RMSI(SIB1)

2021/03/01 5G_NR 共 3091 字,约 9 分钟

SIB1 的 PDCCH 时频资源确定

CORESET0 与 CSS0

终端获得 SS/PBCH-block 信息后,MIB 信息有限,还不足以驻留小区和进一步发起初始接入。终端还需要得到一些”必备“的系统信息 SIB。

5G 中,支持 on-demand SIB 传输。考虑尽可能快速同步与接入,将必要的系统信息(minium system information)分为两部分:MIB 与 RMSI(Remaining minimum system information)。其它非必要信息,有需求时再读取。可知 RMSI 实质即是 SIB1。

NR 中的 SIB 信息,通过下行 PDSCH 信道发送,而 PDSCH 信道需要 PDCCH 信道的 DCI 来调度。故终端需要在 MIB 中得到调度 RMSI 的 PDCCH 信道信息。MIB 中通过 pdcch-ConfigSIB1 字段,指示终端获取调度 RMSI 的 PDCCH 的资源位置。

控制资源集 CORESET 包含了 PDCCH 的频域资源信息和时域占用的 OFDM 符号数等信息;搜索空间 SS 指示了 PDCCH 起始 OFDM 符号、监听周期以及该 SS 关联的 CORESET 等信息。具体设计将在单独博客阐述。通过时域位置和资源大小,就可以确定下来一个 CORESET,从而终端可以从中盲检 PDCCH。

在初始接入过程中,终端通过 CORESET0 与 CSS0 确定 SIB1 的 PDCCH 资源,从而获取调度 SIB1 的 DCI 消息。

SS/PBCH-block 与 CORESET0 复用 Pattern

如下图所示,5G 中 SSB 与 CORESET0 的复用模式有以下三种:TDM,TDM/FDM,FDM。

CORESET_SSB_Pattern

  • Pattern 1 模式 1 时分复用,且 CORESET0 的频域范围要大于 SSB 的频域范围,即CORESET0 的起始 RB 位置总是低于或者等于 SSB 的频域下边界 RB,即在pattern1 中时,表格中的 Offset(RBs) 总是大于等于 0。
  • Pattern 2 模式 2 仅适用与载频大于 6GHz 的情况,具体仅支持 SSB 和 PDCCH 两种子载波组合 <120kHz,60kHz> 和 <240kHz,120kHz>,且 CORESET0 在时域上只占用一个符号。
  • Pattern 3 模式 3 仅适用于 FR2 的载频情况,并且只支持一种 SSB 和 PDCCH 的 SCS 组合 <120kHz,120kHz>。模式 3 时 CORESET0 时域上与 SSB 的前两个符号重合。

CORESET0 与 CSS0 的确定

在初始接入过程中,终端通过 MIB 消息中的 pdcch-ConfigSIB1 字段确定 CORESET0 的具体位置。但是该字段只有 8 bit,显然无法直接指示。因此,5G 针对上述不同复用模式以及 SSB 和 CORESET0 的 SCS 的不同组合预定义了一系列表格。终端根据相应参数查询相应的表格1就可以了。这也是 3GPP 的基本操作了。

NR_CommonSearchSpace_Type0_PDCCH

相应表格总结如下: 38.213_13-1_13-15

Example 1pdcch-ConfigSIB1 = 00000000。SSB SCS = 30kHz,PDCCH SCS = 30kHz; 终端所在频段为 n78。

  1. 根据 SSB 与 PDCCH,即 CORESET0 的 SCS 组合,我们可以选择表 13-4 或者 13-6;

  2. 由于终端位于频段 n78,根据 38.101-1 Table 5.3.5-1,可知频段 n78 支持的最小信道带宽为 10MHz。因此,应该使用表格 13-4。

  3. 由于字段 pdcch-ConfigSIB1 的高 4 位为 0,因此应该选择表中 Index 为 0 的那一行。即 SSB 与 CORESET0 的复用模式为 Pattern1,CORESET0 频域上占用 24 个 RB,时域上占用两个符号,与 SSB 在频域上的偏移为 0。 NR_CommonSearchSpace_Type0_PDCCH_03

  4. 通过以上步骤可以确定复用模式为 Pattern1,终端频段在 FR1,因此 CSS0 的确定需要查表 13-11。因为字段 pdcch-ConfigSIB1 的低 4 位为 0,因此应该选择表中 Index 为 0 的那一行。从表中可以看出 CORESET0 在每个时隙内的监听时机个数为 1,起始符号的编号为 0。 NR_CommonSearchSpace_Type0_PDCCH_04

