5G NR 学习笔记—系统消息
Luckyjing 于 2020年12月18日 发表在 5G NR

5G NR 系统消息

1. 简介

系统消息SI分为MIB消息和SIB消息和posSIBs,SIB(System Information Block),系统消息块,在终端UE和LTE基站的信令交互中,系统消息无论在初始接入、小区重选、小区切换、等过程有着非常重要的地位。通常,SIB的内容会根据情况进行修改,并且UE应该能够基于SIB修改过程使用修改后的SIB进行更新。各系统消息描述如下:

系统消息描述
MIBUE接收进一步的系统消息所需的小区禁止状态信息和小区的基本物理层信息
SIB1定义其他SIB的调度,并包含初始访问所需的信息
SIB2包含与服务小区有关的小区重选信息
SIB3包含有关于小区重选有关的服务频率和同频邻区的信息,包括同频小区重选参数以及特定于小区的重选参数
SIB4包含有关与小区重选有关的其他NR频率和异频邻小区的信息,包括频率共用的小区重选参数以及特定于小区的重选参数
SIB5包含有关用于小区重选的E-UTRA频率和E-UTRA邻区的信息,包括该频率公用的小区重选参数以及特定于小区的重选参数
SIB6包含地震和海啸预警系统(ETWS)7主要通知
SIB7
包含ETWS辅助通知
SIB8包含商业移动警报系统(CMAS)8警告通知
SIB9包含与全球定位系统(GPS)时间和协调世界时相关的信息

系统消息获取过程如下:

image.png

协议规定,无论UE在哪种状态,即RRC_IDLE和RRC_INACTIVATE或RRC_CONNECTED状态,UE都可以进行上述过程获取系统消息,这些系统消息为接入层(AS),非接入层(NAS-)和定位提供必要信息。

UE在RRC_IDLE和RRC_INACTIVATE下应该确保获取正确的MIB,SIB1至SIB4,SIB5(如果UE支持UTRAN)和SIB11(如果UE配置了在空闲态和非激活态下的测量)


2. MIB消息

MIB消息主要包含以下字段描述

image.png

MIB消息包含在BCH上传输的系统信息,逻辑信道:BCCH,Network -> UE
cellBarred
小区是否禁止标识,主要用于小区选择和重选等过程
dmrs-TypeA-position上、下行第一个DM-RS的位置
IntraFreqReselection根据TS 38.304 [20]的规定,当最高等级的小区被禁止或被UE禁止时,控制对同频小区的小区选择/重选
pdcch-ConfigSIB1确定公共ControlResourceSet(CORESET),公共搜索空间和必要的PDCCH参数。 如果字段ssb-SubcarrierOffset指示不存在SIB1,则字段pdcch-ConfigSIB1指示UE可以找到带有SIB1的SS / PBCH块的频率位置,或者网络不提供带有SIB1的SS / PBCH块的频率范围
ssb-Subcarrieroffset对应于kSSB(请参阅TS 38.213 [13]),kSSB是SSB与整个资源块网格之间的子载波数量的频域偏移
subCarrierSpacingCommonSIB1的子载波间隔
systemFrameNumber10位系统帧号(SFN)的6个最高有效位(MSB)。


3. SIB1消息

IB1包含在评估是否允许UE接入小区时相关的信息,并且定义其他系统信息的调度。 它还包含所有UE共有的无线电资源配置信息,以及禁止应用于统一访问控制的信息。

主要信息和字段如下所示:

