物理廣播信道(PBCH)


在空中接口的協議中,定義了物理信道、傳輸信道和 邏輯信道
邏輯信道描述了信息的類型,即定義了傳輸的是什么信息。
傳輸信道描述的是信息的傳輸方式,即定義了信息是如何傳輸的。
物理信道則由 物理層用於具體信號的傳輸。
PBCH時承載MIB的特殊通道,具有一下特點:

它只帶有MIB
正在使用QPSK
映射到6個資源塊(72個子載波),以子幀0中的DC子載波為中心
映射到資源元素,其不被保留用於傳輸參考信號,PDCCH或PHICH
 

   UE通過檢測PBCH,能得到以下信息:

      (1)通過接收到的MasterInformationBlock可以知道小區的下行系統帶寬、PHICH配置(詳見《LTE:PHICH(一)》)、系統幀號(System Frame Number,SFN。更確切地說,獲取到的是SFN的高8位,最低2位需要在PBCH盲檢時得到,這會在后面介紹)。

      (2)小區特定的天線端口(cell-specific antenna port)的數目:1或2或4。

      (3)用於L1/L2 control signal(包括PCFICH、PHICH、PDCCH)的傳輸分集模式(transmit-diversity scheme):PBCH和L1/L2 control signal都只能使用單天線傳輸或傳輸分集,如果使用傳輸分集, PBCH和L1/L2 control signal會使用相同的多天線傳輸分集模式。
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 經過小區搜索過程后,UE已經知道了10ms timing,也即知道了子幀0所在的位置。

      PBCH時域上位於子幀0的第2個slot的前4個OFDM symbol,頻域上占據72個中心子載波(不含DC)。

      PBCH在40ms周期內重復4次,每一次發送的PBCH都攜帶相同的coded bit,也就是說,每一次都是可以獨自解碼的。因此,在信道質量(SIR)足夠好的情況下,UE可能只接收這40ms內的其中一個,就能夠成功解碼出PBCH的內容;如果不行,就與下一個10ms發送的PBCH的內容進行軟合並,再進行解碼,直到成功解碼出PBCH。

 

      前面已經說過,通過MIB,UE只能獲取到SFN的高8位,最低2位(也就是40ms timing)是通過盲檢PBCH得到的。40ms內每次發送的PBCH會使用不同scrambling and bit position(即共有4個不同的phase of the PBCH scrambling code),並且每40ms會重置一次。

      UE可以通過使用4個可能的phase of the PBCH scrambling code中的每一個去嘗試解碼PBCH,如果解碼成功,也就知道了小區是在40ms內的第幾個系統幀發送MIB,即知道了SFN的最低2位。([2]和[6]中介紹了檢測SFN最低2位的幾種策略,有興趣的可以了解一下)

 

      PBCH的多天線傳輸只能使用傳輸分集,而且在2天線端口傳輸時,只能使用SFBC;4天線端口傳輸時,只能使用combined SFBC/FSTD。UE使用3種不同的CRC mask(具體見36.212的5.3.1.1節)來盲檢PBCH,可得到天線端口數目,而天線端口數目與傳輸分集模式一一對應(1天線端口 <-> 無;2天線端口 <-> SFBC;4天線端口 <-> combined SFBC/FSTD),因此當UE成功解碼PBCH時,就知道了小區特定的天線端口數以及用於L1/L2 control signal的傳輸分集模式。(關於SFBC、FSTD的說明,詳見[1]的5.4.1.4節和10.3.1.2節)

 

      PBCH有三種天線端口組合(1/2/4)和四種不同擾碼(phase)組合,所以做盲檢PBCH最多有12種可能組合。

 

5G PBCHpayload長度為 24比特,與 LTEPBCH paylaod是一樣長的。
25G24比特的 payload具體內容:見 38.331協議:
MIB ::=                                                            SEQUENCE {
         systemFrameNumber                                       BIT STRING (SIZE (6)),
         subCarrierSpacingCommon                               ENUMERATED {scs15or60, scs30or120},
         ssb-SubcarrierOffset                                INTEGER (0..15),
         dmrs-TypeA-Position                                         ENUMERATED {pos2, pos3},
         pdcch-ConfigSIB1                                      INTEGER (0..255),
         cellBarred                                                          ENUMERATED {barred, notBarred},
         intraFreqReselection                                ENUMERATED {allowed, notAllowed},
         spare                                                                  BIT STRING (SIZE (1))
}
其中 5G只保留了域: systemFrameNumber
這里: SFN的高 6比特放在 PBCH payload里,低 4比特作作為信道編碼的一部分,在 PBCH傳輸塊中傳送。
接下來看看 SFN的這低 4比特在 PBCH傳輸塊的哪個位置 —PBCH payload產生處
3PBCH payload產生
詳見 38.212 7.1.1節描述,下面是對該節的理解總結。
從上圖可看出: SFN的低 4比特是緊接在高層產生的 PBCH payload24比特)之后。 38.212 7.1.1節處理完后相當於就是 PBCH的傳輸塊 (TB)了,其長度由輸入的 24比特變成了 24+8=32比特了。
4PBCH 在比特級的后續處理過程簡介
PBCH Payload產生后 (32比特 )——>加擾 ——>CRC添加 ——>Polar編碼 ——>速率匹配。
其中,加擾后輸出數據長度不變,還是 32比特。
      CRC(24比特 )添加后輸出數據長度為 32+24=56比特。
      Polar編碼,輸出比特長度為 N=2^9=512比特。
      速率匹配,輸出數據長度為 E=864比特。
 
 
<ignore_js_op>

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PBCH payload.png

<ignore_js_op>

PBCH payload.png (35.88 KB, 下載次數: 0)

 

PBCH payload.png


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