5G無線網絡信令流程


 

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5G初始接入

1、開機入網概述

初始無線接入:當UE開機后,它的首要任務就是要找到無線網絡並與無線網絡建立連接,需要如下步驟;

  • 獲得上下行同步

偵聽網絡獲得下行同步;隨機接入,獲取上行同步;

  • 收發消息,建立連接

ATTACH:

  • 建立UE與核心網之間相同的移動性上下文;
  • 建立UE與核心網之間的缺省承載
  • 通過EPS ATTACH流程,UE還可以獲取到網絡分配的IP地址

公共流程:

  • 鑒權過程和安全模式過程

2、初始接入流程概述

在NSA組網下,gNodeB不需要廣播RMSI,RMSI中的內容通過RRC信令(由LTE發送)在UE開始接入NR前發生給UE;

3、系統消息廣播概述

NR同步和系統消息廣播包括:PSS/SSS,PBCH,RMSI和QSI等;

  • PSS/SSS用於UE進行下行時鍾同步,並獲取小區的Cell ID
  • PBCH(攜帶了MIB)用於UE獲取接入網絡的最基本信息,主要是通知UE在何處接收RMSI消息;
  • RMSI(SIB1)用於廣播初始BWP信息,初始BWP中的信道配置,TDD小區的半靜態配比已經其他UE接入網絡的必要信息等。
  • OSI,用於其他小區信息的廣播(目前NSA組網下沒有用到這里的內容)

為了支持massive MIMO,所有的廣播信道和信號都支持進行波束掃描。

4、廣播信道波束掃描

廣播波束最多設計為N個方向固定的波束。通過在不同時刻發送不同的波束完成小區的廣播波束覆蓋,UE通過掃描每一個波束,獲得最優波束,完成同步和系統消息的解調。

5、MIB的信息內容

5G的MIB一個最重要的作用就是通知UE如何獲取SIB1消息。

在38.213中定義了10張表,UE需要根據SSB的子載波間隔,MIB中的SubcassierSpaceCommon參數,以及頻段對應的小區的最小帶寬來確定選擇哪張表,然后通過pdcch-ConfigSIB1中的高4bit選擇表中的哪一行。

Number of RB CORESET:該參數定義了初始BWP中CORESET的RB數,同時也定義了初始BWP的帶寬。目前協議之定義了三種帶寬:24,48和96RB。Number of Symbols CORESET:該參數定義了初始BWP中CORESET的符號數,取值范圍為1-3;

offset(RBs)該參數定義了初始BWP中CORESET的起始RB與SSB的RB0之間的偏移,見解定義初始BWP的頻域位置。

6、MIB的信元

7、SIB1信元解析

8、SIB1消息

SIB1消息主要廣播UE初始接入網絡時需要的基本信息,包括初始SSB相關信息,初始BWP信息,下行信道配置等。

SIB1中會廣播實際中發送的SSB的數目;UE需要根據這個信息對SSB進行rate matchhing;

此外,SIB1中還廣播cell-specific的配比信息。

UE需要根據自己搜索到的SSB index的位置,獲取對應位置上的SIB1消息。

在NSA中,不廣播SIB1消息;SIB1承載的內容,在RRC重配置消息中通過LTE下發UE。

9、其他廣播消息

包括SIB2-SIBn

QSI承載在PDSCH

支持周期性廣播

  • 具有相同傳輸周期的SIBs,映射到相同的SI message中。
  • 不同傳輸周期的SIBs不能映射到同一個SI message中。

具有相同傳輸周期的SIBs可以映射到不同的SI message中。

支持ODOSI廣播

在RRC CONNECTED狀態的UE,通過專用信令來請求和傳遞OSI,具體流程待協議明確

在RRC IDLE或RRC INACTIVE狀態的UE;如果SIB1中指示支持ODOSI,則通過MSG1請求OSI,否則,通過MSG3請求OSI,具體細節待協議明確;

10、隨機接入

觸發RA的事件有如下幾類:

//1、初始RRC連接建立

//2、RRC連接重建

//3、切換

//4、失步狀態下行數據到達

//5、失步狀態上行數據到達。

//6、NSA接入。UE在LTE小區接入后,添加NR小區時,在NR發起RA。

//7、基於RA請求SI(系統消息)。UE需要請求特定SI時會發起RA。

//8、UE從RRC_INACTIVE到RRC_CONNECTED狀態。

//9、波束恢復,當UE PHY層檢測到波束失步時,會通知UE MAC發起RA。

NR中的隨機接入流程與LTE的基本相同,通過發送preamble啟動接入過程,接入過程也分為競爭接入和非競爭接入(通過使用不同類型的preamble來區分)

11、隨機接入沖突解決

12、隨機接入中的上行同步

UE通過隨機接入建立或恢復上行同步,新開機,空閑態UE,失步態UE以切換入UE都通過隨機接入完成和gNodeB的上行同步,進入同步態。

gNodeB根據Random Access Preamble測量得到UE側的定時偏移,通過RAR消息攜帶給UE。

5G NSA信令流程

1、NSA總流程

2、NSA下行數據分流

3、NSA輔站添加流程

4、測量控制及測量報告上報

▼網管信元

5、輔站添加

6、空口輔站添加信令流程

7、gNR側的隨機接入

UE在LTE側發送RRC廉潔重配置完成后,就會嘗試接入NR;

以下三條信令因為是層1信令,所以無法通過LMT進行跟蹤。

NSA模式下,NR空口是沒有SRB的,只有DRB,所有的TTC信令只能通過LTE傳送。下圖MSG3,只有MAC CE,是不包含RRC信令的。

8、輔站添加流程

9、核心網側的傳輸地址更新

10、NSA輔站修改(主站觸發)

11、NSA輔站修改(輔站觸發)

12、主站觸發的輔站釋放

13、輔站觸發的輔站釋放

5G移動性信令流程


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