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NB-IoT信道學(xué)問(wèn)解讀,下行輔同步信號(hào)NSSS有講究

2017/12/15
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吳老司已經(jīng)談到 NB 的下行主同步信號(hào) NPSS,本篇接著講解 NB 的下行輔同步信號(hào) NSSS。
 
1   復(fù)習(xí) ZC 序列
上篇講述 NPSS 時(shí)已經(jīng)強(qiáng)調(diào)過(guò) ZC 序列是理解同步序列的基礎(chǔ),我們不妨將上張圖再次復(fù)習(xí)下,因?yàn)樵?NSSS 中 ZC 序列仍是當(dāng)之無(wú)愧的主角,并且要遠(yuǎn)比 NPSS 復(fù)雜。
 
 
具體細(xì)節(jié)請(qǐng)小同學(xué)們自覺(jué)復(fù)習(xí)上篇《NB-IOT 之下行主同步信號(hào) NPSS》講解部分。
 
2   NSSS 信號(hào)作用和資源映射
◢NB 中的 NSSS 類(lèi)似于 LTE 中的 SSS 信號(hào)
 
◢不同于 NPSS 是基于 11 位的短 ZC 序列,NSSS 是基于 131 位的長(zhǎng) ZC 序列
 
長(zhǎng)短怎么界定?sorry,吳老司也沒(méi)查到相關(guān)的規(guī)定,到底多長(zhǎng)算長(zhǎng),多短算短。不過(guò)如果講戲說(shuō)乾隆的故事的話(huà),就是 NPSS 在最初設(shè)計(jì)的時(shí)候有多種方案,一種是基于長(zhǎng) ZC 序列然后截?cái)嘧鳛?NPSS,另外一種是直接生成 11 位的短序列,當(dāng)前你已經(jīng)知道 NPSS 采用的事短序列方案,所以后來(lái)也就將 11 位的叫做短序列了,自然 NSSS 采用的 131 位序列稱(chēng)為長(zhǎng)序列了。這有點(diǎn)類(lèi)似于當(dāng)年對(duì)于 enode B 的取名一樣,大家習(xí)慣了而已。
 
而實(shí)際上在使用中,NSSS 是 132 位的,那么這是如何得到的呢?簡(jiǎn)單理解就是先生成 131 的基礎(chǔ)序列,然后再 copy 后接上原序列,這樣序列長(zhǎng)度就擴(kuò)展到>131 了,接下來(lái)就要多少位截取多少位。這種方法又稱(chēng)為循環(huán)擴(kuò)展。
 
下圖給出的是 LTE 中上行參考信號(hào)生成的示意圖,原理是一樣的,供大家參考。
 
 
◢NSSS 的作用是用于終端獲取 504 個(gè)小區(qū) ID 信息(PCI)及 80ms 的幀定時(shí)信息(即在 80ms 中的哪一個(gè)無(wú)線(xiàn)幀)。
 
前面講過(guò) NB 中 NPSS 只有一條,不攜帶有 PCI 的信息,這是因?yàn)榭紤]到 NB 終端低成本,終端同步檢測(cè)的復(fù)雜度盡量低。那么必定可以推出 NSSS 必須承擔(dān)攜帶全部 PCI 信息的使命。
 
我們不妨來(lái)看看 LTE 中是怎樣利用 PSS 和 SSS 來(lái)做到攜帶 PCI 信息的,這對(duì)后續(xù)的學(xué)習(xí)將會(huì)帶來(lái)很大的幫助。
 
 
LTE 中通過(guò)檢測(cè) PSS 和 SSS 來(lái)獲得小區(qū) ID,具體方法為:
 
 
在下一小節(jié)我們馬上可以看到,雖然 NB 中 NPSS 不攜帶 PCI 信息,但是 NSSS 仍然通過(guò)擾碼序列和 ZC 序列的置位將 PCI 信息全部搞定,兩個(gè)人的活得由一個(gè)人干,寶寶心里苦,但是我不說(shuō)!
 
