5G NR 系统消息

2022 年 7 月 07 日
本文字数：2435 字
阅读完需：约 8 分钟

1. 消息简介

系统消息分为 MIB 和一系列的 SIB 消息：

MIB 在 BCH 上传输，周期为 80 ms，重复在 80 ms 内完成，它包括从小区获取 SIB1 所需的参数。 MIB 承载必要的基础信息：SFN，hich-config 及 dl 带宽信息(band-width)。

SIB1 在 DL-SCH 上以 160ms 的周期和 160ms 内的可变传输重复周期发送.SIB1 的默认传输重复周期是 20ms 但实际传输重复周期取决于网络实施。对于 SSB 和 CORESET 复用模式 1，SIB1 重复传输周期为 20ms。对于 SSB 和 CORESET 复用模式 2/3，SIB1 传输重复周期与 SSB 周期相同。 SIB1 包括关于其他 SIB 的可用性和调度（例如，SIB 到 SI 消息的映射，周期性，SI 窗口大小）的信息，其指示是否仅按需提供一个或多个 SIB，并且在这种情况下，需要配置由 UE 执行 SI 请求。

SIB1 以外的 SIB 在 SystemInformation（SI）消息中携带，该消息在 DL-SCH 上传输。只有具有相同周期性的 SIB 才能映射到相同的 SI 消息。每个 SI 消息在周期性出现的时域窗口内发送（称为所有 SI 消息具有相同长度的 SI 窗口）。每个 SI 消息与 SI 窗口相关联，并且不同 SI 消息的 SI 窗口不重叠。也就是说，在一个 SI 窗口内仅发送相应的 SI 消息。可以在 SI 窗口内多次发送 SI 消息。除 SIB1 之外的任何 SIB 都可以使用 SIB1 中的指示配置为特定小区或特定区域。特定于小区的 SIB 仅适用于提供 SIB 的小区，而特定于区域的 SIB 适用于称为 SI 区域的区域，该区域由一个或多个小区组成，并由 systemInformationAreaID 标识;

- 对于处于 RRC_CONNECTED 的 UE，网络可以使用 RRCReconfiguration 消息通过专用信令提供系统信息，例如，如果 UE 具有活动 BWP，没有配置公共搜索空间来监视系统信息或寻呼。

- 对于 PSCell 和 SCell，网络通过专用信令提供所需的 SI，即在 RRCRe 配置消息内。然而，UE 将获取 PSCell 的 MIB 以获得 SCG 的 SFN 定时（其可以与 MCG 不同）。在改变 SCell 的相关 SI 时，网络释放并添加相关的 SCell。对于 PSCell，只能通过使用同步重新配置来更改所需的 SI。

注意：物理层对 SIB 可以采用的最大大小施加限制。最大 SIB1 或 SI 消息大小为 2976 位。

附：

MCG：Master Cell group，主小区组

SCG：Secondary Cell group，辅小区组

MCG 和 SCG 是双链接（DC，Dual connectivity）下的概念，可以简单理解为 UE 首先发起随机接入（RACH）的 Cell 所在的 Group 就是 MCG。如果没有进行双链接，也就没有 MCG 和 SCG 的概念。或者也可以理解为，如果没有进行双链接，那么该小区组就对应 MCG。

PCell：Primary Cell，主小区

SCell：Secondary Cell，辅小区

PSCell：Primary Secondary Cell，主辅小区

在 MCG 下，可能会有很多个 Cell，其中有一个用于发起初始接入的小区，这个小区称为 PCell。顾名思义，PCell 是 MCG 里面最“主要”的小区。MCG 下的 PCell 和 MCG 下的 SCell 通过载波聚合（CA，Carrier aggregation）技术联合在一起。

同样地，在 SCG 下也会有一个最主要的小区，也就是 PSCell，也可以简单理解为在 SCG 下发起初始接入的小区。SCG 下的 PSCell 和 SCG 下的 SCell 也是通过 CA 技术联合在一起。

2. 系统消息获取

2.1 获取流程

图 2 系统消息获取

UE 使用 SI 获取过程来获取 AS 和 NAS 信息，该过程适用处于 RRC_IDLE，RRC_INACTIVE 和 RRC_CONNECTED 状态下的所有 UE。AS 层信息包括公共信道信息，一些 UE 所需的定时器，小区选择/重选信息以及邻区信息等；NAS 层信息包括运营商信息等。UE 通过系统消息获得得这些信息，决定了 UE 在小区中进行驻留、重选以及发起呼叫的行为方式。

处于 RRC_IDLE 和 RRC_INACTIVE 状态的 UE 应确保具有（至少）MIB，SIB1 至 SIB4 和 SIB5 的有效版本（如果 UE 支持 E-UTRA）。

UE 在小区选择（如开机），小区重选，系统内切换完成，在从同步完成重新配置之后，在从其他 RAT 进入 5G RAT，以及从非覆盖区返回覆盖区，将开始系统消息获取流程。

当 UE 在服务小区中获取 MIB 或 SIB1 或 SI 消息时，并且如果 UE 存储所获取的 SIB，则 UE 应存储相关的 areaScope，如果存在，则存储 PLMN- PLMN-IdentityInfoList 中的标识，cellIdentity，systemInformationAreaID（如果存在）和 valueTag（如果存在），如 SIB 的 si-SchedulingInfo 中所示。 UE 可以使用除 MIB，SIB1，SIB6，SIB7 或 SIB8 之外的 SI 的有效存储版本，例如，在小区重新选择之后，从覆盖范围返回时或在接收到 SI 改变指示之后。

当 UE 正确获取了系统消息后，不会反复读取系统消息，只会在满足下列任一条件时重新读取系统消息：

收到 gNB 寻呼，指示系统消息有变化。
收到 gNB 寻呼，指示 ETWS 或 CMAS 消息广播。
距离上次正确接收系统消息 3 小时后。（38.331 5.2.2.2.1 delete any stored version of a SIB after 3 hours from the moment it was successfully confirmed as valid）

2.2 系统消息变更指示

使用修改周期，即在发送 SI 改变指示的修改周期之后的修改周期中广播更新的 SI。修改周期边界由 SFN 值定义，SFN mod m = 0，其中 m 是包括修改周期的无线帧的数量。修改周期由系统信息配置。 UE 使用通过 DCI 与 P-RNTI 一起发送的短消息来接收关于 SI 修改或 PWS 通知的指示。 SI 改变指示的重复可以在先前的修改周期内发生。

处于 RRC_IDLE 或 RRC_INACTIVE 中的 UE 将在每个 DRX 周期中在其自己的寻呼时机中监视 SI 改变指示。如果在活动 BWP 上为 UE 提供公共搜索空间以监视寻呼，则 RRC_CONNECTED 中的 UE 将在每个修改周期中监视任何寻呼时机中的 SI 改变指示至少一次，如 TS 38.213 第 13 节中所规定的。

在 RRC_IDLE 或 RRC_INACTIVE 中的 ETWS 或具有 CMAS 能力的 UE 将在每个 DRX 周期中在其自己的寻呼时机中监视关于 PWS 通知的指示。如果在活动 BWP 上向 UE 提供公共搜索空间以监视寻呼，则 RRC_CONNECTED 中的 ETWS 或具有 CMAS 能力的 UE 应当在每个 defaultPagingCycle 中监视关于任何寻呼时机中的 PWS 通知的指示。

对于寻呼时机中的短消息接收，UE 监视用于寻呼的 PDCCH 监视时机。