5G NR 下行同步SSB(3)-- PBCH/MIB的用途

我們知道PBCH其實就是一個物理信道，使用Polar碼進行信道編碼，調製方式為QPSK。PBCH上承載著MIB消息，那麼PBCH裡面是否只有MIB消息？PBCH DMRS除了有助於PBCH解調還有什麼重要功能？終端讀完SSB是如何完成幀同步的？

首先，看看PBCH裡面都承載了那些內容？

MIB其實是一個RRC層面的概念，物理信道PBCH上的內容包括23bit MIB+8 bit additional PBCH payload。
下面是38331關於MIB的定義：(看不全請左右滑動)

MIB ::= SEQUENCE {
      systemFrameNumber         BIT STRING (SIZE (6)),              6bit
      subCarrierSpacingCommon   ENUMERATED {scs15or60, scs30or120}, 1bit
      ssb-SubcarrierOffset      INTEGER (0..15),                    4it
      dmrs-TypeA-Position       ENUMERATED {pos2, pos3},            1bit
      pdcch-ConfigSIB1          PDCCH-ConfigSIB1,                   8bit
      cellBarred                ENUMERATED {barred, notBarred},     1bit
      intraFreqReselection      ENUMERATED {allowed, notAllowed},   1bit
      spare                     BIT STRING (SIZE (1))               1bit
}   （"總bit數=6+1+4+1+8+1+1+1=23bit"）

下面是38212描述的PBCH上額外加的8bit與timing相關的addition bit:

根據上面的信息，可以看出終端解完PBCH之後可以獲得如下信息：

SFN系統幀號，NR中的系統幀號是1024翻轉的，因此需要10bit, 其中6bit來自MIB，4bit來自於物理層添加的額外bit

subCarrierSpacingCommon，告訴終端子載波間隔信息Subcarrier spacing for SIB1, Msg.2/4 for initial access, paging and broadcast SI-messages

ssb-SubcarrierOffset，即38213中所述的Kssb。Kssb表示的是一個頻域間隔，是指從SSB的子載波0到與SSB重疊的Common RB的子載波0相差的頻域間隔。Kssb有兩個作用，第一個作用是計算CORSET0或者載波帶寬頻域起點過程中會用到；第二個作用就是根據Kssb的取值可以推測出當前的SSB是否配置了相關聯的SIB1或者說Type0-PDCCH CSS。

dmrs-TypeA-Position，用於表示第一個UL/DL的DMRS符號的時域位置

pdcch-ConfigSIB1 其實由兩部分組成，它們是controlResourceSetZero和earchSpaceZero，這兩個參數主要用於確定解SIB1所需要的CORSET和CSS時頻資源和監測時機。後面會有專門的專題文章介紹這兩個參數如何使用。

cellBarred 和 intraFreqReselection 這裡暫且不做過多解釋

再看看PBCH DMRS有什麼功能？

DMRS廣泛存在於NR系統的各種信道中，Demodulation Reference Signal, 顧名思義，他是幫助demodulation的。除此之外，PBCH DMRS還有一個重要的功能就是用於SSB Index的表示。
5G NR中採用TDM Beam Sweeping的方式向不同方向發射承載相同內容的SSB，這些發向不同方向的SSB會被編號。前面我們介紹過這些SSB會在一個half frame內發完，並且按照升序被標記index，從0到Lmax-1。
根據38.213，下面的敘述和表格整理了不同頻段場景下SSB的最大個數，分別使用什麼方法

* 對於上面這個表格，有1個不夠準確的地方，不是所有的小於3GHz最大SSB個數是4。特例就是隨著2.6GHz頻譜被CMCC使用，並且有配8個SSB的需求，3GPP 38213做出了如下更新以適應。
那麼究竟PBCH DMRS index是如何被使用的呢？看看DMRS序列生成初始化使用的參數Cinit，可以看出基站在PBCH DMRS生成時就是利用了SSB index的2LSB或者3LSB作為初始化參數Cinit的重要輸入信息，很自然終端在解調PBCH DMRS時可以反推出2LSB或者3LSB，進而得到SSB index。

最後看看終端獲取了整個SSB後是如何完成下行時間同步（slot同步，幀同步的）？

借用前面講述SSB時頻資源那篇文中「SSB是如何在1個half frame內完成時域上的映射的」，如下圖所示。以Sub-6G場景為例，假設終端搜索到的是SSB6，這個容易，上面講過終端通過解PBCH DMRS可以獲得beam index信息。知道了是SSB6，按照映射規則，終端可以知道SSB6所佔的4個符號為符號36/37/38/39。終端通過解PBCH還可以知道這個SSB6是發生在前半幀還是後半幀，以及系統幀號是多少。在PSS解調時，獲取了一個symbol有多長。有了這些信息，終端便可以輕鬆定位出某個SFN或者這個SFN內某個slot的邊界在哪裡，也就完成slot同步或者幀同步。

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