5G基站建好了，5G手機(jī)也就位了，那么，手機(jī)該怎么知道5G基站的存在呢?

這就需要手機(jī)按照自己支持的頻段來進(jìn)行逐一搜索信號了，一旦發(fā)現(xiàn)可用的5G信號，就具備了使用5G網(wǎng)絡(luò)的條件，手機(jī)上的5G信號LOGO也就可以顯示了。

這一過程就叫做：“小區(qū)搜索”。

1. 什么是SSB?

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

為什么需要同步?因?yàn)榛竞褪謾C(jī)這一對搭檔，必須要協(xié)同工作。也就是說，手機(jī)必須知道基站使用的頻率，當(dāng)前的幀號等信息，然后才能在這些頻率和時(shí)間上收發(fā)數(shù)據(jù)。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(shí)間點(diǎn)發(fā)送的。要說明這個(gè)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?yàn)檫@倆技術(shù)都是基于OFDM的，縱軸是頻域，劃分為多個(gè)子載波，橫軸是時(shí)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(gè)資源塊(RB)包含頻域上的12個(gè)子載波。注意這一點(diǎn)和4G不同，4G的RB是由頻域上12個(gè)子載波和時(shí)域上的0.5毫秒(7個(gè)OFDM符號)組成的二維結(jié)構(gòu)，而5G的RB只有頻域這一個(gè)維度。

5G的最小資源單位：資源單元(RE)由頻域的一個(gè)子載波和時(shí)域的一個(gè)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(diǎn)是和4G一樣的。

這些用于5G小區(qū)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(gè)RB，時(shí)域上為4個(gè)OFDM符號，內(nèi)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(gè)OFDM符號上發(fā)送，頻域占用了127個(gè)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(gè)OFDM符號上發(fā)送，頻域占用了127個(gè)子載波，其余子載波用于PBCH及隔離帶。

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

物理廣播信道的全稱為：Physical Broadcast Channel，簡稱PBCH。PBCH在第二個(gè)和第四個(gè)OFDM符號上在SSB內(nèi)全帶寬發(fā)送，另外也使用SSS兩端的48個(gè)子載波來發(fā)送。

2. SSB的時(shí)頻域位置?

同步柵格：

由于5G的系統(tǒng)帶寬動(dòng)輒100MHz，高頻甚至能達(dá)到400MHz，遠(yuǎn)大于4G的系統(tǒng)帶寬(最大20MHz)，如果像4G一樣把同步信號放在載波中心，手機(jī)按照100KHz的粒度來搜索的話，所需要的時(shí)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(gè)頻段內(nèi)一組有限的可能位置，稱作“同步柵格(Synchronization Raster)”。手機(jī)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(fā)送的，其周期可以從5毫秒到160毫秒之間變化。手機(jī)在進(jìn)行小區(qū)搜索時(shí)，不能在某一個(gè)頻點(diǎn)上等待過長時(shí)間，因此默認(rèn)按照20毫秒來進(jìn)行。

如果手機(jī)在某個(gè)頻點(diǎn)上等待了20毫秒的時(shí)間，一直未發(fā)現(xiàn)SSB，則認(rèn)為這個(gè)頻點(diǎn)上不存在5G載波，然后轉(zhuǎn)到同步柵格里面的下一個(gè)頻點(diǎn)再次嘗試。 

每個(gè)發(fā)送周期內(nèi)SSB的發(fā)送時(shí)刻被限制在5毫秒的半幀內(nèi)，且重復(fù)次數(shù)是和5G使用的頻段和子載波寬度相關(guān)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(shí)，每個(gè)周期SSB可重復(fù)發(fā)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(yōu)勢在于引入了波束賦形。實(shí)際使用中，可以把一個(gè)周期內(nèi)的不同SSB分配到不同的波束上發(fā)送，每個(gè)SSB的發(fā)送時(shí)間不同，大家輪流依次發(fā)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(fā)集(SS Burst Set)。由于每個(gè)波束的能量更為集中，這樣就有效增強(qiáng)了5G的覆蓋。

由于每周期不同頻段所支持的SSB發(fā)送次數(shù)不同，它們的波束賦形能力也各不相同?？傮w上來說，頻段越高，波束賦形能力越強(qiáng)。

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

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

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

手機(jī)搜索到主同步信號(PSS)和輔同步信號(SSS)之后，即可在收發(fā)上和基站進(jìn)行同步，并獲取到了小區(qū)的物理小區(qū)號(PCI)。這個(gè)時(shí)候就具備了解析SSB中包含的系統(tǒng)消息的能力。

3. 系統(tǒng)消息(MIB + RMSI)的獲取?

SSB中的系統(tǒng)消息是由PBCH信道攜帶的，由于這些信息是手機(jī)要接入網(wǎng)絡(luò)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(tǒng)幀號，初始接入的子載波間隔，是否小區(qū)閉鎖，以及其他系統(tǒng)消息(最關(guān)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(jī)接入5G小區(qū)。因此手機(jī)還必須再得到一些“必備”的系統(tǒng)消息。這個(gè)系統(tǒng)消息被稱為RMSI，全稱是Remaining Minimum System Information，也就是剩余最少系統(tǒng)消息的意思，實(shí)質(zhì)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(jī)已在PBCH所攜帶的MIB中獲取到了SIB1傳輸所使用的參數(shù)集以及調(diào)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(jī)已獲取到所有必須的系統(tǒng)消息，可以接入5G網(wǎng)絡(luò)了!至于其余的系統(tǒng)消息，由于不是初始接入必須的，在需要的時(shí)候按需發(fā)送即可。

綜上，手機(jī)進(jìn)行5G小區(qū)搜索的流程總結(jié)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(jiān)持看到最后。