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專欄文章

【十分鐘看懂】3GPP NR SSB設計(2)

2021-01-25 小編2

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在上篇中談到同步訊號區塊(Synchronization Signal Block, SSB)的基本設計,包括區塊的組成、大小及頻域的位置,本篇繼續介紹SSB在時域上的設計以及同步訊號叢集(SSB burst)

 

在上篇中我們談到了在NR SSB為做為終端搜尋細胞首要搜尋的訊號區塊,SSB中包含了主同步訊號(PSS)、次同步訊號(SSS)以及PBCH(Physical broadcast channel)。由於並無法預知何時終端會連線並搜尋細胞,與LTE相似,NR SSB也需週期性的傳送,然而NR SSB的週期為可配置的,可為5ms~160ms。而在標準中標註終端可假設NR SSB為每20ms重複傳送,因此若是做為初始接入的細胞,一般情況下會選用週期20ms的配置,當然若採用更小的周期配置可是有機會讓終端更快的搜尋到細胞,但相對地也會多耗掉無線資源。

再來NR SSB有個獨特的設計,稱為同步訊號叢集(SSB burst),為在時間長度5ms內擺放多個SSB以支援波束掃描(Beam sweeping)。在SSB burst內的每一個SSB將會對應到一個特定空間方向上的一組波束,SSB內也提供了SSB的時間索引(time index)[1],終端在搜尋時可搜尋最佳的SSB波束並使用相對應的隨機接入配置。

另外在標準中對於不同頻率區間,NR SSB burst支援的最大數量也不同:對於小於3GHz的頻段,一SSB burst內最多支援4SSB;對於3GHz~6GHz的頻段,一SSB burst內最多支援8SSB;對於FR2的頻段,一SSB burst內最多支援64SSB。實際上需用幾個SSB將會依設備波束的設計而定。

整個SSB burst的週期也同上段所述,為可配置的,可為5ms~160ms,而SSB Burst內如同上段所述,依不同頻率區間以及不同子載波間距可分為5case (A, B, C, D, E),並於[1]中詳細定義其在時間上可擺放的位置。

圖、NR SSB burst concept

圖、NR SSB burst concept

 

相較於LTEPSS/SSS/PBCH的設計,NR SSB除了較有彈性外,也引入了NR burst的設計以支援波束掃描,波束掃描為波束管理(Beam management)的其中一環,也是NR可支援到毫米波的關鍵技術之一。

※註1 SSB time index資訊為夾帶於PBCH中。

 

參考資料

[1] 3GPP TS 38.213 (Rel.15) 3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network; NR; Physical layer procedures for control (Release 15)

[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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