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本人就职于国际知名终端厂商，负责modem芯片研发。
在5G早期负责终端数据业务层、核心网相关的开发工作，目前牵头6G算力网络技术标准研究。


博客内容主要围绕：
       5G/6G协议讲解
       算力网络讲解（云计算，边缘计算，端计算）
       高级C语言讲解
       Rust语言讲解

PBCH和PBCH的DMRS

       UE搜索完PSS和SSS之后，就获得了PCI，接下来需要解调PBCH。由于NR中没有小区专用参考信号（Cell-specific Reference Signal，CRS），要解调PBCH信道，UE必须先获得PBCH的DMRS的位置。

       PBCH的DMRS在时域上的位置和PBCH相同，即占用SS/PBCH块的第2～4个OFDM符号；频域上的位置间隔4个子载波，也即每个RB上有3个DMRS，频域偏移由PCI确定，即根据 $v=N_{ID}^{CELL}mod4$ 确定频域偏移，同频邻区设置不同的频域偏移有利于降低不同小区之间的干扰。

NR的PCI规划原则与LTE相类似，也要满足以下原则：相同PCI的复用距离足够远，避免同一个基站的小区以及该基站的邻区列表出现PCI相同的情况，保留适量的PCI用于室分规划、位置边界规划和网络的扩展。由于PSS只有3个，为了避免PSS的干扰，NR的PCI也要考虑模3干扰。NR的PCI规划与LTE的PCI规划的主要差异是：LTE的PCI数量是504个，而NR的PCI数量是1008个，PCI发生冲突的概率会降低，与NR的小区覆盖范围较小、PCI需要较大的复用距离相适应。

一、PBCH的DMRS序列

PBCH的DMRS序列通过下面的公式定义
$$r(m)=\frac{1}{\sqrt{2}}(1-2\times c(2m))+j\frac{1}{\sqrt{2}}(1-2\times c(2m+1))$$
其中

• c(n)是伪随机序列，其公式定义为
  $$c(n)=(x_1(n+N_c)+x_2(n+N_c))mod2$$
  $$x_1(n+31)=(x_1(n+3)+x_1(n))mod2$$
  $$x_2(n+31)=(x_2(n+3)+x_2(n+2)+x_2(n+1)+x_2(n))mod2$$
  其中$N_c$=1600，第1个m序列通过$x_1(0)$=1，$x_1(n)$=0，n∈{1，2，…，30}进行初始化，第2个m序列$x_2(n)$通过$c_{init}={\sum }_{i=0}^{30}{x}_2(i)\times 2^i$。

• 对于PBCH的DMRS来说，相关的$c_{init}$公式定义如下
  $$c_{init}=2^{11}({\overline{i}}_{SSB}+1)(\lfloor N_{ID}^{cell}/4\rfloor +1)+2^6({\overline{i}}_{SSB}+1)+(N_{ID}^{cell}mod4)$$
  $${\overline{i}}_{SSB}=i_{SSB}+4n_{hf}$$

  • $n_{hf}$是PBCH所在的半帧号
  • $i_{SSB}$是SSB块的索引
    $n_{hf}$和 $i_{SSB}$的具体取值与半帧（5ms）内的SSB的最大数量$L_{max}$有关。对于$L_{max}$=4，$i_{SSB}$是SSB块索引的2个比特位，如果PBCH在无线帧的第1个半帧，则$n_{hf}$=0，如果PBCH在无线帧的第2个半帧，则$n_{hf}$=1；对于$L_{max}$=8或者=64，$i_{SSB}$是SSB索引的3个最低比特位，$n_{hf}$=0。
    • 对于$L_{max}$=4，用2个bit表示SSB索引，1个bit表示所在的半帧号；
    • 对于$L_{max}$=8，$n_{hf}$=0，正好用${\overline{i}}_{SSB}=i_{SSB}$表示SSB的索引，也即用3个bit表示SSB的索引；
    • 对于$L_{max}$=64，$n_{hf}$=0，${\overline{i}}_{SSB}$是SSB的低3个bit，高3个bit为${\overline{a}}_{\overline{A}+5}$,${\overline{a}}_{\overline{A}+6}$,${\overline{a}}_{\overline{A}+7}$，即用DMRS承载的3个bit和PBCH编码时增加的${\overline{a}}_{\overline{A}+5}$,${\overline{a}}_{\overline{A}+6}$,${\overline{a}}_{\overline{A}+7}$联合表示SSB的索引；

在DMRS公式定义中，$N_{ID}^{cell}$是已知的，${\overline{i}}_{SSB}$的取值有8种可能，也即UE在初始小区搜索的时候，使用8个DMRS初始化序列，通过盲检的方式，确定PBCH使用的是哪一个DMRS。

