NR 系统消息及小区选择和重选

1、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

2、。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

3、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DC

4、I格式1_0。各类系统消息如下：Master Information Block (MIB) : Provides SFN, SCS, SIB1 PDCCH resource, cell barred informationSystem Information Block 1 (SIB1): Cell selection Information,PLMN, TAC, Cell Identity, RAN Notification Information, SI scheduling info for OSI, Serving Cell InformationSystem Information

5、 Block 2 (SIB2): Cell re-selection information common for intra-frequency, inter-frequency and/ or inter-RATSystem Information Block 3 (SIB3):Intra frequency cell reselection information e.g. PCI, q-Offset, q-RxLev, q-Qual, Black cell listSystem Information Block 4 (SIB4): Inter frequency cell resel

6、ection information e.g. NR-ARFCNSystem Information Block 5 (SIB5): Inter system cell re-selection toward LTE e.g. EARFCNSystem Information Block 6 (SIB6): Earth quake and Tsunami WarningSystem primary notificationsSystem Information Block 7 (SIB7): Earth quake and Tsunami WarningSystem secondary not

7、ificationsSystem Information Block 8 (SIB8): Commercial Mobile Alert services (CMAS) notificationSystem Information Block 9 (SIB9): Timing information for UTC, GPS and local timeJEgNodeBMinimum SI (L1IR)Periodically broadcas-t)Minimum SI (引日 1)tPeriodically bro adca s-t)|漩广播Other SI (SIBn)Periodical

8、ly broad cas.l)按对J阅SI Request触1_OthrSI SIBn)(Broadcast on-demAnd)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：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。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

9、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，

10、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UE在当前BCCH修改周期（第n个修改周期）接收Short Message。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。Change nodficalionU pd-ated infornnation_JL1 1 i n rBCCH modification periodn)BCCH madrfication period (n+1)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

11、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：根据在RRC Release信息中分配的频点信息选择Suitable Cell驻留。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。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。若仍选不到Suitable Cell，则启用Initial C

12、ell Selection方式选择小 区，寻找Suitable Cell驻留。若 Initial Cell Selection 方式也选不到 Suitable Cell, UE 将进入 Any Cell Selection State。处于 Any Cell Selection State 状态下的 UE 会 一直尝试搜索Acceptable Cello搜索到Acceptable Cell后，UE将选择 在该小区驻留下来，获得限制服务，同时也会周期性地使用Initial Cell Selection 方式搜索 Suitable cello Any Cell Selection State 状态

13、下 UE 的具体行为可参考 3GPP TS 38.304 V15.4.0 中的 5.2.7 Any Cell Selection state 章节。其中，Stored Information Cell Selection 和 Initial Cell Selection 两种 方式的小区选择过程如下：Stored Information Cell Selection在此方式下，UE会根据Stored Information的载波频点信息和小区参 数(通过之前收到的测量控制信息或者检测到的小区系统消息获得)进 行小区选择，搜索满足条件的小区作为Suitable Cello载波频点信息 和小区参数

14、两项内容可以加快小区选择。Initial Cell Selection在此方式下，UE会扫描其支持制式上的所有载波频点，搜索Suitable Cello在每个载波频点上，UE仅会搜索信号最强的小区，并驻留到最先 搜索到的 Suitable Cello小区选择规则(又称S规则)：Srxlev 0，Srxlev = Qrxlevmeas - (Qrxlevmin + Qrxlevminoffset) - compensation其中：S l : Cell selection RX level value (dB)，小区选择接收值。Q l : Measured cell RX level value

15、 (RSRP)，测量到的小区接收信号电平 值，即RSRPoQ . ： Minimum required RX level in the cell (dBm)， SIB1 消息中广播的小 区最最低接收电平值。Qrxlevminoffset: Offset to the signalled Qrxlevmin，SIB1 消息中广播的小区最低接收电 平偏置值：当前没有携带，UE按照默认为0dBoPompensation： maXMA. - PPwerClass，0其中，PEMAX1 是在 SIB1 消息中广播的小区允许 的UE最大发射功率，PPowerClass是UE自身的最大射频输出功率。小区重选

16、当UE正常驻留在一个小区后，会测量驻留小区和邻区的信号质量，根据小区重 选规则选择一个更好的小区进行驻留。UE在进行小区重选时，流程如下：根据服务小区的SrT邻区频点小区重选优先级确定是否启动重选邻区 测量。2.根据邻区测量结果及小区重选规则进行小区重选，小区重选规则与邻区 频点重选优先级相关：同频和异频同优先级小区重选。异频不同优先级小区重选。注意：当小区执行中优先级闭塞时，待闭塞的小区中处于空闲态的UE需要 迁移出小区，gNodeB执行UE迁移的处理策略为小区重选。小区重选优先级在UE进行测量和小区重选时，需要用到邻频的小区重选优先级信息。小区重选 频点优先级分为公共重选优先级和运营商专用

