SSB 구조¶

스펙 · 릴리즈

TS 38.211 §7.4.2 (PSS/SSS 시퀀스), §7.4.3 (SS/PBCH 블록 자원, Table 7.4.3.1-1), §7.3.3 (PBCH) · TS 38.212 §7.1 (BCH 부호화) · TS 38.213 §4.1 (SSB 후보 위치 Case A–G) · TS 38.331 MIB, ssb-PositionsInBurst Rel-15 (Case A–E) → Rel-16 NR-U 발견 버스트 → Rel-17 Case F/G (480·960 kHz), NCD-SSB

한눈에 보기

SSB (SS/PBCH Block)는 NR 셀이 자신을 알리는 신호 묶음입니다. 한 블록 안에 세 가지가 들어 있습니다.

PSS (주 동기신호): 타이밍 맞추기, 셀 ID 일부
SSS (부 동기신호): 셀 ID 나머지
PBCH (방송 채널): MIB — SFN, CORESET#0 위치 등 최소 정보

LTE에서는 이 셋이 시간·주파수에 흩어져 있었지만, NR에서는 4 심볼 × 240 부반송파 한 덩어리로 묶었습니다. 그리고 이 덩어리를 여러 번, 방향을 바꿔 가며(빔 스윕) 보냅니다. 단말은 가장 잘 들리는 SSB를 골라 그 빔으로 접속합니다.

SSB 내부 구조¶

SSB 구조 — SSB는 4 OFDM 심볼 × 240 부반송파(20 RB). 심볼 0에 PSS, 심볼 2 가운데에 SSS, 심볼 1·3 전체와 심볼 2 양옆에 PBCH가 들어갑니다(TS 38.211 Table 7.4.3.1-1).

심볼	부반송파 0–47	48–55	56–182	183–191	192–239
0	0	0	PSS	0	0
1	PBCH	PBCH	PBCH	PBCH	PBCH
2	PBCH	0	SSS	0	PBCH
3	PBCH	PBCH	PBCH	PBCH	PBCH

셀 ID¶

\[ N_{ID}^{cell} = 3\,N_{ID}^{(1)} + N_{ID}^{(2)}, \qquad N_{ID}^{(1)} \in \{0,\dots,335\},\ N_{ID}^{(2)} \in \{0,1,2\} \ \Rightarrow\ 1008 \text{개} \]

신호	시퀀스	운반 정보
PSS	BPSK m-시퀀스 길이 127, 순환 이동 \(43 N_{ID}^{(2)}\)	\(N_{ID}^{(2)}\), 심볼 타이밍
SSS	BPSK Gold 시퀀스 길이 127 (두 m-시퀀스, 이동값이 \(N_{ID}^{(1)}\), \(N_{ID}^{(2)}\)에 의존)	\(N_{ID}^{(1)}\)
PBCH DMRS	Gold 시퀀스, SSB 인덱스·하프 프레임으로 초기화	SSB 인덱스 하위 2–3비트

LTE의 ZC 기반 PSS는 주파수 오프셋과 타이밍 오프셋이 섞이는 문제가 있어, NR은 m-시퀀스를 택했습니다.

SS 버스트¶

SSB 버스트 Case A–E — 하프 프레임(5 ms) 안의 SSB 후보 위치(TS 38.213 §4.1). 실제로 보낼 SSB는 ssb-PositionsInBurst 비트맵으로 정합니다. 아래는 FR2 Case D/E 처음 0.25 ms 확대.

Case	SCS	후보 첫 심볼 (하프 프레임 기준)	주 사용
A	15 kHz	{2, 8} + 14n	FR1 FDD 저대역
B	30 kHz	{4, 8, 16, 20} + 28n	FR1 일부 밴드 (n5, n66 등)
C	30 kHz	{2, 8} + 14n	FR1 (n78 등 대부분)
D	120 kHz	{4, 8, 16, 20} + 28n	FR2
E	240 kHz	{8, 12, 16, 20, 32, 36, 40, 44} + 56n	FR2
F / G (Rel-17)	480 / 960 kHz	{2, 9} + 14n	FR2-2

최대 SSB 수 \(L_{max}\)	조건
4	FR1 저주파 (FDD 약 3 GHz 이하, TDD는 더 낮은 기준)
8	FR1 그 외
64	FR2

SSB 빔 스윕 — SSB 인덱스마다 다른 방향의 빔으로 보냅니다. 단말은 가장 강한 SSB를 고르고, 그 SSB에 연결된 RACH 자원으로 접속해 기지국에 빔을 알려 줍니다.