image.png

SIB1消息包含在BCH上传输的系统信息,逻辑信道:BCCH,Network -> UE
关键字段描述
cellSelectionInfo与服务小区有关的小区选择参数。
idleModeMeasurementsEUTRA该字段指示为EUTRA空闲/不活动测量配置的UE在驻留在该小区中时应执行测量,并在建立或恢复该小区中的连接时报告这些测量的可用性。 如果不存在,则不需要UE执行EUTRA空闲/不活动测量。
idleModeMeasurementsNR该字段指示配置用于NR空闲/非活动测量的UE在驻留在该小区中时应执行测量,并在建立或恢复该小区中的连接时报告这些测量的可用性。 如果不存在,则不需要UE执行NR空闲/不活动测量。
q-QualMinTS 38.304中的参数“ Qqualmin”,适用于服务小区。 如果该字段不存在,则UE对Qqualmin应用负无穷大的(默认)值。
q-QualMinOffsetTS 38.304中的参数“ Qqualminoffset”。 实际值Qqualminoffset =字段值[dB]。 如果该字段不存在,则UE将Qqualminoffset的(默认)值应用为0 dB。 影响单元中所需的最低质量级别。
q-RxLevMinTS 38.304中的参数“ Qrxlevmin”,适用于服务小区。
q-RxLevMinOffsetTS 38.304 [20]中的参数“ Qrxlevminoffset”。 实际值Qrxlevminoffset =字段值* 2 [dB]。 如果不存在,则UE将Qrxlevminoffset的(默认)值应用为0 dB。 影响单元格中所需的最低Rx级别。
servingCellConfigCommon配置服务小区
StandaloneSA模式下必填字段,否则可不填
uac-BarringForCommon每个访问类别的公共访问控制参数。 通用值将用于所有PLMN,除非被uac-BarringPerPLMN-List中提供的PLMN特定配置覆盖。 通过提供一组配置的索引(uac-BarringInfoSetList)来指定参数。 第5.3.14.2节规定了UE在缺少该字段时的行为。
ue-TimersAndConstantsUE使用的计时器和常数值。 用作PCell的单元始终提供此字段。
q-RxLevMinSULTS 38.304中的参数“ Qrxlevmin”,适用于服务小区。


4. SIB2

SIB2包含对于同频、异频和异系统小区重选通用的小区重选信息与相邻小区无关的同频小区重选信息。

SIB2 IE如下

image.png

image.png

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字段
描述
absThreshSS-BlocksConsolidation每个RS索引的L1测量值合并的阈值。 如果该字段不存在,则UE使用TS 38.304中指定的测量量。
cellEdgeEvaluation指示UE检测其不在小区边缘的标准,以便放宽对小区重选的测量要求(请参阅TS 38.304,第5.2.4.9.2节)。
cellReselectionInfoCommon同频,异频,异系统间小区重选共有的小区重选信息。
cellReselectionServingFreqInfo对异频与异系统间小区进行小区重选所共有的信息。
combineRelaxedMeasCondition当SIB2中同时存在lowMobilityEvalutation和cellEdgeEvalutation标准时,此参数将UE配置为满足这两个标准,以便放宽对小区重选的测量要求。 如果不存在该字段,则当满足一个或两个标准时,允许UE放宽对小区重选的测量要求。 (参见TS 38.304 第5.2.4.9.0节)
deriveSSB-IndexFromCell该字段指示UE是否可以利用服务小区定时来导出由相邻小区发送的SS块的索引。 如果将此字段设置为true,则UE会按照TS 38.133 [14]中的规定,在服务频率上跨小区进行SFN和帧边界对齐。
frequencyBandList指示适用于NR小区重选参数的频段列表。 在5.2.2.4.3节中描述了在缺少该字段的情况下的UE行为。
highPriorityMeasRelax指示是否可以在高优先级频率上放宽测量(请参阅TS 38.304,第5.2.4.9.0节)。 如果该字段不存在,则UE不得放松对超出“ Thigher_priority_search”的高优先级频率的测量(参见TS 38.133,第4.2.2.7节)。
intraFreqCellReselectionInfo同频率小区共有的小区重选信息。
lowMobilityEvaluation指示UE检测低移动性的标准,以便放宽对小区重选的测量要求(请参阅TS 38.304,第5.2.4.9.1节)
nrofSS-BlocksToAverage要进行小区测量推导的平均SS块数。 如果该字段不存在,则UE使用TS 38.304中指定的测量量。
p-Max适用于同频相邻NR小区的dBm值。 如果不存在,则UE在FR1小区的情况下根据TS 38.101-1施加最大功率,在FR2小区的情况下根据TS 38.101-2施加最大功率。 在此版本的规范中,如果FR2中的载波频率上存在p-Max,则UE应忽略该字段,并根据TS 38.101-2 应用最大功率。
q-HystTS 38.304中的参数“ Qhyst”,以dB为单位的值。 值dB1对应于1 dB,值dB2对应于2 dB,依此类推。
q-HystSF
q-QualMinTS 38.304 [20]中的参数“ Qqualmin”,适用于同频邻区。 如果该字段不存在,则UE对Qqualmin应用负无穷大的(默认)值。
q-RxLevMinTS 38.304 [20]中的参数“ Qrxlevmin”,适用于同频邻区。
q-RxLevMinSUL
relaxedMeasurement
s-IntraSearchPTS 38.304中的参数“ SIntraSearchP”
s-IntraSearchQTS 38.304中的参数“ SIntraSearchQ”。 如果该字段不存在,则UE将SIntraSearchQ的(默认)值应用为0 dB。
s-NonIntraSearchPTS 38.304中的参数“ SnonIntraSearchP”。 如果不存在此字段,则UE为SnonIntraSearchP应用无穷大(默认)值。
s-NonIntraSearchQTS 38.304中的参数“ SnonIntraSearchQ”。 如果该字段不存在,则UE将SnonIntraSearchQ的(默认)值应用为0 dB。
s-SearchDeltaP
s-SearchThresholdPTS 38.304 中的参数s-SearchThresholdP。 网络将s-Search ThresholdP配置为小于或等于s-IntraSearchP和s-NonIntraSearchP。
s-SearchThresholdQTS 38.304 中的参数“搜索阈值S”。 网络将s-Search ThresholdQ配置为小于或等于s-IntraSearchQ和s-NonIntraSearchQ。

