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專欄文章

【十分鐘看懂】3GPP NR SSB設計(1)

2021-01-20 小編2

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3GPPRel.15版本制定了新的無線介面—New Radio (NR),其中不乏承襲自LTE並加以增強的設計,同步訊號區塊(Synchronization Signal Block, SSB)便是其中一個例子,本篇對此作概括地介紹。

 

LTE時期,終端在連線之前,會先接收基地台發射的主同步訊號(Primary Synchronization Signal, PSS)及次同步訊號(Secondary Synchronization Signal, SSS)以進行同步以及對基地台進行識別,再來將接收基地台在實體廣播通道(Physical Broadcast Channel, PBCH)上發送的主資訊區塊(Master information block, MIB)以獲取獲取主要系統資訊,而在Rel.15 NR中同樣也延續PSSSSS以及PBCH的設計,並組合成一個區塊,稱為同步訊號區塊(SSB, Synchronization Signal Block)

一個SSB在時頻資源上分別佔了4OFDM symbols以及240個子載波,實際上的大小將依所使用的子載波間距(SCS)而有所不同,在FR1(sub-6GHz)支援1530kHz子載波間距,而FR2(mmWave)則支援120240kHz子載波間距,然而實際配置也會依頻段而有所不同。

如圖所示,在SSB中第一行symbol擺放的是主同步訊號(PSS)PSS作為終端搜尋細胞時第一優先搜尋的訊號,其為長度127M序列,在頻域上佔據了127個子載波。再來為次同步訊號(SSS)SSS擺放於SSB中的第三行symbol,為由兩個M序列所組成,總長度也為127的序列,在頻域上同樣佔據了127個子載波。標準中對於NR介面定義了3種的PSS序列,336SSS序列,搭配起來共有1008種組合,並分別對應至1008種的PCI。這部分與LTE的設計相似,然而在LTE中僅設計了512種的PCI

PBCH則是擺放在SSB中第二~第四行的symbol,如圖所示,PBCH內將乘載MIB等系統資訊。另外與LTE不同之處在於LTEPSSSSS為固定擺放在系統頻寬的中央,擺放的位置依循著載波的中心位置,並由通道柵格(Channel raster)所規範;在NR的設計下SSB可不用擺放在系統頻寬的中央,擺放位置由另外的同步柵格(Synchronization raster)所規範,而NR載波擺放位置仍是由通道柵格(Channel raster)所規範,設計上同步柵格將比通道柵格更寬而可減少掃頻所需時間。

圖、NR SSB structure

圖、NR SSB structure

 

在本篇中介紹了NR同步訊號區塊的基本設計,包括同步訊號區塊的組成,大小以及頻域上擺放的位置,然而時域上還有更多設計細節,將於下篇中說明。

 

參考資料

[1] 3GPP TS 38.211 (Rel.15) 3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network; NR; Physical channels and modulation

[2] Y. Jeon, H. Park and E. Choi, "Synchronization and Cell Search Procedure in 3GPP 5G NR Systems," 2019 21st International Conference on Advanced Communication Technology (ICACT), PyeongChang Kwangwoon_Do, Korea (South), 2019, pp. 475-478

[3] Bertenyi, Balazs & Nagata, Satoshi & Kooropaty, Havish & Zhou, Xutao & Chen, Wanshi & Kim, Younsun & Dai, Xizeng & Xu, Xiaodong. (2018). 5G NR Radio Interface. Journal of ICT Standardization. 6. 31-58.


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