17、重选优先级，重点介绍公共重选 优先级。服务频点的小区重选优先级。异频频点的小区重选优先级。同频小区重选时，UE将忽略频点优先级信息，即同频小区都是同优先级的。重选邻区测量UE根据服务小区Srxlev及邻区重选频点优先级，判断是否启动对在系统消息 广播的邻区频点进行测量。同频小区测量若服务小区的S 大于IntraFreqMeasStartThld寸，不启动同频重选邻区测量。rXeV若服务小区的S 低于或者等于IntraFreqMeasStartThld寸，启动同 频重选邻区测量：V异频小区测量如果异频频点拥有比当前服务频点更高的优先级，不管服务小区质量如 何，UE都将对它们进行重选邻区测量。如果

18、异频频点的优先级低于或者等于当前服务频点的优先级：若服务小区的S 大于NonIntraFreqMeasRsrpThld不启动异 频重选邻区测量。若服务小区的S 小于或者等于NonIntraFreqMeasRsrpThld 启动异频重选邻区V测量。同频和异频同优先级小区重选UE启动重选邻区测量后，同频或异频同优先级小区重选过程如下：选择满足小区选择规则（即S规则）的邻区，其中同频和异频邻区涉及的相关参数 如下：同频邻区计算Srxlev时，Qrxlevmin使用SIB2广播的小区最低接收电平值。异频邻区计算，必时，Qrxlevmin使用SIB4广播的小区最低接收电平值。针对满足上述条件的邻区，UE

19、选择信号质量等级Rn最高的邻区作为highest ranked cello邻区的信号质量等级Rn计算如下：n meas,n offset其中：Qmeasn:基于SSB测量出来邻区的接收信号电平值，即邻区的RSRP值。Qoffset :邻区重选偏置。对于同频邻区，Qoffset为SIB3广播的q-OffsetCell对于异频邻区，Qoffset 为 SIB4 广播的 q-OffsetCell 加上 q-OffestFreq:在满足小区选择规则（即S规则）的邻区中，UE识别出信号质量满足如下条件的 邻区。RSRPh.ht kd ll - RSRP W rangeToBestCell其中：RSRPh

20、.ht kd ll： highest ranked cell 的 RSRP 值。RSRPn :各邻区的RSRP值。rangeToBestCell:固定为3dB，在SIB 2消息中指示。在highest ranked cell和满足上述条件的邻区中，UE选择小区中波束级RSRP值 大于门限（当前版本固定为-86dBm），且波束个数最多的小区作为best cell。若 同时有多个此类小区，再在其中选择小区R值最高的小区作为best cello判断best cel l是否满足如下两个条件。若满足，UE重选到该小区；若不满足， 则继续驻留在原小区。best cel l在持续1s的时间内，都满足如下小区

21、重选规则（又称R规 则）。Rn Rsn meas,n offsetRs= Qmeas,s+ lyst其中:Q:基于SSB测量出来best cell的接收信号电平值，即bestcell 的 RSRP 值。-Qoffset:邻区重选偏置，请参见2。-Qmeass:基于SSB测量出来服务小区的接收信号电平值，即服务小区 的RSRP值。Qht：小区重选迟滞。.UE在当前服务小区的驻留时间大于1s。异频不同优先级小区重选UE启动重选邻区测量后，异频不同优先级的小区重选时，需要选择满足小区选 择规则（即S规则）的异频邻区，计算异频邻区的S.时，Q.gn使用SIB4广 播的小区最低接收电平值。以心6异频不同

22、优先级的小区重选分为对高优先级小区重选和低优先级小区重选。.对高优先级小区重选，若同时满足以下条件，小区重选将选择高优先级异频小区：UE在当前服务小区超过1s。在SIB4广播的异频邻区重选时间（固定1s）内，被评估邻区的S l 大于 SIB4 中广播的 threshX-HighP。如果存在多个小区同时满足条件，则按照同频和异频同优先级小区重选 中2选择信号质量等级Rn最高的邻区进行小区重选。.对低优先级小区重选，若同时满足以下条件，小区重选将选择低优先级异频小区：高优先级异频邻区都不满足高优先级小区重选条件。UE在当前服务小区超过1s。在SIB4广播的异频邻区重选时间（固定1s）内，同时满足如

23、下 条件：服务小区的S 值小于SIB2广播的threshServingLowP。被评估邻区的S 大于SIB4中广播的threshX-LowP。重选参数：Cell reselection parameters are broadcast in system information and are read from the serving cell as follows:absThreshSS-BlocksConsolidationThis specifies the minimum threshold for beams which can be used for selection of t

24、he highest ranked cells, if rangeToBestCell is configured, and for beams used for derivation of cell measurement quantity. The parameter in SIB2 applies to the current serving frequency and the parameter in SIB4 applies to the corresponding inter-frequency.cellReselectionPriorityThis specifies the a

