5G NR中的SSB的时频位置分析

在5G NR中,主同步信号(PSS)、辅同步信号(SSS)和PBCH共同构成一个SSB(SS/PBCH block)。
在时域中,SS / PBCH块由4个OFDM符号组成,在SS / PBCH块内从0到3递增的顺序进行编号。
在频域上,SS / PBCH块由240个连续的子载波组成(即20个PRB),子载波编号从0到239顺序递增。在这里插入图片描述
其中PSS、SSS和PBCH及其相关的DMRS被映射到表7.4.3.1-1所示的符号上。
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如表所示,每个SSB中PSS/SSS/PBCH的时/频域位置信息为:
-PSS:时域上位于SSB块中第0个OFDM符号的位置,频域占据第56到182之间的126个子载波。
-SSS:时域上位于SSB块中第2个OFDM符号的位置,频域占据第56到182之间的126个子载波。
-PBCH:
• 占用SSB块中第1个和第3个OFDM符号位置时,频域占据第0到239之间的240个子载波;
• 占用SSB块中第2个符号位置时,频域占据第0到47以及第192到239之间的96个子载波。
表中 “Set to 0” 表示RE的复值符号被设置为零。也就是说,SSB中的第0个符号上,第055和183239个子载波用作保护带,不能使用;SSB中的第2个符号上,第4855和183191个子载波用作保护带,不能使用。
PBCH信号与其所对应的DMRS信号之间采用频率复用方式。表中的计算公式为
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这意味着PBCH所对应的DMRS的位置与小区号有关。
在SSB中第1和3个符号上,PBCH占据240个子载波,其中每隔4个子载波存在1个DMRS信号,而DMRS信号的起始位置取决于小区号与4之间求模的结果v。
符号2上,不同v的取值下,对应子载波编号的起始和终止位置以及取值范围不同,但是其位置排布关系相类似。
PBCH及DMRS之间关系如下图所示,该图摘自www.sharetechnote.com。
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时域上,SSB只位于某些特定的符号位置上,其特点如下:
- 半帧即5ms内,SSB的数目和位置根据子载波间隔和频段来计算确定。
- 半帧即5ms内的多个SSB 形成ss burst set。
- ss burst set以一定的周期进行发送。

如果半帧(即5ms)中存在SS/PBCH,则SS/PBCH块的数目以及各个SS/PBCH块的起始符号受子载波间隔和频段的限制和影响。具体设计原则如下。

情况A:子载波间隔15kHz。
SSB所在的首个符号的索引是 {2,8} + 14n。载波频率f <= 3GHz时,n=0和1;载波频率3GHz <f <= 6GHz时,n=0、1、2和3。
情况B:子载波间隔30kHz。
SSB所在的首个符号的索引是 {4,8,16,20} + 28
n。载波频率f <= 3GHz时,n=0;载波频率3 GHz < f <= 6GHz时,n=0和1。
情况C:子载波间隔30kHz。
SSB所在的首个符号的索引是 {2,8} + 14n。载波频率f <= 3GHz时,n=0和1;载波频率3GHz <f <= 6GHz时,n=0、1、2和3。
情况D:子载波间隔120kHz。
SSB所在的首个符号的索引是 {4,8,16,20} + 28
n。载波频率f > 6GHz时,n=0、1、2、3、5、6、7、8、10、11、12、13、15、16、17和18。
情况E:子载波间隔240kHz。
SSB所在的首个符号的索引是 {8,12,16,20,32,36,40,44} + 56*n。 载波频率f > 6GHz时,n=0、1、2、3、5、6、7和8。

下图简单表示了不同情况下的SSB在半帧中所占用的时隙数,摘自Keysight文档。
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根据以上设计原则举例进行计算。假设为情况C,子载波间隔为30KHz,频率为3~6GHz,则n = 0、1、2和3,起始符号编号 = {2,8}+14*n。计算如下:

  • n =0时,起始符号编号 = {2,8}+14*0 = {2,8}。该时隙中有2个SSB,起始符号分别为2和8。

  • n =1时,起始符号编号 = {2,8}+141 = {2+141,8+14*1} = {16,22}。该时隙中有2个SSB,起始符号分别为16和22。

  • n =2时,起始符号编号 = {2,8}+142 = {2+142,8+14*2} = {30,36}。该时隙中有2个SSB,起始符号分别为30和36。

  • n =3时,起始符号编号 = {2,8}+143 = {2+143,8+14*3} = {44,50}。该时隙中有2个SSB,起始符号分别为44和50。

由此可知,半帧范围内SSB总共占用4个时隙,每个时隙中各有2个SSB,故SSB总数(L)为8 ,SSB的起始符号编号分别为 {2,8,16,22,30,36,44,50}。

对于30KHz来说,每个时隙的长度为0.5ms,每个子帧中包含2个时隙,每个时隙中的符号数为14个,故每5ms的半帧中包含140个符号。其中,8个SSB所占的符号总数为32个。SSB的分布示意图如下,该图摘自www.sharetechnote.com。
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<6GHz下,SSB的分布示意图如下,该图摘自Keysight文档。
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6GHz的情况下SSB的示意图如下,该图摘自Keysight文档。

根据TS38.331可知,将64个SSB分为8组,每组包含8个SSB。

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每半帧中的多个SSB组成ss burst set,并按照一定的周期进行传送。
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其周期由参数ssb-periodicityServingCell来配置,取值范围为{ms5,ms10, ms20, ms40, ms80, ms160, spare1, spare2}。UE假定服务小区中所有的SS/PBCH块的周期是相同的。如果没有为UE配置接收SSB的周期,则UE假设SS/PBCH块的接收周期为1个半帧。
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转载自blog.csdn.net/dear_father/article/details/101368122