Wat is SSB LTE?

In Long-Term Evolution (LTE)-netwerken staat de term SSB voor Synchronization Signal Block. Het Synchronisatiesignaalblok is een essentieel onderdeel van de fysieke LTE-laag en draagt ​​bij aan het synchronisatie- en celzoekproces voor gebruikersapparatuur (UE’s) die verbinding willen maken met het LTE-netwerk. Het begrijpen van de rol van SSB is cruciaal om te begrijpen hoe LTE-apparaten synchronisatie met het netwerk tot stand brengen.

Synchronisatiesignaalblok (SSB) in LTE:

1. Definitie:

• Het Synchronisatiesignaalblok (SSB) is een specifiek type signaalstructuur gedefinieerd in de LTE-standaard. Het dient als referentiesignaal dat UE’s helpt bij het initiële synchronisatieproces, waardoor ze de timing en frequentie van een bepaalde LTE-cel kunnen identificeren en vastleggen.

2. Sleuteleigenschappen:

• Frequentie- en tijddomein:
  • SSB’s worden periodiek verzonden door de eNodeB (geëvolueerde NodeB) in zowel het frequentie- als het tijddomein. Dankzij deze periodiciteit kunnen UE’s met specifieke tussenpozen SSB’s verwachten en ernaar zoeken.
• Vaste structuur:
  • De SSB heeft een vaste structuur en de parameters ervan zijn vooraf gedefinieerd in de LTE-standaard. Dit omvat details zoals het aantal symbolen, subdraaggolven en modulatieschema’s die in de SSB worden gebruikt.
• Synchronisatiereferentie:
  • Het primaire doel van de SSB is om te dienen als synchronisatiereferentie voor UE’s. Door de SSB te detecteren en te decoderen, kan een UE de timing en frequentie synchroniseren met de LTE-cel, waardoor daaropvolgende communicatie mogelijk wordt.
• Celidentiteitsinformatie:
  • De SSB bevat ook informatie over de celidentiteit (CID) van de bedienende cel. De CID is een unieke identificatie die aan elke cel is gekoppeld, waardoor UE’s onderscheid kunnen maken tussen verschillende cellen in het netwerk.
• Beamforming en MIMO:
  • In scenario’s waarin bundelvorming of Multiple Input Multiple Output (MIMO) wordt gebruikt, kunnen de SSB’s worden verzonden met behulp van meerdere bundels. Dit vergroot het vermogen van UE’s om de bedienende cel te detecteren en te synchroniseren, vooral in uitdagende radio-omgevingen.

3. SSB-transmissie en configuratie:

• SSB Transmissieperiodiciteit:
  • SSB’s worden periodiek met regelmatige tussenpozen verzonden, ook wel de SSB-transmissieperiodiciteit genoemd. De standaard definieert verschillende periodiciteiten, zoals 20 ms, 40 ms en 80 ms, waardoor flexibiliteit mogelijk is op basis van het implementatiescenario van het netwerk.
• Frequentiebereik:
  • De SSB’s worden verzonden binnen een specifiek frequentiebereik dat bekend staat als het SSB-frequentiebereik. Het frequentiebereik en het aantal SSB’s binnen dat bereik worden geconfigureerd door het netwerk.
• SSB-index:
  • Binnen het SSB-frequentiebereik worden SSB’s geïdentificeerd door een index, bekend als de SSB-index. De SSB-index wordt door UE’s gebruikt om de SSB die overeenkomt met de bedienende cel te identificeren en te synchroniseren.

4. Cel zoeken en initiële toegang:

• Celzoekprocedure:
  • Tijdens de celzoekprocedure scannen UE’s het frequentiebereik op SSB’s. Door de periodieke verzending van SSB’s kunnen UE’s hun timing en frequentie afstemmen op de bedienende cel.
• Synchronisatiesignaalontvangst:
  • Zodra een UE een SSB detecteert, decodeert deze de synchronisatiesignalen binnen de SSB om de timing- en frequentiesynchronisatie-informatie te bepalen.
• Celidentificatie:
  • De SSB bevat ook informatie over de celidentiteit (CID) van de bedienende cel. UE’s gebruiken deze informatie om de specifieke LTE-cel te identificeren waarmee ze synchroniseren.
• Initiële toegang:
  • Na succesvolle synchronisatie kunnen UE’s doorgaan met de initiële toegangsprocedure, inclusief willekeurige toegang en netwerkregistratie.

5. SSB en straalbeheer:

• Beam Management en SSB’s:
  • In geavanceerde LTE-implementaties met beamforming wordt het concept van beams geïntroduceerd. Elke straal kan zijn eigen set SSB’s hebben, en UE’s moeten mogelijk straalbeheerprocedures uitvoeren om uit te lijnen met de sterkste of meest geschikte straal.
• Beam-schakeling:
  • UE’s moeten mogelijk een straalschakeling uitvoeren op basis van de veranderende radioomstandigheden of mobiliteit. Dit omvat het monitoren en selecteren van de optimale straal voor communicatie.

6. NR SSB’s in 5G (NR):

• Evolutie naar 5G (NR):
  • Met de evolutie naar 5G introduceert New Radio (NR) een soortgelijk concept van synchronisatiesignaalblokken (SSB’s). NR SSB’s spelen een rol bij de initiële celzoek- en synchronisatieprocedures voor 5G-compatibele UE’s.
• Verbeteringen voor 5G-functies:
  • NR SSB’s kunnen verbeteringen bevatten ter ondersteuning van nieuwe 5G-functies, waaronder bredere frequentiebanden, hogere datasnelheden en verbeterde spectrale efficiëntie.

7. Frequentiebereik en draaggolfbandbreedte:

• Impact van bandbreedte van provider:
  • De in het netwerk geconfigureerde draaggolfbandbreedte heeft invloed op het frequentiebereik dat aan SSB’s wordt toegewezen. Grotere draaggolfbandbreedtes vereisen mogelijk aanpassingen in het frequentiebereik en het aantal SSB’s.
• Implementatiescenario’s:
  • De keuze van het SSB-frequentiebereik en de draaggolfbandbreedte hangt af van het implementatiescenario, de netwerkvereisten en overwegingen voor de radioomgeving.

8. Interferentie en signaalkwaliteit:

• Mitigatie van interferentie:
  • SSB’s zijn ontworpen om robuuste signalen te zijn, en bij de netwerkplanning wordt rekening gehouden met technieken voor interferentiebeperking om betrouwbare detectie door UE’s te garanderen.
• Overwegingen voor signaalkwaliteit:
  • De kwaliteit van SSB-signalen is cruciaal voor succesvolle synchronisatie. Factoren zoals signaalsterkte, signaal-ruisverhouding en interferentieniveaus zijn van invloed op de effectiviteit van het synchronisatieproces.

Samenvattend is het Synchronisatiesignaalblok (SSB) in LTE-netwerken een fundamenteel element dat UE’s helpt bij het synchronisatie- en celzoekproces. Door periodiek SSB’s te verzenden, voorziet de eNodeB UE’s van een referentiesignaal voor het afstemmen van hun timing en frequentie, waardoor het tot stand brengen van initiële synchronisatie en daaropvolgende communicatie met het LTE-netwerk wordt vergemakkelijkt. De configuratie, periodiciteit en kenmerken van SSB’s zijn gedefinieerd in de LTE-standaard om effectieve synchronisatie tussen diverse implementatiescenario’s te garanderen.