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5G中级认证-5GNR系统消息及小区选择和重选.docx
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NR 系统消息及小区选择和重选
系统消息是基站周期性发送的下行广播信息。在 5G 中,UE 在开机后读取用于小
区附着的系统消息,在 RRC 空闲模式下读取用于小区选择和重选的系统消息。系
统信息基本上提供了接入网络所需的所有细节,如系统帧号、系统带宽、PLMN、
小区选择和重新选择阈值等。
NR 将系统消息分为 3 个类型:
最小系统消息(MSI)
剩余最小系统消息(RMSI)
其他系统消息(OSI)
其实,这 3 类系统消息包括了 MIB 和 9 类 SIB 消息,MIB 在 PBCH 上传输,SIB
在 PDSCH 上传输。
如图所示,最小信息块包括 MIB 和剩余的系统信息。RMSI 包括 SIB1,其他系统
信 息 ( OSI ) 包 括 SIB2 到 SIB9 。 MIB 和 SIB1 分 别 有 自 己 的 RRC 消 息
“MasterInformationBlock”和“SystemInformationBlock1”,其中作为 SIB2
到 SIB9 包装在称为“SystemInformation”的通用 RRC 消息中。最小系统信息被
周期性地广播,而其他系统信息可以被广播,或者以专用的方式提供,或者由网
络触发,或者根据 UE 的请求。
当 UE 需要其它系统信息时,在 UE 发送 OSI 请求之前,UE 需要知道它在小区中
是否可用以及是否广播。处于 RRC_IDLE 或 RRC_INACTIVE 的 UE 应该能够请求 OSI
而不需要状态转换。对于 RRC_connect 的 UE,专用 RRC 信令可用于 OSI 的请求
和传送。另一个 SI 可以以可配置的周期和一定的持续时间广播。OSI 是通过专
用的 UE 专用 RRC 信令来广播还是传送是网络决定的。
UE 如何利用最小系统信息?
当 UE 开机后,执行小区搜索过程并解码 PSS 和 SSS 信息以获得物理小区 ID,然
后 UE 在 GSCN 处扫描 MIB 并获得合适的 SS/PBCH 块。
MIB 信息在 PBCH 通道上直接可用。在 UE 成功的解码 MIB 之后,获取 SIB1 解码
所需的控制资源集(CORSET)和 PDCCH 搜索空间的相关信息。SIB1 提供网络访
问参数以及关于所有其他系统信息的调度信息。使用 SI-RNTI 对系统信息进行加
扰,并且在分配 PDSCH 资源以在 gNB 传输期间使用 DCI 格式 1_0。
各类系统消息如下:
Master Information Block (MIB) : Provides SFN, SCS, SIB1 PDCCH
resource, cell barred information
System Information Block 1 (SIB1): Cell selection Information,
PLMN, TAC, Cell Identity, RAN Notification Information, SI
scheduling info for OSI, Serving Cell Information
System Information Block 2 (SIB2): Cell re-selection information
common for intra-frequency, inter-frequency and/ or inter-RAT
System Information Block 3 (SIB3): Intra frequency cell re-
selection information e.g. PCI, q-Offset, q-RxLev, q-Qual, Black
cell list
System Information Block 4 (SIB4): Inter frequency cell re-
selection information e.g. NR-ARFCN
System Information Block 5 (SIB5): Inter system cell re-selection
toward LTE e.g. EARFCN
System Information Block 6 (SIB6): Earth quake and Tsunami Warning
System primary notifications
System Information Block 7 (SIB7): Earth quake and Tsunami Warning
System secondary notifications
System Information Block 8 (SIB8): Commercial Mobile Alert
services (CMAS) notification
System Information Block 9 (SIB9): Timing information for UTC,
GPS and local time
在运行过程中,系统消息可能会发生变化。当系统消息发生变化时,gNodeB 会
执行如下两个过程:
1. gNodeB 给 UE 发送 Short Message 消息,用于指示系统消息变更。gNodeB 将
Short Message 消息中的 systemInfoModification 字段设置为 1,详细请参
见 3GPP TS 38.331 V15.5.0 中 6.5 Short Message 章节。
2. 在下一个 BCCH 修改周期,发送修改后的系统消息。gNodeB 在 SIB1 消息中修
改对应的系统消息的 valueTag 值并在下一个 BCCH 修改周期将修改后的系统
消息发送给 UE。
UE 不会在系统消息的每一个广播周期去重复获取系统消息,仅当服务小区中的
广播参数发生变化时,或系统消息超过最大有效期时,UE 才会重新获取该小区
的系统消息,以达到省电目的。UE 在如下场景会重新获取小区的系统消息:
UE 收到 gNodeB 寻呼消息指示系统消息变化。
UE 在 SIB1 消息中读取系统消息的 valueTag 值,并和上次的值进行比较,如
果变化则认为系统消息内容改变,UE 重新获取系统消息;否则,UE 认为系
统消息没有改变,不重新获取系统消息。
系统消息超过最大有效期。UE 存储的系统消息只有 3 个小时的有效期,超过
3 个小时后,无论 valueTag 是否变化,UE 都会读取所有的系统消息。
当系统消息发生变化时,UE 会执行如下两个过程
1. UE 在当前 BCCH 修改周期(第 n 个修改周期)接收 Short Message。
2. UE 在下一个 BCCH 修改周期(第 n+1 个修改周期)接收更新后的系统消息。
图中灰色小方块和蓝色小方框代表同一种系统消息,小方块颜色的变化表示系统
消息的内容发生了变化。白色的系统消息块在此过程中没有改变。
小区选择
当 UE 从连接态转移到空闲态时或 UE 选择一个 PLMN 后,需要进行小区选择,选
择一个 Suitable Cell 驻留。
UE 进行小区选择的过程如下:
1. 根据在 RRC Release 信息中分配的频点信息选择 Suitable Cell 驻留。
2. 若选不到 Suitable Cell,则尝试选择在连接态时所在的最后一个小区,作
为 Suitable Cell 驻留。
3. 若仍选不到 Suitable Cell,则尝试采用 Stored Information Cell
Selection 方式选择小区,寻找 Suitable Cell 驻留。
4. 若仍选不到 Suitable Cell,则启用 Initial Cell Selection 方式选择小
区,寻找 Suitable Cell 驻留。
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