5G SSS – Secondary Synchronization Signal nella rete NR
Il 5G SSS, ovvero il Secondary Synchronization Signal, è uno degli elementi chiave nella procedura di sincronizzazione iniziale tra il dispositivo utente (UE) e la rete 5G NR. Questo segnale, insieme al PSS (Primary Synchronization Signal), permette al dispositivo di rilevare la presenza di una cella 5G e sincronizzarsi correttamente in termini di frame e identificazione della cella.
Oggi voglio spiegarti in modo tecnico e diretto come funziona l’SSS nel 5G, quali ruoli svolge nel processo di accesso iniziale e come si integra con gli altri segnali del blocco SS/PBCH (Synchronization Signal Block). Comprendere l’SSS è fondamentale per chi lavora con reti NR, specialmente in ambienti densamente popolati dove la selezione e sincronizzazione delle celle avviene continuamente.
Ruolo dell’SSS nella sincronizzazione
L’SSS fornisce informazioni essenziali per completare il processo di sincronizzazione dopo che il dispositivo ha rilevato il PSS. In particolare, l’SSS consente al dispositivo di:
- Determinare il numero di cella (Physical Cell ID – PCI), combinando l’ID del PSS e quello dell’SSS.
- Allinearsi al livello di simbolo OFDM corretto all’interno del frame numerico.
- Riconoscere il pattern di inversione dei bit nel PBCH, che è utile per decodificare successivamente le informazioni trasmesse nel Physical Broadcast Channel.
Dove si trova l’SSS nel frame
L’SSS viene trasmesso come parte del blocco SS/PBCH ed è posizionato nel secondo simbolo OFDM del blocco. Il blocco SS/PBCH contiene:
- PSS – Primary Synchronization Signal
- SSS – Secondary Synchronization Signal
- PBCH – Physical Broadcast Channel
- PBCH DMRS – Reference signals per il PBCH
Questa struttura consente al dispositivo di acquisire rapidamente la sincronizzazione temporale e ottenere i parametri fondamentali per accedere alla rete.
Generazione e codifica del 5G SSS
L’SSS è generato utilizzando una sequenza deterministica basata sull’ID di cella. Più precisamente, l’ID fisico di cella (PCI) è suddiviso in due componenti:
- NID1: Identificato tramite l’SSS
- NID2: Identificato tramite il PSS
Il PCI finale è calcolato così:
PCI = 3 × NID1 + NID2
Questa combinazione fornisce 1008 possibili identificativi di cella, migliorando la gestione di rete in ambienti ad alta densità come le reti 5G urbane.
Interazione con altri segnali del 5G
Per comprendere bene l’SSS, è utile vederlo in relazione con gli altri elementi fondamentali del canale di sincronizzazione:
- PSS: consente il rilevamento iniziale e la sincronizzazione a livello di simbolo.
- SSS: completa la sincronizzazione temporale e fornisce l’informazione necessaria per identificare la cella.
- PBCH: trasmette parametri di configurazione di sistema come il numerology, le frequenze e la struttura del TDD.
La corretta ricezione di PSS e SSS è un prerequisito per poter decodificare il PBCH e quindi accedere alla rete 5G.
Importanza dell’SSS nei casi di mobilità
Quando l’UE si muove da una cella all’altra, il meccanismo di rilevamento rapido dei segnali PSS e SSS permette una riconnessione veloce e senza interruzioni. Questa caratteristica è fondamentale nei casi di handover, specialmente tra bande diverse come FR1 (sub-6 GHz) e FR2 (mmWave), dove il pattern del blocco SS può variare.
Risparmio energetico e periodicità dell’SSS
L’SSS viene trasmesso in modo periodico, tipicamente ogni 20 ms o 40 ms, ma la periodicità può variare in base alla configurazione della rete. Questo schema consente di:
- Ridurre il consumo energetico nei dispositivi, perché possono attivarsi solo nei periodi previsti.
- Ottimizzare le trasmissioni in rete riducendo il carico eccessivo nei canali broadcast.
Confronto tra 5G SSS e LTE SSS
Quando il dispositivo rileva l’SSS
Durante la procedura di campionamento della rete, il dispositivo UE scandaglia le frequenze disponibili cercando il PSS. Una volta trovato, ascolta l’SSS nel simbolo successivo. Se entrambi sono decodificati correttamente, il dispositivo può calcolare l’ID di cella fisico, sincronizzarsi, e iniziare a leggere il PBCH per procedere al Random Access Channel (RACH).
Domani, potremmo analizzare più in dettaglio il ruolo del PSS e come questo interagisce con l’SSS per avviare una connessione radio stabile in 5G NR.