SIB3消息

SIB3包含仅与同频小区重选有关的相邻小区相关信息。 IE包括具有特定重选参数的小区以及列入黑名单的小区

SIB3 IE如下

image.png

SIB3字段描述如下

字段描述
intraFreqBlackCellList黑名单的同频相邻小区列表。
intraFreqCAG-CellList每个PLMN的同频相邻CAG小区列表(在TS 38.304 中定义)。
intraFreqNeighCellList具有特定小区重选参数的同频相邻小区列表。 如果存在intraFreqNeighCellList-v1610,则它应包含相同数量的条目,并以与intraFreqNeighCellList中相同的顺序列出(不带后缀)。
intraFreqWhiteCellList白名单中的同频邻区小区列表,请参阅TS 38.304 第5.2.4节。
q-OffsetCellTS 38.304中的参数image.png
q-QualMinOffsetCellTS 38.304 中的参数“ Qqualminoffsetcell”。 实际值Qqualminoffsetcell =字段值[dB]。
q-RxLevMinOffsetCellTS 38.304 中的参数“ Qrxlevminoffsetcell”。 实际值Qrxlevminoffsetcell =字段值* 2 [dB]。
q-RxLevMinOffsetCellSULTS 38.304 中的参数“ QrxlevminoffsetcellSUL”。 实际值QrxlevminoffsetcellSUL =字段值* 2 [dB]。

SIB4消息

SIB4包含仅与异频小区重选有关的信息,即,与其他NR频率和与小区重选有关的频率间相邻小区有关的信息。 IE包括频率共用的小区重选参数以及小区特定的重选参数。

SIB4 消息 IE

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SIB5消息

SIB5包含仅与异系统小区重选有关的信息,即,关于与小区重选有关的E-UTRA频率和相邻小区的E-UTRAs的信息。 IE包括频率共有的小区重选参数。

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字段解释:

image.png

5. SIB调度

MIB包括有限数量的最重要和最频繁发送的参数,这些参数是从小区获取其他信息所需的,并且在BCH上发送送,MIB使用周期为40ms的固定周期,并在40ms内进行重复。 在SFN mod 4 = 0的无线电帧的子帧#0中调度MIB的第一次传输,并在所有其他无线电帧的子帧#0中调度重复。

SIB1在DL-SCH上以160ms周期发送,并且在周期内重复发送。默认发送周期为20ms,事实上发送重复周期取决于网络实现。

其他SIB均携带在系统消息(SI)消息中在PDSCH发送。通过分别包含在SIB1中的scheduleInfoList和posSchedulingInfoList,可以灵活地配置SIB和posSIB到SI消息的映射,并具有以下限制:

每个SIB仅包含在单个SI消息中,并且每个SIB和posSIB在该SI中最多包含一次信息;

只有具有相同调度要求(周期性)的SIB和posSIB可以映射到相同的SI消息; 

SIB2始终映射到SI消息,该消息对应于scheduleInfoList中SI消息列表中的第一个条目。


参考文献

[2] 3GPP TS 38.331: "NR; Radio Resource Control (RRC); Protocol specification".

[3] 3GPP TS 38.304: "NR; User Equipment (UE) procedures in Idle mode and RRC Inactive state".

[4] 3GPP TS 38.133: "NR; Requirements for Support of Radio Resource Management".

[4] 3GPP TS 38.213: "NR; Physical layer procedures for control".

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