MIB 내용¶

필드	비트	의미
`systemFrameNumber`	6	SFN 상위 6비트 (하위 4비트는 PBCH 페이로드)
`subCarrierSpacingCommon`	1	SIB1·Msg2/4·페이징의 SCS (FR1: 15/30, FR2: 60/120)
`ssb-SubcarrierOffset`	4	\(k_{SSB}\) 하위 4비트
`dmrs-TypeA-Position`	1	PDSCH/PUSCH 첫 DMRS 심볼 (2 또는 3)
`pdcch-ConfigSIB1`	8	controlResourceSetZero(4) + searchSpaceZero(4) → CORESET#0, SS#0
`cellBarred`	1	셀 금지
`intraFreqReselection`	1	금지 시 동일 주파수 재선택 허용 여부
spare	1

PBCH 전송 블록 = MIB 24비트(선택 비트 포함) + 8비트 타이밍 정보(SFN 하위 4, 하프 프레임 1, \(L_{max}=64\)이면 SSB 인덱스 상위 3 / 아니면 \(k_{SSB}\) 최상위 1비트 + 예약 2).

전문가 노트 — 주기, 인덱스, 부호화

주기. ssb-PeriodicityServingCell: 5, 10, 20, 40, 80, 160 ms. 초기 셀 탐색에서 단말은 20 ms를 가정합니다. SSB가 160 ms마다 오면 탐색 시간이 늘지만 기지국 에너지 절감에 유리합니다(Rel-18 망 에너지 절감과 연결).

SSB 인덱스 획득. \(L_{max}\) = 4: DMRS로 2비트 / 8: DMRS로 3비트 / 64: DMRS 3비트 + PBCH 페이로드 3비트. PBCH DMRS 초기값: \(c_{init} = 2^{11}(\bar i_{SSB}+1)(\lfloor N_{ID}^{cell}/4 \rfloor + 1) + 2^6(\bar i_{SSB}+1) + (N_{ID}^{cell} \bmod 4)\), \(\bar i_{SSB}\)는 SSB 인덱스 하위 비트(\(L_{max}\)=4일 때는 하프 프레임 비트 포함). 인덱스를 알면 그 SSB의 정확한 프레임 내 타이밍을 알 수 있습니다.

PBCH 부호화. 32비트 + CRC 24 → Polar(N = 512) → 레이트 매칭 864비트 → QPSK 432 RE. 페이로드 비트는 먼저 스크램블(SFN 2·3번째 LSB로 위상 선택)되어 80 ms TTI 안의 4개 20 ms 구간이 서로 결합 가능하도록 설계되었습니다.

CD-SSB와 NCD-SSB. 셀을 정의하는 SSB(CD-SSB)는 동기 래스터(GSCN) 위에 있고 CORESET#0과 연결됩니다. 래스터 밖의 SSB(NCD-SSB)는 측정·BWP용입니다. → NR-ARFCN과 GSCN

SSB와 데이터 다중화. SSB가 있는 RB·심볼은 PDSCH가 레이트 매칭으로 피합니다(ssb-PositionsInBurst 기준). 단말이 그 정보를 모르는 SIB1 수신 시에는 SSB와 겹치는 PDSCH를 스케줄하지 않습니다.

NR-U (Rel-16). LBT 실패로 SSB를 못 보내는 경우를 대비해 발견 버스트 전송 창(최대 5 ms) 안에서 SSB 후보 위치를 늘리고, 같은 빔의 후보끼리 QCL 관계(ssb-PositionQCL)를 알려 줍니다.

LTE ↔ NR 비교¶

항목	LTE	NR
구성	PSS·SSS·PBCH가 따로	SSB 한 덩어리 (4 심볼 × 20 RB)
위치	캐리어 중앙	래스터 위 어디든 (캐리어 중앙 아닐 수 있음)
주기	PSS/SSS 5 ms, PBCH 10 ms	5–160 ms (기본 가정 20 ms)
빔	없음	최대 64 빔 스윕
PCI	504	1008
PBCH 복조	CRS	PBCH DMRS