 
◢固定在每個(gè)偶數(shù)幀的第 9 號(hào)子幀上發(fā)送,周期為 20ms
 
同樣,NSSS 占用一個(gè)子幀的寬度,頻域分集增益的缺失需要時(shí)域分集增益來(lái)彌補(bǔ),所以原 LTE SSS 占用 1 個(gè)符號(hào)寬度就被擴(kuò)展到整個(gè)子幀了
 
◢與 NPSS 不同,NSSS 占據(jù)頻域的 0~11 號(hào) 12 個(gè)子載波(占滿(mǎn)了)
 
◢時(shí)域上固定預(yù)留前 3 個(gè)符號(hào)
 
同樣,同步時(shí)還沒(méi)獲取到場(chǎng)景信息,也就是終端還不能了解到系統(tǒng)采用的是三種部署方式的哪種,即無(wú)法區(qū)分是 ST、IB 還是 GB,所以只能按最保守、最復(fù)雜的情況來(lái)做,即 IB。而 IB 中因?yàn)榍?3 個(gè)符號(hào)需要為 LTE PDCCH 預(yù)留資源,所以 NB 干脆就不管你采用什么部署方式,統(tǒng)統(tǒng)將前 3 個(gè)符號(hào)預(yù)留出來(lái),不去“撩”人家了。
 
◢Inband 場(chǎng)景下遇到 LTE CRS 的 RE 時(shí)按實(shí)際占用 RE 數(shù)量進(jìn)行打孔處理
 
因?yàn)?NSSS 中本來(lái)就沒(méi)傳數(shù)據(jù),只是信號(hào),所以打幾個(gè)孔也沒(méi)關(guān)系。具體解釋同 NPSS。
 
 
 
 
3   NSSS 信號(hào)的生成
實(shí)話(huà)實(shí)說(shuō),理解 NSSS 信號(hào)的生成是有很大難度的,下面盡量通過(guò)兩個(gè)圖來(lái)講清楚。
 
第一個(gè)圖:NSSS 信號(hào)生成詳解,請(qǐng)對(duì)照備注看公式(吳老司純手工打造,此處應(yīng)該有掌聲!):
 
 
再看 NSSS 生成示意圖,重點(diǎn)注意橙色框中標(biāo)記部分,這里將上圖中的一些核心思想描述了。
 
 
主要思想就是 PCI 參與了 ZC 序列的置位,同時(shí)也參與了擾碼序列的生成,最終得到了 NSSS 序列。但是因?yàn)?80ms 內(nèi)幀定時(shí)關(guān)系,系統(tǒng)又設(shè)計(jì)了幀定時(shí)循環(huán)移位。
 
這里吳老司想再提兩個(gè)問(wèn)題:
 
1)為什么 NSSS 序列是 132 位?
 
請(qǐng)仔細(xì)盯著圖看 NSSS 的資源占用,NSSS 占用的資源塊正好是 11*12=132 個(gè) RE,所以生成的 132 位的 NSSS 正好與 132 個(gè) RE 一一對(duì)應(yīng)。
 
2) 怎么將 PCI 是 504 個(gè)與 NSSS 對(duì)應(yīng)起來(lái)?
 
如果將 u 和 q 一起聯(lián)合起來(lái)看,可以認(rèn)為 u 分 group(126),q 分小區(qū) ID(4),126*4=504。是不是跟 LTE PCI 有異曲同工之妙呢?同樣的配方同樣的味道呀。
 
恍然大悟了沒(méi)?
 
 
最后來(lái)將 NPSS 和 NSSS 串燒一下,看是啥個(gè)樣子哦。
 
 
4   結(jié)束語(yǔ)
本篇主要講到 NB 的下行輔同步信號(hào) NSSS,重點(diǎn)是 PCI 如何與 NSSS 關(guān)聯(lián)起來(lái)的,細(xì)節(jié)非常多,理解起來(lái)非常困難,但是如果一旦 get 到一些技能,相信后續(xù)的信道學(xué)習(xí)也會(huì)輕松很多。下期吳老司接著撩 NRS 信號(hào)。
 
 
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吳細(xì)剛,一位在移動(dòng)通信行業(yè)耕耘十年的老兵。創(chuàng)辦“吳老師聊通信”微信公號(hào),并將“吳老司撩NB-IoT系列”文章匯集成冊(cè),發(fā)表《NB-IoT從原理到實(shí)踐30講》一書(shū)。