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市新亚洲体育城:5G无线网络信令流程

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在NSA组网下,gNodeB不需要广播RMSI,RMSI中的内容通过RRC信令(由LTE发送)在UE开始接入NR前发生给UE。

作者:5G信令来源:前景理论|2019-09-28 23:30

一、5G初始接入

1. 开机入网概述

初始无线接入:当UE开机后,它的首要任务就是要找到无线网络并与无线网络建立连接,需要如下步骤;

  • 获得上下行同步:侦听网络获得下行同步;随机接入,获取上行同步;
  • 收发消息,建立连接

ATTACH:

  • 建立UE与核心网之间相同的移动性上下文;
  • 建立UE与核心网之间的缺省承载
  • 通过EPS ATTACH流程,UE还可以获取到网络分配的IP地址

公共流程:

  • 鉴权过程和安全模式过程

2. 初始接入流程概述

在NSA组网下,gNodeB不需要广播RMSI,RMSI中的内容通过RRC信令(由LTE发送)在UE开始接入NR前发生给UE;

3. 系统消息广播概述

NR同步和系统消息广播包括:PSS/SSS,PBCH,RMSI和QSI等;

  • PSS/SSS用于UE进行下行时钟同步,并获取小区的Cell ID
  • PBCH(携带了MIB)用于UE获取接入网络的最基本信息,主要是通知UE在何处接收RMSI消息;
  • RMSI(SIB1)用于广播初始BWP信息,初始BWP中的信道配置,TDD小区的半静态配比已经其他UE接入网络的必要信息等。
  • OSI,用于其他小区信息的广播(目前NSA组网下没有用到这里的内容)

为了支持massive MIMO,所有的广播信道和信号都支持进行波束扫描。

4. 广播信道波束扫描

广播波束最多设计为N个方向固定的波束。通过在不同时刻发送不同的波束完成小区的广播波束覆盖,UE通过扫描每一个波束,获得最优波束,完成同步和系统消息的解调。

5. MIB的信息内容

5G的MIB一个最重要的作用就是通知UE如何获取SIB1消息。

在38.213中定义了10张表,UE需要根据SSB的子载波间隔,MIB中的SubcassierSpaceCommon参数,以及频段对应的小区的最小带宽来确定选择哪张表,然后通过pdcch-ConfigSIB1中的高4bit选择表中的哪一行。

Number of RB CORESET:该参数定义了初始BWP中CORESET的RB数,同时也定义了初始BWP的带宽。目前协议之定义了三种带宽:24,48和96RB。Number of Symbols CORESET:该参数定义了初始BWP中CORESET的符号数,取值范围为1-3;

offset(RBs)该参数定义了初始BWP中CORESET的起始RB与SSB的RB0之间的偏移,见解定义初始BWP的频域位置。

6. MIB的信元

7. SIB1信元解析

8. SIB1消息

SIB1消息主要广播UE初始接入网络时需要的基本信息,包括初始SSB相关信息,初始BWP信息,下行信道配置等。

SIB1中会广播实际中发送的SSB的数目;UE需要根据这个信息对SSB进行rate matchhing;

此外,SIB1中还广播cell-specific的配比信息。

UE需要根据自己搜索到的SSB index的位置,获取对应位置上的SIB1消息。

在NSA中,不广播SIB1消息;SIB1承载的内容,在RRC重配置消息中通过LTE下发UE。

9. 其他广播消息

包括SIB2-SIBn

QSI承载在PDSCH

支持周期性广播

  • 具有相同传输周期的SIBs,映射到相同的SI message中。
  • 不同传输周期的SIBs不能映射到同一个SI message中。

具有相同传输周期的SIBs可以映射到不同的SI message中。

支持ODOSI广播

在RRC CONNECTED状态的UE,通过专用信令来请求和传递OSI,具体流程待协议明确

在RRC IDLE或RRC INACTIVE状态的UE;如果SIB1中指示支持ODOSI,则通过MSG1请求OSI,否则,通过MSG3请求OSI,具体细节待协议明确;

10. 随机接入

触发RA的事件有如下几类:

  • 初始RRC连接建立
  • RRC连接重建
  • 切换
  • 失步状态下行数据到达
  • 失步状态上行数据到达。
  • NSA接入。UE在LTE小区接入后,添加NR小区时,在NR发起RA。
  • 基于RA请求SI(系统消息)。UE需要请求特定SI时会发起RA。
  • UE从RRC_INACTIVE到RRC_CONNECTED状态。
  • 波束恢复,当UE PHY层检测到波束失步时,会通知UE MAC发起RA。

NR中的随机接入流程与LTE的基本相同,通过发送preamble启动接入过程,接入过程也分为竞争接入和非竞争接入(通过使用不同类型的preamble来区分)

11. 随机接入冲突解决

12. 随机接入中的上行同步

UE通过随机接入建立或恢复上行同步,新开机,空闲态UE,失步态UE以切换入UE都通过随机接入完成和gNodeB的上行同步,进入同步态。

gNodeB根据Random Access Preamble测量得到UE侧的定时偏移,通过RAR消息携带给UE。

二、5G NSA信令流程

1. NSA总流程

NSA

2. NSA下行数据分流

NSA

3. NSA辅站添加流程

NSA

4. 测量控制及测量报告上报

NSA

NSA

▼网管信元

5. 辅站添加

6. 空口辅站添加信令流程

NSA

7. gNR侧的随机接入

UE在LTE侧发送RRC廉洁重配置完成后,就会尝试接入NR;

以下三条信令因为是层1信令,所以无法通过LMT进行跟踪。

NSA模式下,NR空口是没有SRB的,只有DRB,所有的TTC信令只能通过LTE传送。下图MSG3,只有MAC CE,是不包含RRC信令的。

NSA

8. 辅站添加流程

NSA

9. 核心网侧的传输地址更新

NSA

10. NSA辅站修改(主站触发)

NSA

11. NSA辅站修改(辅站触发)

NSA

12. 主站触发的辅站释放

NSA

13. 辅站触发的辅站释放

三、5G移动性信令流程

5G移动性信令流程

5G移动性信令流程

5G移动性信令流程

5G移动性信令流程

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5G移动性信令流程

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【责任编辑:赵宁宁 TEL:(010)68476606】

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