5G同步信号（PSS/SSS）及其时频资源

同步信号

5G定义了1008个物理小区ID，取值范围0~1007，由如下公式表示

UE通过检测PSS序列及SSS序列，就可以得到上述公式中的$N_{ID}^{(2)}$NID(2)​和$N_{ID}^{(1)}$NID(1)​，具体怎么得到呢，我们来看一下这两个信号的序列生成方式就知道了。

PSS信号的序列$d_{PSS}(n)$dPSS​(n)定义如下（见38.211-7.4.2.2.1）：

因为n的取值范围是[0,127)，可以得出PSS序列的长度是127。决定$d_{PSS}(n)$dPSS​(n)取值的是x(m)，$N_{ID}^{(2)}$NID(2)​有三个取值，所以对应每一个$n\in[0,127)$n∈[0,127)的m值也有三个，最终$d_{PSS}(n)$dPSS​(n)值有三个，也就是说PSS序列有三个，所以UE根据检测到的PSS序列，就可以反推出使用的$N_{ID}^{(2)}$NID(2)​值。

SSS信号的序列$d_{PSS}(n)$dPSS​(n)定义如下（见38.211-7.4.2.3.1）：

可以看到，SSS信号的序列长度也是127。从$m_0$m0​的值可以得到$N_{ID}^{(1)}$NID(1)​的值是在[0,111]，[112,223]还是[224,335]范围内，从$m_1$m1​的值可以得到$N_{ID}^{(1)}$NID(1)​在上述范围内的偏移，最终就得到了$N_{ID}^{(1)}$NID(1)​的值。举个例子，

SS/PBCH block

SS/PBCH block定义了PSS、SSS、PBCH以及PBCH关联的DMRS在时频资源的映射。每个SS/PBCH block在时域上包含4个OFDM符号，编号0~3；在频域上，一个SS/PBCH
block占用240个连续的子载波，子载波在block内编号0~239。具体的时频资源映射见38.211-Table7.4.3.1-1：

表中的v值由物理小区ID决定，来自于$v=N_{ID}^{cell} mod 4$v=NIDcell​mod4，这样做是为了把PBCH的DMRS在频域上错开，减少小区间干扰。

根据上表，在一个SS/PBCH block中，PSS、SSS、PBCH的映射可以用下图表示

SS/PBCH block频域位置

0~239只是在一个SS/PBCH block里面的子载波编号，那么在整个CRB中，SS/PBCH
block处于什么位置呢？

协议中用$k_{SSB}$kSSB​来表示公共资源块$N_{CRB}^{SSB}$NCRBSSB​中的子载波0相对SS/PBCH
block中的子载波0的偏移。$k_{SSB}$kSSB​的低4比特由高层参数ssb-SubcarrierOffset
给出。对于SS/PBCH block type B（$\mu\in\{3,4\}$μ∈{3,4} ）来说，$k_{SSB}\in\{0,1,2,...,11\}$kSSB​∈{0,1,2,...,11}，4比特就足够了；而SS/PBCH block type A（$\mu\in\{0,1\}$μ∈{0,1}）的$k_{SSB}\in\{0,1,2,...,23\}$kSSB​∈{0,1,2,...,23}，需要5比特表示，协议使用PBCH净荷中的$a_{\bar{A}+5}$aAˉ+5​来表示$k_{SSB}$kSSB​的高比特位。

SS/PBCH block时域位置

在一个携带SS/PBCH block的半帧中，有多个候选时刻可以放置SS/PBCH block，这些候选时刻的第一个符号的索引由子载波间隔决定，具体情况如下表所示，针对表中的索引，索引0指的是半帧中的第一个时隙的第一个符号：

可以看到，对于不同的情况，候选SS/PBCH block时刻会有多个，即L=4、L=8、L=64。

UE要怎么确定小区最终选择了哪个索引呢？从38.211-7.4.1.4.1章节可知，PBCH的DMRS序列与SS/PBCH block索引的低2bit（L=4）或低3bit（L>4）是一一对应的，所以UE检测到PBCH的DMRS序列，就可以得到L=4、L=8的索引，以及L=64的索引的低3bit；L=64的高3bit从PBCH净荷的$\bar{a}_{\bar{A}+5},\bar{a}_{\bar{A}+6},\bar{a}_{\bar{A}+7}$aˉAˉ+5​,aˉAˉ+6​,aˉAˉ+7​。

对于初始小区选择，UE可以假定携带有SS/PBCH block的半帧以2帧(20ms)为周期。