5G NR system messages

 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.

编辑

 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：

1. 收到gNB寻呼,指示系统消息有变化.
2. 收到gNB寻呼,指示ETWS或CMAS消息广播.
3. 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.

3. 系统消息信道模型

上图非常清晰的展现了MIB和SIB从上至下的信道传输路径,MIB经BCH传输,SIB经DL-SCH传输.