在LTE系統(tǒng)中典阵，固定的子載波間隔為15KHz窥浪，這樣，在不考慮包含循環(huán)前綴保護(hù)間隔的情況下愿险，一個(gè)OFDM符號(hào)的長(zhǎng)度為子載波間隔的倒數(shù)66.66us颇蜡。在設(shè)計(jì)物理層幀結(jié)構(gòu)的時(shí)候，同步信道設(shè)計(jì)了主同步信道PSS和輔同步信道SSS拯啦，生成的序列是ZC序列澡匪。這兩個(gè)信道的位置固定，其中PSS周期為5ms褒链，SSS又分為子幀0和子幀5兩種序列，各自序列周期為10ms疑苔。通過這樣的設(shè)計(jì)甫匹，在終端進(jìn)行小區(qū)搜索的時(shí)候，首先通過本地PSS序列與接收無線幀數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)搜索惦费，由相關(guān)峰值找到無線幀的5ms周期兵迅，再取5ms周期的接收數(shù)據(jù)分別采用子幀0的SSS序列和子幀5的SSS序列進(jìn)行相關(guān)搜索，由相關(guān)峰值最大值確定該5ms周期包含子幀0或者子幀5薪贫，并由SSS的位置最終確定系幀10ms的幀邊界恍箭。

LTE PSS和SSS在無線幀中的位置

LTE的廣播信息MIB承載在物理信道PBCH上，原始有用比特14位瞧省，其中3位dl-Bandwidth字段扯夭，用以指示系統(tǒng)帶寬，3位phich-Config字段鞍匾，用以指示PHICH資源的計(jì)算參數(shù)交洗，8位systemFrameNumber字段，用以指示系統(tǒng)幀號(hào)橡淑。這14位原始比特加上10位全0的空閑比特組成24位比特构拳，經(jīng)16位的比特CRC校驗(yàn)后組成40位的比特組，然后進(jìn)行編碼和速率匹配，形4份循環(huán)緩存數(shù)據(jù)置森。系統(tǒng)以40ms為周期斗埂，每10m發(fā)送1份緩存中的數(shù)據(jù)。在接收端凫海，每一份數(shù)據(jù)既可以獨(dú)立譯碼恢復(fù)MIB蜜笤，又可以在信道惡劣的時(shí)候，與其它份數(shù)據(jù)合并在一起進(jìn)行譯碼盐碱，增大MIB譯碼成功概率把兔。

LTE系統(tǒng)中，PSS瓮顽、SSS和PBCH在頻域上占據(jù)帶寬中心的位置县好，6個(gè)RB，72個(gè)子載波暖混，以滿足最小的系統(tǒng)帶寬接入需求缕贡。

LTE MIB系統(tǒng)消息

LTE PBCH周期

在5GNR的同步與廣播信道中，繼承了主同步序列PSS和輔同步序列SSS這樣的同步結(jié)構(gòu)拣播，并由PSS序列來確定NID2晾咪，SSS序列確定NID1，從而確定小區(qū)PCI=3* NID1 + NID2贮配；但在其它方面已經(jīng)有很大的不同谍倦。

首先在序列的產(chǎn)生上，采用了M序列泪勒。ZC序列由于大頻偏場(chǎng)景下抗干擾能力不如M序列昼蛀，而對(duì)于NR應(yīng)用場(chǎng)景而言，大頻偏場(chǎng)景是不得不考慮的圆存，特別是在高速率或者高頻段的應(yīng)用場(chǎng)景下叼旋。其次，不同于LTE產(chǎn)生PSS序列時(shí)沦辙，采用了三個(gè)ZC根夫植，以對(duì)應(yīng)三個(gè)NID2值，NR的三條PSS根序列油讯，本質(zhì)上是由一個(gè)M序列根生成详民，其它兩條根序列有第一條根序列循環(huán)移位而得到。這樣的設(shè)計(jì)撞羽，為終端在進(jìn)行小區(qū)搜索時(shí)阐斜，對(duì)PSS序列進(jìn)行相關(guān)檢測(cè)時(shí)，只需要一次滑動(dòng)相關(guān)诀紊，即可確定NID2的值谒出，減少了運(yùn)算量和存儲(chǔ)量隅俘，帶來工程實(shí)現(xiàn)的便利。NR的PSS序列還有一個(gè)特點(diǎn)笤喳，在時(shí)域上为居，表現(xiàn)為鏡像共軛對(duì)稱性質(zhì)。此性質(zhì)指：序列以中心為原點(diǎn)杀狡，兩邊的數(shù)據(jù)距中心相同的距離共軛對(duì)稱蒙畴。