25、bsolute priority for NR frequency or E-UTRAN frequency.cellReselectionSubPriorityThis specifies the fractional priority value added to cellReselectionPriority for NR frequency or E- UTRAN frequency.highPriorityMeasRelaxThis indicates whether relaxed measurement on higher priority frequency is allowe

26、d or no(tn case the relaxed measurement criteria is fulfilled).nrofSS-BlocksToAverageThis specifies the number of beams which can be used for selection of the highest ranked cell, if rangeToBestCell is configured, and the number of beams used for derivation of cell measurement quantity. The paramete

27、r inSIB2 applies to the current serving frequency and the parameter irSIB4 applies to the corresponding inter-frequency.Qoffset r s,nThis specifies the offset between the two cells.Qoffsetr frequencyFrequency specific offset for equal priority NR frequencies.This specifies the hysteresis value for r

28、anking criteria.Qoffset r tempThis specifies the additional offset to be used for cell selection and re-selection. It is temporarilyused in case the RRC Connection Establishment fails on the cell as specified in TS 38.331 3.QrqualminThis specifies the minimum required quality level in the cell in dB

29、.QrxlevminThis specifies the minimum required Rx level in the cell in dBm.QrxlevminoffsetcellThis specifies the cell specific Rx level offset in dB to Qrxlevmin.QfqualminoffsetcellThis specifies the cell specific quality level offset in dB to Qqualmin.rangeToBestCellThis specifies the R value range

30、which the cells whose R value is within the range can be a candidate for the highest ranked cell. It is configured in SIB2 and used for intra-frequency and equal priority inter-frequency cell reselection and among the cells on the highest priority frequency(ies) for interfrequency cell reselection w

31、ithin NR.relaxedMeasConditionThis indicates the conditions for the UE to relax measurements.Editors Note: FFS how to configure whether higher priority frequencies can be relaxed, and behaviour of relaxation of higher priority carriers pending RAN4 decisions.SIntraSearchPThis specifies the Srxlev thr

32、eshold (in dB) for intra-frequency measurements.SIntraSearchQThis specifies the Squal threshold (in dB) for intra-frequency measurements.SnonIntraSearchPThis specifies the Srxlev threshold (in dB) for NR inter-frequency and inter-RAT measurements.S 一 nonIntraSearchQThis specifies the Squal threshold

33、 (in dB) for NR inter-frequency and inter-RAT measurements.SSearchDeltaPThis specifies the threshold (in dB) on Srxlev variation for relaxed measurement.SSearchThresholdPThis specifies the Srxlev threshold (in dB) for relaxed measurement.SSearchThresholdQThis specifies the Squal threshold (in dB) fo

34、r relaxed measurement.TreselectionRATThis specifies the cell reselection timer value. For each target NR frequency and for each RAT other than NR, a specific value for the cell reselection timer is defined, which is applicable when evaluating reselection within NR or towards other RAT (i.e. Treselec

35、tioRAT for NR is Treselection, for E-UTRAN TreselectiorEUTRA).NOTE:TreselectionRAs not broadcast in system information but used in reselection rules by theUE for each RAT.TreselectionMDNRThis specifies the cell reselection timer value TreselectiorRAT for NR. The parameter can be set per NR frequency

36、 as specified in TS 38.331 3.TreselectionEUTRAThis specifies the cell reselection timer value TreselectionRAT for E-UTRAN.Threshv u.X, HighPThis specifies the Srxlev threshold (in dB) used by the UE when reselecting towards a higher priority RAT/ frequency than the current serving frequency. Each fr

37、equency of NR and E-UTRAN might have a specific threshold.ThreshX, HighQThis specifies the Squal threshold (in dB) used by the UE when reselecting towards a higher priority RAT/ frequency than the current serving frequency. Each frequency of NR and E-UTRAN might have a specific threshold.ThreshX, Lo

38、wPThis specifies the Srxlev threshold (in dB) used by the UE when reselecting towards a lower priority RAT/ frequency than the current serving frequency. Each frequency of NR and E-UTRAN might have a specific threshold.ThreshX, LowQThis specifies the Squal threshold (in dB) used by the UE when resel

39、ecting towards a lower priority RAT/ frequency than the current serving frequency. Each frequency of NR and E-UTRAN might have a specific threshold.ThreshServing, LowPThis specifies the Srxlev threshold (in dB) used by the UE on the serving cell when reselecting towards a lower priority RAT/ frequen

40、cy.ThreshServing, LowQThis specifies the Squal threshold (in dB) used by the UE on the serving cell when reselecting towards a lower priority RAT/ frequency.This specifies the time period over which the Srxlev variation is evaluated forelaxed measurement.速度因子Speed dependent reselection parameters are broadcast in system information and are read from the serving cell as follows:TCRmaxThis specifies the duration for evaluating allowed amount of cell reselection(