NR-ARFCN和信道栅格、同步栅格和GSCN

知识来源于本人以前写的知识总结：5G的一些知识记录

信道规划

TS 38.104 V17.4.0 5.4节

NR-ARFCN和信道栅格

全局频率栅格定义为 一组 RF 参考频率 F_REF 的集合。 RF 参考频率在信令中用于识别 RF 信道、SSB和其他元素的频域位置。

全局频率栅格的频率范围为为 0 到 100 GHz 。

RF 参考频率由全局频率栅格上 [0…3279165] 范围内的 NR-ARFCN（NR 绝对射频信道号） 指定。

N_REF 为 NR-ARFCN。全局频率栅格的粒度为 ΔF_Global。 NR-ARFCN 与以 MHz 为单位的射频参考频率 F_REF 之间的关系由下式给出，其中 F_REF-Offs和 N_REF-Offs 见表 5.4.2.1-1。

作用：一般用来计算 F_REF（射频参考频率，NR小区中心频点）或 N_REF（NR小区绝对信道号），已知其一求另一个。

举例：以频率为2000Mhz为例，得出N_REF=400000。
$$2000\times 1000=0+5\times (N_{REF}-0)$$

表 5.4.2.2-1 给出了信道栅格上的 RF 参考频率与相应资源元素之间的映射，可用于识别 RF 信道位置。映射取决于在信道中分配的 RB 总数，并且适用于 UL 和 DL。

信道栅格和RE的映射关系是带宽最中间的RB的0号或6号子载波与NR-ARFCN对齐，如下表。

信道栅格定义为RF参考频率的子集，可用于识别上行链路和下行链路中的RF信道位置。 RF 信道的 RF 参考频率映射到载波上的资源元素。对于每个工作频段，都有全局频率栅格的一个频率子集与其相适用，并形成粒度为 ΔF_Raster 的信道栅格，该粒度可能等于或大于 ΔF_Global 。

• 信道栅格为100KHz的频带：ΔF_Rater =20×ΔF_Global，也就是说每隔20个NP-ARFCN是有效的信道栅格，即N_REF步长20。
• 工作频段小于3GHz，且信道栅格为15KHz：ΔF_Rater =i x ΔF_Global，i ∈ {3 ,6}，也就是说每隔 i 个NR-ARFCN是有效的信道栅格，即N_REF步长为 i 。
• 工作频段大于3GHz，且信道栅格为15kHz或60kHz：ΔF_Rater =i x ΔF_Global，i ∈ {1 ,2}，也就是说每隔I个NR-ARFCN是有效的信道栅格，即N_REF步长为 i 。
• 对于频段内有两种 ΔF_Rater，详情查看协议。

不同的频率使用了不同的信道栅格，这里只给出部分内容。详细参考38.104 Table 5.4.2.3-1和2。

Table: Applicable NR-ARFCN per operating band

NR operating band	ΔFRaster(kHz)	Uplink range of NREF (First – step size – Last)	Downlink range of NREF (First – step size – Last)
n1	100	384000 – <20> – 396000	422000 – <20> – 434000
n28	100	140600 – <20> – 149600	151600 – <20> – 160600
n41	15	499200 – <3> – 537999	499200 – <3> – 537999
	30	499200 – <6> – 537996	499200 – <6> – 537996
n78	15	620000 – <1> – 653333	620000 – <1> – 653333
	30	620000 – <2> – 653332	620000 – <2> – 653332
n79	15	693334 – <1> – 733333	693334 – <1> – 733333
	30	693334 – <2> – 733332	693334 – <2> – 733332

同步栅格

同步栅格指示当同步块位置的显式信令不存在时可由UE用于系统获取的同步块的频率位置。

为所有频率定义了一个全局同步栅格。 SSB的频域位置定义为SS_REF，对应编号为GSCN。定义所有频率范围的 SS_REF 和 GSCN 的参数见表 5.4.3.1-1。

在终端刚开机时进行小区搜索时，它只能根据运营商以及终端支持的频段检测SSB信号，进行下行时频同步。由于全局频率栅格的粒度较小导致NR-ARFCN的取值范围较大，如果直接根据全局频率栅格进行盲检，则同步时延会比较大，为了有效的降低此过程的同步时延，定义了同步栅格的概念，并通过全局同步信道号(GSCN，Global Synchronization Channel Number)来限定搜索范围。

与 N 相乘的部分为该频率范围的粒度。

同步栅格与SSB资源元素（RE）的映射关系：

同步块的同步栅格和子载波间隔为每个频段单独定义。每个频段对应的SCS和GSCN详情参考 Table 5.4.3.3-1和2

比如：

Table 5.4.3.3-1: Applicable SS raster entries per operating band (FR1)

NR operating band	SS Block SCS	SS Block pattern	Range of GSCN (First – Step size – Last)
n41	15kHz	Case A	6246 – <3> – 6717
	30kHz	Case C	6252 – <3> – 6714
n78	30kHz	Case C	7711 – <1> – 8051

​ 举例：以n78的起始频率3300MHz，计算其对应的GSCN
$$\begin{gathered} 3300(M)+120\times 30/1000(M)=3000(M)+N\times 1.44(M) \\ 这里如果都进行向上取整的话 \\ N=212 \\ GSCN=7499+N=7711 \end{gathered}$$

小结

以 3.5G频段为例，全局栅格，信道栅格、同步栅格示例如下图：

全局栅格粒度为15KHz、信道栅格粒度为30KHz、同步棚格粒度为 1.44MKHz：