二、PBCH信道功能

PBCH信道发送的信息包括两部分：

• 高层产生的主消息块（Master Information Block，MIB）消息；
• 额外增加的与定时相关的信息。

MIB包含了一些极其重要的信息，以便UE能够获得其他的系统消息，MIB主要包括的信息如下：

• systemFrameNumber：系统帧号（System Frame Number，SFN）的高6个bit，SFN的低4个bit在PBCH的信道编码中传输（SFN共10个bit）；
• subCarrierSpacingCommon：初始接入、寻呼和广播系统消息SIB1、Msg2、Msg4的子载波间隔，共1个bit，取值为“scs 15 or 60”或“scs 30 or 120”。如果UE在FR1的载波频率上读取MIB，“scs 15 or 60”对应的子载波间隔是15kHz，“scs 30 or 120”对应的子载波间隔是30kHz；如果UE在FR2的载波频率上读取MIB，“scs 15 or 60”对应的子载波间隔是60kHz，“scs 30 or 120”对应的子载波间隔是120kHz；
• ssb-SubcarrierOffset：SSB子载波偏移，对应着图5-2中的kSSB，也即从公共资源块的子载波0到SSB的子载波0之间偏移的子载波数量。ssb-SubcarrierOffset共有4个bit，4个bit可以表示0～15。对于FR2，kSSB的取值是0～11，只用ssb-SubcarrierOffset即可指示；对于FR1，kSSB的取值是0～23，只用ssb-SubcarrierOffset不足以指示，还需要在PBCH的信道编码中额外增加1个bit；
• dmrs-TypeA-Position：PDSCH的DM-RS（Type A）在时隙内开始的位置，共1个bit，取值为“pos2”或“pos3”，“pos2”表示DM-RS的开始位置在一个时隙内的OFDM符号2（即第3个OFDM符号），“pos3”表示DM-RS的开始位置在一个时隙内的OFDM符号3（即第4个OFDM符号），有关PDSCH的DM-RS的内容参见本书5.3.4节；
• pdcch-ConfigSIB1：共8个bit，对应着RMSI-PDCCH-Config，其中，前面的4个bit用于指示初始DL BWP的公共CORESET 0的配置，后面的4个bit指示初始DL BWP的Type0-PDCCH公共搜索空间的配置（参见本书5.2.5节）。如果ssb-SubcarrierOffset指示SIB1不存在，则pdcch-ConfigSIB1可以通知UE在哪个频率上搜索到“携带”有SIB1的SS/PBCH块或在某个频率范围内没有“携带”SIB1的SS/PBCH块；
• pdcch-ConfigSIB1：共8个bit，对应着RMSI-PDCCH-Config，其中，前面的4个bit用于指示初始DL BWP的公共CORESET 0的配置，后面的4个bit指示初始DL BWP的Type0-PDCCH公共搜索空间的配置（参见本书5.2.5节）。如果ssb-SubcarrierOffset指示SIB1不存在，则pdcch-ConfigSIB1可以通知UE在哪个频率上搜索到“携带”有SIB1的SS/PBCH块或在某个频率范围内没有“携带”SIB1的SS/PBCH块；
• pdcch-ConfigSIB1：共8个bit，对应着RMSI-PDCCH-Config，其中，前面的4个bit用于指示初始DL BWP的公共CORESET 0的配置，后面的4个bit指示初始DL BWP的Type0-PDCCH公共搜索空间的配置（参见本书5.2.5节）。如果ssb-SubcarrierOffset指示SIB1不存在，则pdcch-ConfigSIB1可以通知UE在哪个频率上搜索到“携带”有SIB1的SS/PBCH块或在某个频率范围内没有“携带”SIB1的SS/PBCH块；

       PBCH除了传递MIB信息外，还通过PBCH信道编码额外增加8个与定时相关的信息。PBCH信道编码的处理过程如下：

1. ${\overline{a}}_1$,${\overline{a}}_2$,……,${\overline{a}}_{\overline{A}-1}$是物理层接收到的PBCH传输块，也即MIB;
2. ${\overline{a}}_{\overline{A}}$,${\overline{a}}_{\overline{A}+1}$,……,${\overline{a}}_{\overline{A}+7}$是8个与定时相关的信息;
3. ${\overline{a}}_1$,${\overline{a}}_2$,……,${\overline{a}}_{\overline{A}+6}$,${\overline{a}}_{\overline{A}+7}$附加上24个bit的CRC编码，再经过信道编码、速率匹配、调制后映射到物理资源上，最后映射到天线端口上进行传输。PBCH的信道编码采用Polar码，调制采用QPSK调制。

额外增加的8个与定时相关的比特含义如下:

• ${\overline{a}}_{\overline{A}}$,${\overline{a}}_{\overline{A}+1}$,${\overline{a}}_{\overline{A}+2}$,${\overline{a}}_{\overline{A}+3}$：SFN的低4位，SFN的高6位在MIB中；
• ${\overline{a}}_{\overline{A}+4}$：半帧标志位${\overline{a}}_{HRF}$；
• ${\overline{a}}_{\overline{A}+5}$,${\overline{a}}_{\overline{A}+6}$,${\overline{a}}_{\overline{A}+7}$：分为两种情况：
  • 如果$L_{max}$=64，表示SSB索引的高3位；
  • 如果是$L_{max}$=4或者$L_{max}$=8，则${\overline{a}}_{\overline{A}+5}$是kSSB的高1位，${\overline{a}}_{\overline{A}+6}$,${\overline{a}}_{\overline{A}+7}$用做保留；

PBCH信道上承载的信息（含CRC）：

信息	FR1（bit）	FR2（bit）
SFN	10	10
SIB1的子载波间隔（参数集）	1	1
SSB的子载波偏移	5	4
PDSCH的第1个DMRS的时域位置	1	1
与SIB1相关的PDCCH配置	8	8
小区禁止标志	1	1
同频小区重选标志	1	1
SSB索引	0	3
半帧指示	1	1
Choice（是否为扩展MIB）	1	1
保留位	3	1
CRC	24	24
合计	56	56

UE解码PBCH信道后，即可得到SSB块的索引信息，也就获得了时序的完整信息，包括帧号、子帧号和时隙号。需要注意的是，PBCH的周期固定为80ms，但是可以在80ms内重复多次传输，PBCH重复多次传输可以压制相邻小区的干扰，提高合并性能，重复的次数与SSB的周期有关。

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