  3) 接收到SIB1後確定週期SSB的頻域位置，其SSB的週期頻域位置示意圖如下圖所示：
  

SSB時域位置

未搜到SIB1之前的SSB時域位置

根據GSCN得到了5種SSB pattern(下文的CaseA~CaseE)，其對應SSB的時域關係如下所述：
對於具有SSB的半幀(5ms)，候選SSB的數目和第一個符號索引位置根據SSB的子載波間隔確定如下(注：1)下面的case都是針對半幀而言；2){}中指示的是第1個OFDM符號位置)：

• CaseA-15KHz間隔：候選SSB的第一個符號的索引爲{2, 8} + 14*n(注：由於{}有兩個數，則每個1ms 1個slot內有2個SSB)。對於F(Frequent) <= 3GHz，n = 0,1(注：佔2個sot，{}中也是兩個數，則2ms總共有4個SSB，故Lmax = 4)。對於3GHz < F <= 6GHz，n = 0,1,2,3(即佔4個slot，4ms內Lmax = 8)。
• CaseB-30KHz間隔：候選SSB的第一個符號的索引爲{4, 8, 16, 20} + 28*n(1ms內2個slot，1 slot內有2個SSB)。對於F(Frequent) <= 3GHz，n = 0(即佔2個slot，1ms內故Lmax = 4)。對於3GHz < F <= 6GHz，n = 0,1,2,3(即佔4個slot，2ms內Lmax = 8)。
• CaseC-30KHz間隔：候選SSB的第一個符號的索引爲{2, 8} + 14*n(1ms內2個slot，1 slot內有2個SSB)。對於F(Frequent) <= 3GHz，n = 0, 1(即佔2個slot，2ms內故Lmax = 4)。對於3GHz < F <= 6GHz，n = 0,1,2,3(即佔4個slot，4ms內Lmax = 8)。
• CaseD-120KHz間隔：候選SSB的第一個符號的索引爲{4, 8, 16, 20} + 28*n，對於F > 6GHz，n = 0, 1, 2, 3, 5, 6, 7, 8, 10, 11, 12, 13, 15, 16, 17, 18(1ms內8個slot，1個slot內2個SSB，1ms佔16個SSB，共4組，則4ms內Lmax = 64)。
• CaseE-240KHz間隔：候選SSB的第一個符號的索引爲{8, 12, 16, 20, 32, 36, 40, 44} + 56*n，對於F > 6GHz，n = 0, 1, 2, 3, 5, 6, 7, 8 (1ms內16個slot，1個slot內2個SSB，1ms佔32個SSB，共2組，則2ms內Lmax = 64)。

5種SSB pattern的每個SSB的起始符號以及在不同頻率下的SSB個數如下圖所示：

• 每個子載波間隔和頻率的SSB時域的起始符號
  
  
  
  注：表中S表示不同SSB在半幀中的起始位置。
  舉例：子載波間隔爲15KHz，對應CaseA，在頻率f <= 3GHz，則1 slot中有兩個SSB，半幀中共4個SSB，從表6.5中可以得知，其4個SSB的起始符號分別爲s = 2,8,16,22，其示意圖如下圖所示：
  caseA，f <= 3GHz下的SSB時域位置示意圖
  

搜到SIB1之後的SSB時域位置

1. 首先通過SIB1得到SSB在時域的週期SIB->ServingCellConfigCommonSIB->ssb->periodicityServingCellSIB參數獲得；
2. 然後在根據上述描述5個SSB pattern的時域位置確定方式進行SSB具體的時域位置。
   A：當UE接收到第一個SSB從PBCH中得到MIB之後就確定了SIB1的位置，而接收到SIB1之後會確定之後SSB週期的頻域位置，而UE不需要去整個頻帶上進行盲檢。同時也確定了SSB在時域的週期，此時在時域上看，還是有多個候選的SSB，則在SIB1中通過SIB1->ServingCellConfigCommonSIB->ssb-PositionsInBurst參數進行描述，其描述如下圖所示：
   
   舉例說明：
   如果子載波間隔爲15KHz，頻率小於等於3GHz，對應SSB時域部分CaseA，其中SSB的個數Lmax = 4，則其其意圖如上述圖所示。
   ssb-PositionInBurst中inOneGroup高4爲有效，低4位無效，而此時頻率是小於等於3GHz的，那麼groupPresence的8bits應全爲0。假如inOneGroup的8bits = 1010 0000，UE就會去檢測第1個SSB0和SSB2，而此時UE不會去檢測SSB1和SSB3的位置。