一、同步信号块SSB简介
SSB：Synchronization Signal Block, 同步信号块
PPS：Primary Synchronization Signal, 主同步信号
SSS：Secondary Synchronization Signal，辅同步信号
CRS：Cell Reference Signal, 小区参考信号
DMRS： De-modulation Reference Signal， 解调参考信号
PBCH: Physical Boardcast Signal， 物理广播信道
二、基本介绍
1. 同步信号块（SSB）
是什么？ SSB是5G NR中最重要的下行信号之一。它不是一个单一的信号，而是一个时频资源块的集合，包含了终端（手机等）接入小区所必需的最关键信息。
作用： SSB是终端与基站建立连接的"敲门砖"。它的核心功能包括：
下行同步： 让终端在时间和频率上与基站对齐。
小区识别： 让终端知道它发现的是哪个小区（通过物理小区ID - PCI）。
广播系统信息： 承载最基础的系统信息（通过PBCH），如系统帧号、半帧指示等。
波束测量： SSB是终端测量信道质量（RSRP/RSRQ）和进行波束管理的基础参考信号。
组成： 一个SSB由以下四个部分在时域和频域上紧密排列而成：
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主同步信号（PSS）
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辅同步信号（SSS）
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物理广播信道（PBCH）
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PBCH解调参考信号（PBCH-DMRS）
2. 主同步信号（PSS）
是什么？ 一个长度为127的特定序列，在频域上占据连续的127个子载波。
作用：
符号定时同步： 帮助终端粗略地找到OFDM符号的起始位置（在时域上对齐）。
频率同步： 帮助纠正终端与基站之间的初始频率偏差。
部分小区ID识别： 它直接指示了物理小区ID（PCI）的三个可能值之一（0, 1, 或 2）。
3. 辅同步信号（SSS）
是什么？ 同样是一个长度为127的特定序列，在频域上与PSS相邻，但在时域上位于不同的OFDM符号。
作用：
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帧定时同步： 帮助终端确定10ms系统帧的起始位置。
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完成小区ID识别： 它指示了物理小区ID（PCI）的另外336个可能值之一（0 到 335）。结合PSS提供的组内ID，可以唯一确定总共1008个（3 x 336）PCI。
三、深入理解
1. SSB的时频结构：一个"固定模式"的堡垒
SSB在时频网格中有一个非常固定和可预测的结构，这对于初始搜索至关重要。
频域： 无论系统带宽多大，一个SSB始终占据20个资源块（RB），即240个子载波。PSS/SSS/PBCH-DMRS实际只使用中间的127+127+144个子载波，两边有保护带。
时域： 一个SSB在时域上占据4个OFDM符号。它们的顺序是固定的：
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符号 0: PSS
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符号 1: PBCH
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符号 2: SSS + PBCH
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符号 3: PBCH
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PBCH-DMRS会散布在符号1、2、3中。
这种固定的"4符号 x 20RB"的方块结构，使得终端可以在未知的频谱中，通过一个滑动的时间/频率窗口，以一种"盲检"的方式高效地搜索SSB。
2. PSS和SSS的协同工作：分工与合作的典范
PSS和SSS的设计体现了优秀的分层和协同设计思想。
PSS先行，实现"粗同步"和"分组"：
PSS序列非常简单，只有3种可能（NID<sup>(2)</sup> = 0, 1, 2）。这使得终端可以非常快速、低复杂度地完成相关运算，找到PSS的位置。
找到PSS意味着终端知道了：
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大概的符号定时。
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PCI属于哪个"小组"（共3个小组）。
SSS后至，实现"精同步"和"唯一识别"：
一旦通过PSS完成了粗同步，终端就知道应该在哪个精确的时频位置去寻找SSS。这极大地缩小了SSS的搜索范围，降低了复杂度。
SSS序列有336种可能（NID<sup>(1)</sup> = 0, 1, ..., 335）。终端只需要在这336种可能性中进行检测，而不需要从1008种中搜索。
找到SSS意味着终端知道了：
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精确的帧定时（10ms周期的起点）。
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完整的PCI： PCI = 3 * NID<sup>(1)</sup> + NID<sup>(2)</sup>。
这个过程的精妙之处在于： 它将一个复杂的"在1008个小区中找1个"的问题，分解成了一个"先找3个小组中的1个，再在该小组的336个成员中找1个"的两步过程，极大地降低了终端的计算复杂度和搜索时间。
3. 序列设计：m序列与Gold序列
PSS序列： 采用M序列。M序列是二进制序列，具有非常理想的自相关特性。这意味着当PSS序列与自身对齐时，相关峰非常尖锐；不对齐时，相关值非常低。这个特性对于精确的时域定时捕获至关重要。
SSS序列： 采用两个M序列的交叉组合（Gold序列的一种生成方式）。Gold序列具有良好的互相关特性，即在不同的PCI下，序列之间的相似度很低。这确保了终端能够准确地区分不同的小区，避免误判。
4. SSB与波束管理：5G的核心
这是5G NR相对于4G LTE的一个革命性变化。
在5G中，尤其是在高频段（毫米波），基站采用波束成形 技术来克服路径损耗。
SSB不再像LTE中那样是全向发射的，而是通过多个波束在不同的时间片上扫描发射。
一组连续的SSB发射被称为一个SS Burst，而多个SS Burst组成一个SS Burst Set。
对终端的意义： 终端不仅需要搜索SSB，还需要测量来自不同波束的SSB的信号质量（RSRP），并上报最好的波束给基站。这个过程是实现高速可靠连接的基础。
5. PBCH与PBCH-DMRS：承载更多信息
PBCH： 承载着主信息块（MIB），包含了后续接收其他系统信息（SIB1）所必需的参数，如系统帧号的高位、子载波间隔、SSB位置图样等。
PBCH-DMRS：
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除了辅助解调PBCH数据外，它的序列也携带了信息。
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一个关键设计是： PBCH-DMRS的序列初始化与PCI和SSB的时域索引（即波束索引）的一部分绑定。
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这意味着： 终端即使在没有成功解码PBCH内容的情况下，仅通过检测PBCH-DMRS，就能获得SSB时域索引的部分信息，这对于确定自己在SS Burst中的位置（即识别是哪个波束）至关重要。
四、总结
| 特性 | 主同步信号（PSS） | 辅同步信号（SSS） | 同步信号块（SSB） |
|---|---|---|---|
| 核心功能 | 粗同步（符号定时，频率） | 精同步（帧定时） | 全方位接入信标 |
| 小区ID作用 | 识别组内ID (NID<sup>(2)</sup>， 0-2) | 识别组ID (NID<sup>(1)</sup>， 0-335) | 承载完整的PCI (0-1007) |
| 序列类型 | M序列（自相关特性好） | Gold序列（互相关特性好） | PSS+SSS+PBCH+DMRS的集合 |
| 设计哲学 | 低复杂度、快速捕获 | 在PSS基础上精确识别 | 提供一站式初始接入服务 |
| 5G新角色 | 波束扫描中的第一个信号 | 波束识别流程的一部分 | 波束管理的基石和测量参考 |
PSS和SSS是SSB这个"信标灯塔"的核心闪光部件。PSS像一道粗大的白光，首先吸引终端的注意，让其大致定位；随后SSS像一道有特定编码的彩光，让终端精确识别出这是哪个灯塔，并校准自己的时钟。整个SSB则承载着这座灯塔的坐标、身份信息和下一步的行动指南（PBCH），引导终端成功接入网络。在5G的海洋中，这座灯塔（SSB）还会通过多个方向（波束）轮流闪烁，确保无论终端在哪个方位都能被发现。