5G寻呼信道

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5G寻呼消息还是由NR PDCCH承载的DCI调度,并在相关NR PDSCH中传输

给定处于RRC_IDLE状态的UE,必须像在LTE中一样在跟踪区域(TA)中的组件小区之间执行寻呼,因为网络不了解目标UE的确切位置和当前小区,更不用说任何与波束偏好相关的细节。考虑到TA中每个小区的独立波束扫描,每个目标UE必须能够监视TA中每个小区的任何不同波束赋形的pdcch。在这种情况下,寻呼时机(PO)的最短持续时间等于TA中所有小区的最长波束扫描周期。显然,这将导致更长的PO持续时间,这可能意味着对每个目标UE进行更多的PDCCH监控,并且比在RRC_INACTIVE状态下更严重的功耗。

基于上述分析,为了在RRC_IDLE状态下寻呼UE,在网络只知道UE在TA级别的位置之后,除了在TA中的所有小区之间循环寻呼消息之外别无选择。然而,对于处于RRC_INACTIVE状态的UE而言,这种困境是可以打破的。关于目标UE的位置信息,网络比当前TA更了解,即基于RAN的通知区域,其最初被提议用于支持上行链路移动性,并且包括一个或多个小区,但比TA小。在这种情况下,寻呼操作可以限制在当前基于RAN的通知区域内,而不是当前TA。与RRC_IDLE中的情况不同,这将导致相当短的PO持续时间,从而减少PDCCH监控,减少每个目标UE的功耗。

为了上行链路移动性,处于RRC_INACTIVE状态的UE可能发送一些参考信号(RS),因此基于RAN的通知区域中的一个或多个TRP可以基于上行链路测量获得UE的更精确的位置信息,例如其波束偏好。在这种情况下,无论所涉及的基于RAN的通知区域中的服务TRP或相邻TRP如何,每个相关TRP都可以直接将寻呼消息传递给目标UE,而不是通过波束扫描来遍历所有候选波束。毫无疑问,这将产生非常短的PO持续时间,因为对于基于RAN的通知区域中的每个被监控小区,只需要监控一个PDCCH,从而降低了UE的功耗。此外,寻呼消息只需要在少量小区和波束上发送,从而减少开销和干扰。

事实上,也可以在目标UE的基于RAN的通知区域中的所有TRP或其子集之间实现紧密的TRP间合作,例如相干联合传输(JT: joint transmission)。考虑到不同TRP的波束扫描可能完全独立的事实,可能需要必要的TRP间信令来相干地对齐来自相关TRP的波束,尤其是当它们属于不同的gNB时。此外,在PO调度中,目标UE的波束偏好应该在UE ID之上引入。只有这样,如果网络发起了任何请求(例如,连接建立),当所涉及的TRP将其波束转向UE时,目标UE才能按时醒来。在这种情况下,目标UE只需要监视一个PDCCH,因此可以进一步缩短PO持续时间。

寻呼用于通知UE传入数据或语音呼叫的到来。寻呼时机与DRX周期一起设计。在LTE中,寻呼是一种特定于小区的配置。UE监视一个寻呼时机,以检索寻呼指示,并在每个DRX周期的特定寻呼帧中获取寻呼消息。UE使用系统信息中提供的DRX参数以及系统帧号(SFN)和UE ID来确定其寻呼的寻呼时机。在寻呼时机中,UE可以同时检索寻呼指示和寻呼消息。寻呼消息在PDSCH上传输,PDSCH的无线资源由DCI调度,P RNTI作为寻呼指示。UE标识,例如IMSI,包含在特定UE的寻呼消息中。在NR中,寻呼指示和寻呼消息可能不会同时绑定。

NR PDSCH携带的寻呼信息提供了资源分配的灵活性,目标是满足每个UE的需求,例如单个DRX周期。然而,在NR中,一个小区可能包含多个TRP。如果一个小区只包含一个具有单波束配置的TRP,那么一个小区内的TRP可以配置多个波束,如图1所示。

5G寻呼信道插图

当在小区或集中式调度器中配置单个TRP/波束,并且控制功能用于多个TRP/波束配置时,动态NR PDSCH资源分配是可能的。如果没有集中式调度器和控制功能用于多TRP/波束配置,则在NR PDSCH上传输寻呼信息需要协调小区中TRP/波束之间的资源分配和调度。为了让UE正确解码PDCCH,需要协调NR PDCCH资源。对于无波束扫描的多个TRP低频段部署,寻呼用NR PDCCH和NR PDSCH需要以SFN方式传输。NR PDCCH和NR PDSCH用于承载寻呼消息的无线电资源必须在TRP之间共同分配。

在波束扫描的高频段部署中,空闲模式UE将无法保持DL/UL波束对应。波束扫描能力有限。寻呼消息的大小相对较大。因此,承载寻呼消息的NR PDSCH无法进行波束扫描。为了达到空闲模式UE,寻呼信息需要与剩余最小系统信息的广播类似。剩余的最低系统信息同意由NR PDSCH携带,网络通过NR PBCH提供配置信息。

NR PBCH提供控制信道搜索空间。NR PDCCH资源将由NR PBCH表示。NR PDCCH的传输方案可以是模拟波束随SSB在不同子带扫描,也可以是数字波束赋形。

NR PDCCH是模拟波束扫描,符号与空闲模式UE的SSB相同。由于NR PDCCH不仅会在服务小区中进行波束扫描,而且还会在寻呼区域内的多个小区中进行波束扫描,因此用于寻呼区域内所有UE的寻呼资源分配的DCI将需要大容量。用于波束扫描的OFDM符号可能没有足够的容量使NR PDCCH承载DCI,以便在NR PDSCH上调度寻呼消息。

NR PDCCH是数字波束赋形。NR PDCCH形成的数字波束的资源需要在特定波束处分配特定于UE。对于空闲模式UE,UE不会保持DL/UL波束对应。UE需要通过波束恢复程序恢复DL/UL波束对应。波束恢复程序的触发始于gNB通过波束扫描发送寻呼指示。在检测到寻呼指示和相关联的波束索引之后,UE通过与检测到的DL波束相关联的UL波束赋形发送回确认,以建立DL/UL波束对应。gNB可以在指定的DL波束上传输NR PDCCH,以便UE通过数字波束赋形接收DCI和相应的PDSCH传输。

用于发送寻呼指示以触发UE波束报告的两个选项是DCI上的Option 1和非调度物理信道上的Option 2。如果寻呼指示在DCI上,则会遇到波束扫描的容量限制。虽然用于寻呼指示的DCI可以使用类似于LTE中DCI 3/3A的组调度,但NR PDCCH承载组DCI的预留容量不能灵活地重用。与剩余的最小系统信息类似,寻呼指示可以由非调度的物理信道承载,如NR PBCH或辅助PBCH。非调度物理信道可以承载寻呼指示以及按需系统信息。对于非调度物理信道通过波束扫描进行的寻呼指示,它将更加灵活。

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