5G SSB – Synchronization Signal Block nelle reti NR
Il 5G SSB, ovvero il Synchronization Signal Block, è un elemento fondamentale nel processo di inizializzazione della connessione tra l’utente (UE) e la rete 5G NR (New Radio). Quando un dispositivo accende il suo modulo 5G, il primo passo che compie è la ricerca dei SSB trasmessi dalla stazione base (gNB), che contengono informazioni cruciali per sincronizzarsi correttamente con la rete.
Questi blocchi di sincronizzazione sono progettati in modo molto più efficiente rispetto alle tecnologie precedenti, come LTE, per adattarsi meglio alla natura flessibile e multi-banda del 5G. Oggi ti spiego esattamente cosa contiene un SSB, come funziona, e perché è così importante nelle fasi iniziali della comunicazione radio nel 5G.
Composizione del Synchronization Signal Block (SSB)
Un SSB è composto da tre componenti principali che vengono trasmessi insieme:
- PSS (Primary Synchronization Signal): consente al dispositivo di identificare la sincronizzazione in frequenza e la periodicità del segnale.
- SSS (Secondary Synchronization Signal): aiuta l’UE a determinare l’identificativo della cella (PCI) e completare la sincronizzazione temporale.
- PBCH (Physical Broadcast Channel): trasporta le informazioni fondamentali come il System Frame Number (SFN) e i parametri per accedere al canale di controllo.
SSB e beamforming nel 5G
Una delle caratteristiche più innovative del 5G NR è l’utilizzo massiccio del beamforming. Gli SSB vengono trasmessi su diversi beam, cioè fasci direzionali, in modo ciclico. Questo processo è noto come SS Burst e consente alla stazione base di coprire l’intero settore con segnali di sincronizzazione focalizzati, migliorando la qualità del segnale ricevuto e riducendo le interferenze.
In ogni burst possono esserci fino a 64 SSB distinti (nelle onde millimetriche), ciascuno trasmesso su un fascio diverso. L’UE ascolta questi SSB e seleziona il migliore in base alla potenza del segnale ricevuto, avviando così la connessione con la rete.
Periodicità e posizionamento degli SSB
La trasmissione degli SSB è periodica e il loro posizionamento dipende dalla banda di frequenza utilizzata. Ecco un riepilogo dei principali parametri:
SS-RSRP: potenza di riferimento del SSB
Per determinare quale SSB utilizzare, il dispositivo misura la potenza di riferimento del segnale ricevuto, nota come SS-RSRP (Synchronization Signal Reference Signal Received Power). Questo parametro è fondamentale per la selezione della cella e per il beam management nel caso di configurazioni con beamforming dinamico.
Funzione del SSB nella selezione cella e accesso iniziale
Dopo aver identificato il miglior SSB, l’UE decodifica il PBCH per ricevere le informazioni di base del sistema. Queste informazioni includono:
- Identificativo della cella (PCI)
- Numero del frame
- Informazioni di configurazione per l’accesso ai canali successivi (come PDCCH)
Questa fase è essenziale per avviare la Random Access Procedure e ottenere un’identità temporanea nella rete.
Relazione tra SSB e 5G TA
Una volta completata la sincronizzazione, la rete calcola il 5G TA – Timing Advance, cioè la compensazione temporale necessaria per mantenere il dispositivo allineato nelle trasmissioni uplink. Questa compensazione è calcolata anche in base al tempo impiegato dal segnale SSB a raggiungere il dispositivo. È un esempio chiave di come elementi apparentemente indipendenti nel 5G lavorano in sinergia.
Vantaggi degli SSB nel 5G rispetto al 4G
- Trasmissione direzionale (beam-based) per una maggiore efficienza
- Maggiore flessibilità nella periodicità e posizionamento
- Adattamento a bande mmWave e sub-6 GHz
- Separazione tra segnale di sincronizzazione e controllo
Considerazioni sulla progettazione della rete
Il posizionamento e la configurazione degli SSB sono parametri chiave nel dimensionamento di una rete 5G. La scelta del numero di beam, la periodicità degli SS Burst e l’allocazione delle risorse radio devono essere bilanciate per ottimizzare copertura, latenza e risparmio energetico.
Domani vedremo nel dettaglio come avviene il beam management e il tracking dinamico nel 5G, per capire meglio come la rete mantiene la connessione attiva anche in scenari di alta mobilità o ostacoli ambientali complessi.