這一性質(zhì)，同樣給PSS的搜索計(jì)算呜象，帶來簡(jiǎn)化膳凝。

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? NR PSS序列的滑動(dòng)自相關(guān)

另外，相對(duì)于LTE系統(tǒng)中恭陡，同步序列PSS蹬音、SSS和PBCH在時(shí)頻資源上的位置較為離散不同，NR重新設(shè)計(jì)了PSS休玩、SSS和PBCH時(shí)頻資源位置著淆，使得它們更為緊湊，形成一體拴疤，稱之為SSB永部。在時(shí)間上占據(jù)４個(gè)OFDM符號(hào)，頻域占240個(gè)子載波呐矾。這種緊湊的結(jié)構(gòu)苔埋，使得一經(jīng)檢測(cè)到同步序列之后，即可立即進(jìn)行解廣播凫佛，加快了終端接入的速度讲坎，降低了系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)時(shí)延。

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? NR SSB時(shí)頻結(jié)構(gòu)

由漫談１中提到愧薛，NR的子載波間隔，已經(jīng)不是固定的15KHz衫画，有多種選擇毫炉，由此帶來了系統(tǒng)一個(gè)OFDM符號(hào)在時(shí)間上的改變。這種改變意味著削罩，SSB的發(fā)射周設(shè)計(jì)也應(yīng)當(dāng)要有靈活的變化瞄勾，以適應(yīng)不同的場(chǎng)景需求。NR的PBCH周期不再類似于LTE的40ms周期弥激，而表現(xiàn)為更為靈活的配置进陡，根據(jù)系統(tǒng)的配置不同而不同。這種周期性質(zhì)微服，往往表現(xiàn)為在5ms的半系統(tǒng)幀周期內(nèi)趾疚，SSB發(fā)射次數(shù)和時(shí)間間隔不同。標(biāo)準(zhǔn)定義了8種不同的場(chǎng)景，對(duì)應(yīng)不同的工作頻段和系統(tǒng)子載波間隔糙麦。

由上圖中可以看到辛孵，在５ms內(nèi)，SSB發(fā)射了很多次赡磅，而且子載波間隔越大魄缚，發(fā)射得越密集。造成這種區(qū)別的原因焚廊，不得不提到NR在小區(qū)搜索時(shí)冶匹，引入的新技術(shù)Beam Sweeping，而引入Beam Sweeping原因咆瘟，在于NR為了提升系統(tǒng)容量嚼隘，采用到了Massive MIMO技術(shù)，而Massive MIMO典型應(yīng)用就是波束賦形（Beamforming）搞疗。

NR在進(jìn)行SSB發(fā)射的時(shí)候嗓蘑，采用Beamforming技術(shù)，在不同的時(shí)間上發(fā)射不同方向的波束匿乃，這可以通過調(diào)整天線矩陣的相位系數(shù)實(shí)現(xiàn)桩皿。這樣做的目的，在于終端在做小區(qū)搜索的時(shí)候幢炸，進(jìn)行Beam Sweeping泄隔，即掃描測(cè)量最強(qiáng)的SSB波束，這樣宛徊，基站小區(qū)可識(shí)別出終端處于最佳的波束方向佛嬉，提升信道增益，帶來系統(tǒng)容量的提升闸天。

