1. SSB基本概念
UE开机或移动到新的小区覆盖范围之后,需要通过下行同步信道获得下行同步,包括时间和频率的同步、获取PCI、读取小区的广播信息等。
NR采用波束扫描技术提升下行同步信道的覆盖范围。 波束扫描是指范围之外的UE无法可靠接收。下行同步信用波束赋形的方式发送下行同步信道。但存在的问题是,只有在波束覆盖范围内的UE才能接收波束赋形之后的下行同步信道,波束覆盖道是一种广播信道,要求小区内的UE都能接收。解决办法,用多个波束在不同方向重复发送下行同步信道,这些波束合并起来可以覆盖整个小区。通常多个波束是在不同的时间轮流发送,因此被称为波束扫描。
波束扫描以SSB(Synchronization Signal/PBCH Block)为单位进行。
如下图示意,一个扫描周期内的SSB构成一个SSB burst,扫描周期即使SSB burst的发送周期。一个SSB burst内不同编号的SSB可以用不同方向的波束发送,形成扫描波束。同时,SSB burst突发集以一定的周期进行重复发送,不同发送周期内索引相同的SSB所采用的波束方向相同。

图1
一个SSB burst内的SSB个数主要取决于两个因素:系统开销和覆盖的要求。SSB的个数越多,基站就可以使用更多更窄的波束发送SSB,从而获得更大的波束赋形增益和更好地覆盖效果(波束越窄,需要的天线数越多),但相应的系统开销也等比例增加。NR系统按频段定义了允许的最大的SSB个数。随着频点的升高,对于提升SSB覆盖的需求增强,允许的SSB数目也增大。实际网络中,基站可以根据频点、用户分布等因素选择实际发送的SSB个数和方向。
2.SSB结构和时频域位置
2.1 SSB结构
如下图所示,一个SSB由PSS、SSS和PBCH三部分组成,PBCH中包含DM-RS。

图2
PSS、SSS和PBCH采用TDM时分的方式:一个SSB占用4个OFDM symbol,其中PSS和SSS各 占一个symbol,PBCH占用2个symbol,顺序为PSS-PBCH-SSS-PBCH。将SSS放在PBCH符号 中间的好处是可以利用SSS辅助PBCH解调。 一个SSB的带宽为20个PRB,PSS/SSS带宽为12个PRB,PBCH带宽为20个PRB,PSS/SSS的 中心频率和PBCH的中心频率对齐。此外,PBCH还占用了SSS所在的OFDM符号的部分PRB, 每个SSB中的PSS、SSS和PBCH采用相同的子载波间隔。
2.2 SSB时域资源
SSB时域位置说明如下图所示

图3
示意图如下所示:

图4
2.2.1 SSB符号位置
对不同的SCS及频段,协议规定了5种场景(case A/B/C/D/E)下SSB起始位置的symbol、一个SSB burst包含的最大SSB个数L。场景说明如下图所示

图5
举例说明如下:

图6
2.3 SSB的频域位置
先来看几个概念,如图7和图8所示

图7

图8
频域上,NR中的SSB可以在传输载波的任何位置,SSB的位置服从synchronization Raster, 而PDCCH/PDSCH的载波中心频率服从Channel Raster, SSB的子载波0的位置甚至不与物理资源块RB对齐。其当载波频率为FR1时,KSSB 低4bits来源于 ssb-SubcarrierOffset, 最高位MSB(1BIT)由PBCHZ载荷中的a(A+5)获取