5G NR 下行同步SSB(3)—PBCH/MIB的用途
更新日期:2020-09-06 10:58  5G  点击:

我们知道PBCH其实就是一个物理信道,使用Polar码进行信道编码,调制方式为QPSK。PBCH上承载着MIB消息,那么PBCH里面是否只有MIB消息?PBCH DMRS除了有助于PBCH解调还有什么重要功能?终端读完SSB是如何完成帧同步的?

首先,看看PBCH里面都承载了哪些内容?

MIB其实是一个RRC层面的概念,物理信道PBCH上的内容包括23bit MIB+8 bit additional PBCH payload。

下面是38331关于MIB的定义:(看不全请左右滑动)

MIB ::= SEQUENCE {

systemFrameNumber BIT STRING (SIZE (6)), 6bit

subCarrierSpacingCommon ENUMERATED {scs15or60, scs30or120}, 1bit

ssb-SubcarrierOffset INTEGER (0..15), 4it

dmrs-TypeA-Position ENUMERATED {pos2, pos3}, 1bit

pdcch-ConfigSIB1 PDCCH-ConfigSIB1, 8bit

cellBarred ENUMERATED {barred, notBarred}, 1bit

intraFreqReselection ENUMERATED {allowed, notAllowed}, 1bit

spare BIT STRING (SIZE (1)) 1bit

} ("总bit数=6+1+4+1+8+1+1+1=23bit")

下面是38212描述的PBCH上额外加的8bit与timing相关的addition bit:

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根据上面的信息,可以看出终端解完PBCH之后可以获得如下信息:

SFN系统帧号,NR中的系统帧号是1024翻转的,因此需要10bit, 其中6bit来自MIB,4bit来自于物理层添加的额外bit subCarrierSpacingCommon,告诉终端子载波间隔信息Subcarrier spacing for SIB1, Msg.2/4 for initial access, paging and broadcast SI-messages ssb-SubcarrierOffset,即38213中所述的Kssb。Kssb表示的是一个频域间隔,是指从SSB的子载波0到与SSB重叠的Common RB的子载波0相差的频域间隔。Kssb有两个作用,第一个作用是计算CORSET0或者载波带宽频域起点过程中会用到;第二个作用就是根据Kssb的取值可以推测出当前的SSB是否配置了相关联的SIB1或者说Type0-PDCCH CSS。 dmrs-TypeA-Position,用于表示第一个UL/DL的DMRS符号的时域位置 pdcch-ConfigSIB1 其实由两部分组成,它们是controlResourceSetZero和earchSpaceZero,这两个参数主要用于确定解SIB1所需要的CORSET和CSS时频资源和监测时机。后面会有专门的专题文章介绍这两个参数如何使用。 cellBarred 和 intraFreqReselection 这里暂且不做过多解释 再看看PBCH DMRS有什么功能?

DMRS广泛存在于NR系统的各种信道中,Demodulation Reference Signal, 顾名思义,他是帮助demodulation的。除此之外,PBCH DMRS还有一个重要的功能就是用于SSB Index的表示。

5G NR中采用TDM Beam Sweeping的方式向不同方向发射承载相同内容的SSB,这些发向不同方向的SSB会被编号。前面我们介绍过这些SSB会在一个half frame内发完,并且按照升序被标记index,从0到Lmax-1。

根据38.213,下面的叙述和表格整理了不同频段场景下SSB的最大个数,分别使用什么方法

* 对于上面这个表格,有1个不够准确的地方,不是所有的小于3GHz最大SSB个数是4。特例就是随着2.6GHz频谱被CMCC使用,并且有配8个SSB的需求,3GPP 38213做出了如下更新以适应。

那么究竟PBCH DMRS index是如何被使用的呢?看看DMRS序列生成初始化使用的参数Cinit,可以看出基站在PBCH DMRS生成时就是利用了SSB index的2LSB或者3LSB作为初始化参数Cinit的重要输入信息,很自然终端在解调PBCH DMRS时可以反推出2LSB或者3LSB,进而得到SSB index。

最后看看终端获取了整个SSB后是如何完成下行时间同步(slot同步,帧同步的)?

借用前面讲述SSB时频资源那篇文中“SSB是如何在1个half frame内完成时域上的映射的”,如下图所示。以Sub-6G场景为例,假设终端搜索到的是SSB6,这个容易,上面讲过终端通过解PBCH DMRS可以获得beam index信息。知道了是SSB6,按照映射规则,终端可以知道SSB6所占的4个符号为符号36/37/38/39。终端通过解PBCH还可以知道这个SSB6是发生在前半帧还是后半帧,以及系统帧号是多少。在PSS解调时,获取了一个symbol有多长。有了这些信息,终端便可以轻松***出某个SFN或者这个SFN内某个slot的边界在哪里,也就完成slot同步或者帧同步。

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