在5ms半幀內(nèi)暖呕，每個(gè)SSB波束有區(qū)自身的識(shí)別號(hào)，稱為SSB Index苞氮。系統(tǒng)選擇哪一個(gè)beam湾揽，會(huì)在PBCH的DMRS序列生成的時(shí)候進(jìn)行初始化加擾。

NR小區(qū)搜索的過程笼吟，首先通過PSS和SSS同步信道確定系統(tǒng)幀起始位置和小區(qū)PCI库物，進(jìn)而確定DMRS位置，進(jìn)而確定PBCH時(shí)頻資源位置贷帮，將PBCH數(shù)據(jù)提取后戚揭，進(jìn)行信號(hào)處理，比如頻偏估計(jì)和補(bǔ)償撵枢，信道估計(jì)和均衡民晒，譯碼等精居，最終獲取MIB數(shù)據(jù)。

需要指出的是LTE可由工作頻點(diǎn)號(hào)EARFCN镀虐，在工作band內(nèi)箱蟆，是以100KHz等間隔均勻分布的，因此在進(jìn)行小區(qū)搜索的掃頻時(shí)刮便，RF器件根據(jù)頻點(diǎn)號(hào)的遞增不斷增加100KHz即可空猜。NR重新定義了一套工作頻率計(jì)算方法。

NR定義了NR-ARFCN（絕對(duì)射頻頻率信道編號(hào)）用于表示載波中心頻點(diǎn)恨旱，嚴(yán)格遵循下表中的邏輯關(guān)系辈毯。在每個(gè)操作頻帶上，頻率偏移步長(zhǎng)是不一樣的搜贤。

NR由于相比LTE占用了更大的帶寬谆沃，終端不必支持覆蓋的有的帶寬，協(xié)議又引入了BWP子帶的概念仪芒，在每個(gè)子帶內(nèi)可以發(fā)射SSB唁影，即SSB可以不工作在載波中心頻率，因此NR協(xié)議定義了GSCN（Global Synchronization Channel Number）用于標(biāo)記SSB的信道號(hào)掂名，每一個(gè)GSCN對(duì)應(yīng)一個(gè)SSB的頻域位置SSREF据沈，GSCN按照頻域增序進(jìn)行編號(hào)。

SSB搜索過程饺蔑，首先在對(duì)應(yīng)的頻帶內(nèi)锌介，逐個(gè)可能頻點(diǎn)接收信號(hào)，在基帶進(jìn)行低通濾波后猾警，留下SSB帶寬信號(hào)孔祸，然后采用PSS和SSS進(jìn)行相關(guān)峰值搜索，確定幀邊界和小區(qū)PCI发皿。PSS和SSS做滑動(dòng)相關(guān)的時(shí)候崔慧，可能會(huì)有多個(gè)峰值的存在，這個(gè)時(shí)候選擇最強(qiáng)的相關(guān)峰值穴墅，即選擇最強(qiáng)的SSB.

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 發(fā)射SSB

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? PSS相關(guān)

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? SSS相關(guān)

然后边锁，根據(jù)PCI找到DMRS導(dǎo)頻信號(hào)唯笙，此時(shí)，根據(jù)工作頻率和子載波間隔杏慰，確定SSB波束最大可能發(fā)射數(shù)捣作，依次從第一個(gè)開始盲搜波束編號(hào)誉结，相關(guān)值最大的那個(gè)編號(hào)即為SSB編號(hào)。

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? SSB波束號(hào)

根據(jù)DRS做信道估計(jì)券躁。PBCH信道數(shù)據(jù)均衡信道估計(jì)值后惩坑，進(jìn)行譯碼掉盅，解出MIB比特?cái)?shù)據(jù)。

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 均衡前PBCH星座圖

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 均衡后的PBCH星座圖

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 最后解析出MIB信息以舒。

聲明:部分圖片來源于http://www.sharetechnote.com/