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  • 物理广播信道(PBCH)

    在空中接口的协议中,定义了物理信道、传输信道和逻辑信道
    逻辑信道描述了信息的类型,即定义了传输的是什么信息。
    传输信道描述的是信息的传输方式,即定义了信息是如何传输的。
    物理信道则由物理层用于具体信号的传输。
    PBCH时承载MIB的特殊通道,具有一下特点:

    它只带有MIB
    正在使用QPSK
    映射到6个资源块(72个子载波),以子帧0中的DC子载波为中心
    映射到资源元素,其不被保留用于传输参考信号,PDCCH或PHICH
     

       UE通过检测PBCH,能得到以下信息:

          (1)通过接收到的MasterInformationBlock可以知道小区的下行系统带宽、PHICH配置(详见《LTE:PHICH(一)》)、系统帧号(System Frame Number,SFN。更确切地说,获取到的是SFN的高8位,最低2位需要在PBCH盲检时得到,这会在后面介绍)。

          (2)小区特定的天线端口(cell-specific antenna port)的数目:1或2或4。

          (3)用于L1/L2 control signal(包括PCFICH、PHICH、PDCCH)的传输分集模式(transmit-diversity scheme):PBCH和L1/L2 control signal都只能使用单天线传输或传输分集,如果使用传输分集, PBCH和L1/L2 control signal会使用相同的多天线传输分集模式。
    ————————————————

     经过小区搜索过程后,UE已经知道了10ms timing,也即知道了子帧0所在的位置。

          PBCH时域上位于子帧0的第2个slot的前4个OFDM symbol,频域上占据72个中心子载波(不含DC)。

          PBCH在40ms周期内重复4次,每一次发送的PBCH都携带相同的coded bit,也就是说,每一次都是可以独自解码的。因此,在信道质量(SIR)足够好的情况下,UE可能只接收这40ms内的其中一个,就能够成功解码出PBCH的内容;如果不行,就与下一个10ms发送的PBCH的内容进行软合并,再进行解码,直到成功解码出PBCH。

          前面已经说过,通过MIB,UE只能获取到SFN的高8位,最低2位(也就是40ms timing)是通过盲检PBCH得到的。40ms内每次发送的PBCH会使用不同scrambling and bit position(即共有4个不同的phase of the PBCH scrambling code),并且每40ms会重置一次。

          UE可以通过使用4个可能的phase of the PBCH scrambling code中的每一个去尝试解码PBCH,如果解码成功,也就知道了小区是在40ms内的第几个系统帧发送MIB,即知道了SFN的最低2位。([2]和[6]中介绍了检测SFN最低2位的几种策略,有兴趣的可以了解一下)

          PBCH的多天线传输只能使用传输分集,而且在2天线端口传输时,只能使用SFBC;4天线端口传输时,只能使用combined SFBC/FSTD。UE使用3种不同的CRC mask(具体见36.212的5.3.1.1节)来盲检PBCH,可得到天线端口数目,而天线端口数目与传输分集模式一一对应(1天线端口 <-> 无;2天线端口 <-> SFBC;4天线端口 <-> combined SFBC/FSTD),因此当UE成功解码PBCH时,就知道了小区特定的天线端口数以及用于L1/L2 control signal的传输分集模式。(关于SFBC、FSTD的说明,详见[1]的5.4.1.4节和10.3.1.2节)

          PBCH有三种天线端口组合(1/2/4)和四种不同扰码(phase)组合,所以做盲检PBCH最多有12种可能组合。

    5G PBCHpayload长度为24比特,与LTEPBCH paylaod是一样长的。
    25G24比特的payload具体内容:见38.331协议:
    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
    这里:SFN的高6比特放在PBCH payload里,低4比特作作为信道编码的一部分,在PBCH传输块中传送。
    接下来看看SFN的这低4比特在PBCH传输块的哪个位置—PBCH payload产生处
    3PBCH payload产生
    详见38.212 7.1.1节描述,下面是对该节的理解总结。
    从上图可看出:SFN的低4比特是紧接在高层产生的PBCH payload24比特)之后。38.212 7.1.1节处理完后相当于就是PBCH的传输块(TB)了,其长度由输入的24比特变成了24+8=32比特了。
    4PBCH 在比特级的后续处理过程简介
    PBCH Payload产生后(32比特)——>加扰——>CRC添加——>Polar编码——>速率匹配。
    其中,加扰后输出数据长度不变,还是32比特。
          CRC(24比特)添加后输出数据长度为32+24=56比特。
          Polar编码,输出比特长度为N=2^9=512比特。
          速率匹配,输出数据长度为E=864比特。
     
     
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    PBCH payload.png

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