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SSB周期改变对网络的变化影响
SSB周期改变对网络的变化影响
【摘要】系统消息设计是无线通信系统中的重要概念之一，小区级系统消息主要为了配置小区驻留、提供用户接入、互操作等一系列重要参数配置。
5G NR对于系统消息进行了一定程度的简化，相比4G不仅在同步信号以及系统消息设计方面都进行了完全不同的设计，因此有必要重新认知
【关键字】5G，SSB
【业务类别】SSB周期改变对网络的影响
一、5GNRSSB概念
有别于4G将小区下行同步信号以及物理广播信道分离设计，5G中将小区主辅同步信号与物理广播信道进行了某种程度上的耦合，以SS/PBCH资源块的形式出现，简称为SSB（同步信号和PBCH块），SSB的全称为SS/PBCHblock.其组成包括就是为主辅同步信号（SS，Synchronization Signal）和物理广播信道（PBCH，PhysicalBroadcastChannel）
主辅同步信号（SS）包括:
PSS和SS
物理广播信道（PBCH）包括:
PBCHDMRE和PBCH数据部分
在5GNR中，主同步信号（PSS）、辅同步信号（SSS）和PBCH公同构成一个SSB（SS/PBCHblock）,SSB在时域上共占用4个OFDM符号，频域共占用240个子载波（20个PRB）。
二、5GNRSSB的周期
SSB的周期由高层参数ssb-periodicityServingCell来配置，取值为（5，10，20,40,80,160）ms。
如果没有配置该参数，则缺省周期为半帧，且服务小区中所有的SSB的周期都是相同的。
三、5GNRSSB认知
在4G系统中，主辅同步信号占用基带频域的位置是固定的，例如主辅同步信号PSS/SSS固定占用整个频域带宽中间连续62个RE的位置，PBCH固定占用整个频域带宽中间6个连续PRB的位置，而5GNR中SSB占用频域资源20个连续PRB，最多共计240个连续RE资源，其中主辅同步信号分别占用SSB中第1个和第3个OFDM符号中连续的127个RE资源，SSB频域中心位置可以进行属地化灵活配置调整。
UE通过搜频实现SSB同步之后，解码物理广播信道中的MIB系统消息块。
在LTE系统中小区除了配置MIB消息，还需要按照固定传输周期配置系统消息SIB1，以及通过SIB1传递解析一系列系统消息SIB2-SIBN的所需的必要参数配置，而5G NR提供了一种系统消息配置的优化机制，即按需所配，SIB1原则上并不一定按照固定周期配置。
5GNR中会通过RRC消息半静态实现配置5GNR这种系统消息“按需所配”的设计理念极大地减少了系统消息的资源占用开销，同时终端也可以一定程度上降低周期侦听系统消息所带来的功耗抬升。
LTE中广播信道采取周期传输的机制提升解调成功率，5GNR中在时域传输中也承袭了这一设计思路，但有所不同的是，LTE的广播信道是无波束赋型技术的传统广播宽波束，而5G NR引入了赋型窄波束的理念，波束的样式没有明确规定，在一个SSB传输周期内，不同候选传输时刻中SSB发送的赋型窄波束不尽相同。
协议规定SSB传输块最大为80ms产生一个，这意味着至少在80ms高层调度周期内，SSB承载的高层内容不会改变。
SSB的物理层传输周期可通过高层参数ssb-periodicityServingCell进行配置，取值范围{5ms，10ms，20ms，40ms，80ms，160ms}，设置SSB重复周期主要为了SSB传输速率匹配进行考量，周期越大意味着SSB占用时域资源减少，终端侦听周期可能相应调整拉长，如果该参数不配置，则终端默认SSB传输周期为5ms，协议规定，在初始小区选择时，终端可以假定20ms为周期搜索包含SSB的半帧，这为终端优化下行同步搜网机制提供了一种理论依据。
四、5GSSB的时频结构
1:
SSB的时频结构
PBCH（PhysicalBroadcastChannel/广播信道）
2:
时域上，SSB只位于某些特点的符号上
2.1：
半帧即5ms内，SSB的数目和位置根据子载波间隔和频段来计算确定
2.2：
半帧即5ms内的多个SSB形成ssburstset
2.3：
ssburstset以一定的周期进行发送
3:
不用的子载波间隔，传输半帧SSB的候选位置
如果半帧（即5ms）中存在SS/PBCH,则SS/PBCH块的数目以及各个SS/PBCH块的起始符号受子载波间隔和频段的限制和影响。
3.1:
子载波间隔为15KHZ,
SSB所在的首个符号的索引是（28）+14n,而FR1频带内≤3GHz的NR载波频率，n=0和1；而FR1频带内＞3GHz且≤6GH的NR载波频率，n=012和3
3.2:
子载波间隔为30KHZ,
SSB所在的首个符号的索引是（46820）+28n,而FR1频带内≤3GHz的NR载波频率，n=0；而FR1频带内＞3GHz且≤6GH的NR载波频率，n=0和1
3.3:
子载波间隔为30KHZ，
5GFDD频谱模式下SSB所在的首个符号的索引是（28）+14n，而FR1频带内≤3GHz的NR载波频率，n=0和1；而FR1频带内＞3GHz且≤6GH的NR载波频率，n=012和3
3.4:
子载波间隔为120KHZ
SSB所在的首个符号的索引是（481620）+28n,而FR1频带内≤3GHz的NR载波频率，n=0和1；而FR1频带内＞6GH的NR载波频率，n=0—17和18
3.5:
子载波间隔为240KHZ
SSB所在的首个符号的索引是（812162032364044）+56*n,而FR1频带内＞6GH的NR载波频率，n=0-7和8
4:
半帧内SSB的起始OFDM符号
不同子载波间隔下，带SSB的半帧（5ms）的符号数如下
5:
SSB在频域上的位置
SSB在频域上的位置是不固定的，是根据参数N_SSB_CRB以及K_SSB公共决定的，前者表示当前BWP与PointA之间的RB偏移，后者表示SSB的子载波0和当前BWP的子载波0之间的偏移，从其参数就看出，SSB是跟BWP有关系的；NR支持小于5MHz,大至400MHz的单载波工作宽带，如果要求所有的UE都支持全宽带，会对UE性能提出非常高的的要求，也不利于UE成本的降低，所以NR引入BWP来支持低带宽能力UE在大快带小区下工作。
相应的，如果SSB频域上位于宽带中心位置，可能会根据UE支持的宽带能力产生冲突，故SSB在频域上的位置不固定，即支持灵活配置，也满足UE宽带能力多样性需求，并且其位置是随BWP的位置而变化的。
五：
启动测试
1：
小区选定
选取SZ-市区-宿州东仙桥二站5G站点，基站位于宿州东仙桥西侧楼顶，经纬度116.981111，33.638056，该站点为NSA站点，小区PCI=151617，天线挂高28，方位角20°140°220°，主要覆盖东仙桥周边道路，居民区
2：
参数核查
现网5G基站，默认SSB周期皆为20毫秒
扇区名
PCI
SSB周期（毫秒）
SZ-市区-宿州东仙桥二站-HA-7012359-0
15
20
SZ-市区-宿州东仙桥二站-HA-7012359-1
16
20
SZ-市区-宿州东仙桥二站-HA-7012359-2
17
20
3：
测试计划
3.1：
选定路线进行DT，测试SSB周期（毫秒）数值不同的情况下以5S、10S为对比值，整体覆盖效果变化，测试路线如下：
3.2：
默认SSB周期（毫秒）分别为5S、10S、20S进行选定路线进行基站3个扇区的DT和CQT进行测试，CQT为各个扇区好点指标，主要看其DT指标的变化情况。
4：
测试准备
准备测试工具及人员如下：
测试硬件：
HUAWEIP40（5G）、
测试软件：
GENEXProbe5.3
分析软件：
GENEXAssistant5.3
测试人员：
周意
六：
性能验证
6.1：
SSB（毫秒）=5S时，DT和CQT指标情况
SSB周期（毫秒）=5S时，DT指标：
参数设置
SSB（毫秒）=5S
指标
PCI图层
RSRP图层
SINR图层
DL图层
SSB周期（毫秒）=5S
指标
RSRP
-83.79
SINR
19.17
下载（Mbit/S）
430.86（Mbit/S）
SSB周期（毫秒）=5S时，各扇区CQT指标：
扇区名
CQT
SZ-市区-宿州东仙桥二站-HA-7012359-0
SZ-市区-宿州东仙桥二站-HA-7012359-1
SZ-市区-宿州东仙桥二站-HA-7012359-2
扇区名
RSRP
SINR
下载速率（Mbit/S）
SZ-市区-宿州东仙桥二站-HA-7012359-0
-79
