5G基站建好了，5G手機也就位了，那么，手機該怎么知道5G基站的存在呢?

這就需要手機按照自己支持的頻段來進行逐一搜索信號了，一旦發現可用的5G信號，就具備了使用5G網絡的條件，手機上的5G信號LOGO也就可以顯示了。

這一過程就叫做：“小區搜索”。

1. 什么是SSB?

說到小區搜索，必然是檢測某種形式的信號，這種信號在5G網絡中的名字叫“同步信號塊(Synchronization Signal Block，簡稱SSB)”。

為什么需要同步?因為基站和手機這一對搭檔，必須要協同工作。也就是說，手機必須知道基站使用的頻率，當前的幀號等信息，然后才能在這些頻率和時間上收發數據。不然兩眼一抹黑，就全亂了套。

這些同步信號塊(SSB)是必然是在某段頻率上，在某些時間點發送的。要說明這個問題，我們先來看看5G空口資源最基本的單元：資源單元(RE)和資源塊(RB)的概念。 

上圖畫的是5G的資源柵格，看起來跟4G非常像。這是因為這倆技術都是基于OFDM的，縱軸是頻域，劃分為多個子載波，橫軸是時間，一般用1毫秒的子幀來衡量，最小單位是OFDM符號。

可以看出，5G的一個資源塊(RB)包含頻域上的12個子載波。注意這一點和4G不同，4G的RB是由頻域上12個子載波和時域上的0.5毫秒(7個OFDM符號)組成的二維結構，而5G的RB只有頻域這一個維度。

5G的最小資源單位：資源單元(RE)由頻域的一個子載波和時域的一個OFDM符號組成，是無線資源的最小單位(如上圖中的小方格所示)。這一點是和4G一樣的。

這些用于5G小區搜索的同步信號塊(SSB)就分布在這些資源柵格之上。 

 

同步信號塊(SSB)在頻域上包含20個RB，時域上為4個OFDM符號，內部包含主同步信號，輔同步信號以及物理廣播信道這三類信息。

主同步信號的全稱為：Primary Synchroniztion Singnal，簡稱PSS。PSS在SSB的第一個OFDM符號上發送，頻域占用了127個子載波，其余子載波為空。

輔同步信號的全稱為：Secondary Synchroniztion Singnal，簡稱SSS。SSS在SSB的第三個OFDM符號上發送，頻域占用了127個子載波，其余子載波用于PBCH及隔離帶。

PSS攜帶了3個小區號，SSS攜帶了336個小區組號，這兩者共同決定了5G系統中的1008個物理小區號(Physical Cell Identity，簡稱PCI)。一旦手機成功搜索到了PSS和SSS，也就知道了這個5G載波的物理小區號。

物理廣播信道的全稱為：Physical Broadcast Channel，簡稱PBCH。PBCH在第二個和第四個OFDM符號上在SSB內全帶寬發送，另外也使用SSS兩端的48個子載波來發送。

2. SSB的時頻域位置?

同步柵格：

由于5G的系統帶寬動輒100MHz，高頻甚至能達到400MHz，遠大于4G的系統帶寬(最大20MHz)，如果像4G一樣把同步信號放在載波中心，手機按照100KHz的粒度來搜索的話，所需要的時間非常長，而且非常耗電，完全讓人無法接受。

因此，5G不再把SSB放在載波中心，而是放在每個頻段內一組有限的可能位置，稱作“同步柵格(Synchronization Raster)”。手機只需在這些稀疏的同步柵格上搜索SSB即可，速度更快。

SSB的周期：

SSB是周期性發送的，其周期可以從5毫秒到160毫秒之間變化。手機在進行小區搜索時，不能在某一個頻點上等待過長時間，因此默認按照20毫秒來進行。

如果手機在某個頻點上等待了20毫秒的時間，一直未發現SSB，則認為這個頻點上不存在5G載波，然后轉到同步柵格里面的下一個頻點再次嘗試。 

 

每個發送周期內SSB的發送時刻被限制在5毫秒的半幀內，且重復次數是和5G使用的頻段和子載波寬度相關的，最少4次，最多64次。比如說，在30KHz子載波配置下，載波頻段為3GHz~6GHz時，每個周期SSB可重復發送8次。具體有A~E共5種情況，如下圖所示。 

 

SSB的波束賦形：

5G相對于4G最大的優勢在于引入了波束賦形。實際使用中，可以把一個周期內的不同SSB分配到不同的波束上發送，每個SSB的發送時間不同，大家輪流依次發送，因此這種方式叫做SSB波束掃描，這些參與波束掃描的SSB集合就叫做同步信號突發集(SS Burst Set)。由于每個波束的能量更為集中，這樣就有效增強了5G的覆蓋。

由于每周期不同頻段所支持的SSB發送次數不同，它們的波束賦形能力也各不相同。總體上來說，頻段越高，波束賦形能力越強。

對于3GHz以下的頻段，一個SS突發集里最多包含4個SSB，因此最多可掃描4個波束;

對于3GHz~6GHz的頻段，一個SS突發集里最多包含8個SSB，因此最多可掃描8個波束;

對于高于6GHz的毫米波mmWave頻段，一個SS突發集里最多包含64個SSB，因此最多可掃描64個波束。 

 

手機搜索到主同步信號(PSS)和輔同步信號(SSS)之后，即可在收發上和基站進行同步，并獲取到了小區的物理小區號(PCI)。這個時候就具備了解析SSB中包含的系統消息的能力。

3. 系統消息(MIB + RMSI)的獲取?

SSB中的系統消息是由PBCH信道攜帶的，由于這些信息是手機要接入網絡所必須的，因此叫做主消息塊(Main Information Block，簡稱MIB)。

MIB中包含了以下信息，主要是系統幀號，初始接入的子載波間隔，是否小區閉鎖，以及其他系統消息(最關鍵的SIB1)等信息。 

 

由于MIB中包含的信息有限，還不足以支持手機接入5G小區。因此手機還必須再得到一些“必備”的系統消息。這個系統消息被稱為RMSI，全稱是Remaining Minimum System Information，也就是剩余最少系統消息的意思，實質上就是前面提到的SIB1。

SIB1以160毫秒為周期在普通的PDSCH(物理下行共享信道：Physical Downlink Shared Channel)上傳輸，由于手機已在PBCH所攜帶的MIB中獲取到了SIB1傳輸所使用的參數集以及調度它的控制資源分布情況，因此可以順利獲取到SIB1。

至此，手機已獲取到所有必須的系統消息，可以接入5G網絡了!至于其余的系統消息，由于不是初始接入必須的，在需要的時候按需發送即可。

綜上，手機進行5G小區搜索的流程總結如下圖所示。 

好了，本期的介紹就到這里，希望對大家有所幫助。 

非常感謝能堅持看到最后。