NR/5G - On demand SI

 

NR中系統消息如MIB - 可用於無線幀同步等,SIB1 - 小區物理信道公共配置等,是駐留一個小區所必需獲得的信息,這類系統信息小區是進行週期性廣播。

 

在SI的配置中,系統消息分爲BroadCasting和non-BroadCasting,BroadCasting類系統消息基站也是週期性進行廣播的,而non-BroadCasting類系統消息則是通過一種on-demand的方式,即如果需要讀取這類系統消息,那麼UE需要先發送請求給基站,基站響應UE之後,再下發系統消息。

 

 

爲什麼引入這種on-demand的方式?

 

NR中引入了Beam的概念,爲了支持小區的全覆蓋,基站需要在不同的Slot對不同方向的Beam分別廣播系統消息,在NR/5G - 廣播數據SSB/SIB1/SI/Paging調度小總結文中可以看到這種Beam Sweep的下發方式。

                                                                                          Beam Sweep

 

在中低頻段,Beam的個數爲4/8,但是在高頻時候,Beam的個數最大爲64,那麼可以看到,如果採用非廣播的方式,可以節省基站的功耗。有預測,到2026年,5G或許會使網絡能耗添加150%至170%,增幅最大的是宏基站和數據中心。

 

另外一方面,如果都採用廣播方式,則還需要將PDCCH資源預留以保證系統消息的調度,這些資源不能用於其他PDSCH的調度。

 

UE是怎麼請求讀取non-BroadCasting系統消息?

 

有兩種方式。

 

方式一是通過給系統消息(SI)分配指定的preamble index,UE通過發送PRACH來請求基站下發系統消息,這種基站通過下發MSG2來響應UE,只需要MSG2中的RAPID與UE發送的preamble index一致,則認爲基站接收到了UE的請求。

 

 

  

使用方式一,使用的是非競爭性隨機接入,不會存在RACH衝突,需要爲on demand SI請求預留RACH資源。

 

方式二是不指定SI對應的preamble index,這種配置下,UE還是通過競爭性隨機接入方式來請求,在RAR調度的MSG3中攜帶需要請求讀取的系統消息類型,在隨機接入競爭解決成功之後讀取系統消息。

 

 

 

 

基站下發SI的方式可以是廣播,在所有的beam方向下發,由於preamble信息中包含了UE期望下行接收的beam方向,基站應該也可以只在UE的beam方向上下發。通過38.311中的描述,UE還是按照SI的配置方式,協議中並未看到對於基站實現的明確描述,在週期性時間點上的SI-Window內讀取系統消息。SI的時間位置計算可以參考NR SI Message

 

在參考文章1中還介紹了一種Listen Before Request(LBR)機制。UE嘗試先在最近一個SI週期的SI-Window內進行讀取non-Broadcasting SI,如果未讀取到則再通過SI-Request請求基站下發non-Broadcasting SI。

 

參考文章

1. 《5G On-Demand SI Acquisition Framework and Performance Evaluation》

https://www.researchgate.net/publication/337177632_5G_On-Demand_SI_Acquisition_Framework_and_Performance_Evaluation

 

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