26.5
1249.28
SZ-市区-宿州东仙桥二站-HA-7012359-1
-79.13
31.63
997.86
SZ-市区-宿州东仙桥二站-HA-7012359-2
-77.75
29.38
997.86
6.2：
SSB（毫秒）=10S时，DT和CQT指标情况
SSB（毫秒）=10S时，DT测试情况
参数设置
SSB周期（毫秒）=10S
指标
PCI图层
RSRP图层
SINR图层
DL图层
SSB周期（毫秒）=10S
指标
RSRP
-80.67
SINR
17.26
下载速率
492.44（Mbit/S）
SSB周期（毫秒）=10S时，各扇区CQT指标：
扇区号
指标
SZ-市区-宿州东仙桥二站-HA-7012359-0
SZ-市区-宿州东仙桥二站-HA-7012359-1
SZ-市区-宿州东仙桥二站-HA-7012359-2
扇区名
RSRP
SINR
下载速率（Mbit/S）
SZ-市区-宿州东仙桥二站-HA-7012359-0
-81.75
34.25
1081.33
SZ-市区-宿州东仙桥二站-HA-7012359-1
-81.75
25.25
864.8
SZ-市区-宿州东仙桥二站-HA-7012359-2
-79.5
29.38
847.25
6.3：
SSB（毫秒）=20S时，DT和CQT指标情况
SSB（毫秒）=20S时，DT测试情况
参数设置
SSB周期（毫秒）=20S
指标
PCI图
RSRP图
SINR图
DL图
SSB周期（毫秒）=20S
指标
RSRP
-76.06
SINR
19.58
下载速率
761.44（Mbit/S）
SSB（毫秒）=20S时，CQT测试情况
扇区号
指标
SZ-市区-宿州东仙桥二站-HA-7012359-0
SZ-市区-宿州东仙桥二站-HA-7012359-1
SZ-市区-宿州东仙桥二站-HA-7012359-2
扇区名
RSRP
SINR
下载速率（Mbit/S）
SZ-市区-宿州东仙桥二站-HA-7012359-0
-79.5
22.38
1074.44
SZ-市区-宿州东仙桥二站-HA-7012359-1
-79
21.86
650.11
SZ-市区-宿州东仙桥二站-HA-7012359-2
-79.25
29.38
1063.82
6.4：
总体汇总
在相同的测试手机，测试车辆以及相同的行驶速度的前提下，SSB（毫秒）为5S，10S,20S时，该5G站点的RSRP值、以及下载速率都是上升趋势。
SSB周期（毫秒）=5S
SSB周期（毫秒）=10S
SSB周期（毫秒）=20S
RSRP
-83.76
-80.67
-76.06
SINR
19.17
17.26
19.58
下载速率（Mbit/S）
430.86
492.44
761.44
6.5：
测试小结
通过DT的测试结果，以及分析可以看出，SSB周期（毫秒）的改变，使得该基站在远近位置有着不同的变化，覆盖变好，同时也提高了下行速率，对周边用户感知有着显著的作用。
七：
经验总结
5GNRSSB周期（毫秒）取值为（5，10，20,40,80,160），现网建设的5G站点SSB周期（毫秒）皆为20S。
通过修改SSB周期（毫秒），可有效的增强覆盖及质量，SSB周期（毫秒）由5S-10S-20S进行效果严重，其RSRP有-83.76db、-80.67db、-76.0db6在进行改变于提升，下行速率也有430.86（Mbit/S）、492.44（Mbit/S）、761.44（Mbit/S）在进行改变于提升。
现网默认设置SSB周期（毫秒）为20，对增强覆盖，提高用户感知，有着极大的帮助，经过本次测试发现，SSB周期（毫秒）的取值不同，对覆盖有些不同的影响，对用户感知也有着不同的改变，这可以作为网络参数规划的一个参考，也为后期网络优化工作提供了一些新的思路。
从2G-3G-4G、从语音到网络，以至于现在的5G建设和使用，是种颠覆性的升级，使得人与人之间的通信有了质的飞跃与提升，5G基站的建设是一种新的挑战，5G的使用也是给个用户们一种新的体验，最大限度优化调整，是给予用户一种最大的帮助，提升NR小区覆盖，改善用户感知，是能给予用户更好的5G体验。
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