表中参数 O 用来控制第 1 个 SSB 的监听窗口的起始位置,用于避免 CSS0 的监听窗口与 SSB 发生冲突;参数 M 控制了 SSB_i 与 SSB_i+1 的监听窗口的重叠程度,包括完全不重叠(M=2),重叠一个时隙(M=1),完全重叠(M=0.5)三种情况。重叠窗口的设计可以一定程度上减少波束扫描的资源开销。

  • 针对复用模式 1,由于 SSB 与 CORESET0 是 TDM 的,所以无法通过 SSB 的时域信息确定 CORESET0 的时域信息。因此针对 Pattern1,终端在两个连续的时隙监听 Type0-PDCCH。这两个时隙被称为 Type0-PDCCH 监听窗口,其起始时隙编号为 n0。监听窗口的周期为 20ms。在每个周期内,一个索引为 i 的 SSB 对应一个 Type0-PDCCH 的监听窗口,并通过相应公式计算出该监视窗口起始时隙编号 n0

  • 针对复用模式 2 和 3,由于 CORSET0 与 SSB 是 FDM 的,因此可以直接根据 SSB 的时域分布得出 CORESET0 的时域信息。该模式下, Type0-PDCCH 监听窗口变为一个时隙,其周期与 SSB 周期相同。具体时隙,系统帧以及起始符号的编号通过查表 13-13、14 和 15 确定。

SIB1 的 PDSCH 的时频资源的确定

终端在获取 CORESET0 信息后,通过解码 DCI 就可以获取 PDSCH 即 SIB-1 的信息了。SIB1 的时频资源是由 DCI format 1_0 来指示的,使用 SI-RNTI 加扰的 CRC。

频域资源的确定

DCI format 1_0 中对应频域资源分配的字段大小是依据 DL BWP 的大小变化的,在此不详述。

时域资源的确定

DCI format 1_0 中对应时域资源分配的字段大小是 4bit,显然不足以直接指示时域分配细则。因此,5G 通过基本操作,即预定义若干表格,通过表格的不同条目来指示时域资源的分配。CORESET0 与 SSB 三种复用模式分别对应 3 个不同的默认表格。4bit 可以指示没个 表格里的 16 种分配方式。

  1. 复用模式 1 对应 Default PDSCH time domain resource allocation A for normal CP,如下表所示。其中,Type A 表示基于时隙的 PDSCH 的映射,即一个时隙的头部符号用来传输 PDCCH,剩余符号原则上全部用来传输 PDSCH。Type B 表示基于非时隙的 PDSCH 映射,即头部几个符号传输 PDCCH, 而 PDSCH 则可以在时隙内剩余任意符号开始。K0 为下行分配定时,即 PDCCH 与 PDSCH 间隔,以时隙为单位,0 表示 PDCCH 与 PDSCH 在同一个时隙内;S 表示 PDSCH 的起始 OFDM 符号索引,L 表示 PDSCH 持续的 OFDM 符号数量。 38_214_v15_3_Table_5_1_2_1_1_2.png

  2. 复用模式 2 对应 Default PDSCH time domain resource allocation B,如下表所示。 38_214_v15_3_Table_5_1_2_1_1_4.png

    下图是模式 2 下,SSB 使用 120kHz,SIB1 使用 60kHz 的时域资源分配示意图2

    38_214_v15_3_Table_5_1_2_1_1_5.png

  3. 复用模式 3 对应 Default PDSCH time domain resource allocation C,如下表所示。 38_214_v15_3_Table_5_1_2_1_1_5.png

    下图3是模式 3 下,SSB 使用 120kHz,SIB1 使用 120kHz 的时域资源分配示意图。图中可以看出,SIB1 的 PDSCH 可以占用自己 PDCCH 的 OFDM 符号,或者占用下一个 SSB 的 PDCCH 的符号。

    pattern-3-120-120

  1. https://sharetechnote.com/html/5G/image/NR_CommonSearchSpace_Type0_PDCCH_05.png

  2. 5G 无线系统设计与国际标准 Ch3.p69. 

  3. 5G 无线系统设计与国际标准 Ch3.p70. 

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