lte-tdd系统信息广播专题.doc

1、目 录1 引言 .61.1 编写目的 .61.2 使用范围 .61.3 参考资料 .61.4 术语定义 .62 系统信息定义 .63 系统信息的消息类型 .64 系统信息的调度 .64.1 MIB 消息的调度 .74.2 SIB1 消息的调度 .84.3 SI 消息的调度 .85 系统信息的更新通知 .86 系统信息消息的获取 .96.1 触发系统信息获取的原因 .96.2 UE 需要的系统信息 .106.3 UE 获取系统信息的过程 .107 系统信息的传输过程 .117.1 MIB 消息 .117.1.1 MIB 消息的发送-eNB 侧 .117.1.2 MIB 消息的接收-UE 侧 .1

2、27.2 SIB1 消息 .127.2.1 SIB1 消息的发送-eNB 侧 .127.2.2 SIB1 消息的接收-UE 侧 .137.3 SI 消息 .137.3.1 SI 消息的发送-eNB 侧 .137.3.2 SI 消息的接收-UE 侧 .148 附录：系统信息消息 IE .158.1 概述 .158.2 MIB .158.3 SIB1 .168.4 SIB2 .178.5 SIB3 .208.6 SIB4 .218.7 SIB5 .228.8 SIB6 .248.9 SIB7 .258.10 SIB8 .279 问题列表 .291 引言1.1 编写目的本文档根据 2008 年 6

3、月份版本协议，研究整理 LTE 系统中的系统信息广播过程相关内容，以及系统信息广播消息及 IE，为后续 LTE 协议栈开发提供必要的技术指导。本文主要针对系统信息广播的调度和发送过程进行详细介绍。1.2 使用范围LTE 协议栈开发人员。1.3 参考资料1 3GPP TS 36.211 V8.3.0（2008-06）2 3GPP TS 36.212 V8.3.0（2008-06）3 3GPP TS 36.213 V8.3.0（2008-06）4 3GPP TS 36.300 V8.5.0（2008-06）5 3GPP TS 36.321 V8.2.0（2008-06）6 3GPP TS 36.3

4、31 V8.2.0（2008-06）1.4 术语定义（英文缩写） （英文全称） （中文全称）MAC Medium Access Control 媒体接入控制MIB master information block 主信息块RRC Radio Resource Control 无线资源控制SIB System Information Blocks 系统信息块2 系统信息定义系统信息 System information 是指的这样一些信息，他表示的是当前小区或网络的一些特性及用户的一些公共特性，与特定用户无关。通过接收小区的系统信息，移动用户可以得到当前网络、小区的一些基本特性；系统通过在小区中

5、进行相应的系统信息广播，可以标识出小区的覆盖范围，给出特定信道的信息。3 系统信息的消息类型系统信息广播消息分为 3 种类型，如下：1. 主信息块（MIB）：由众多 IE 组成。包含一定数量的最基本且被传输次数最多的信息。2. 系统信息块（SIB1）：由众多 IE 组成。包含评估一个 UE 是否被允许接入到一个小区相关的信息，并定义了其他 SI 的调度相关信息。3. 系统信息（SI）：由众多 IE 组成。用于传送一个或多个 SIB 信元（SIB2SIB8）。4 系统信息的调度系统信息消息的协议层次映射如下：逻 辑 信 道 BCCH（ MIB） （ SIB1/SI msgs）传 输 信 道 BC

6、H DL-SCH物 理 信 道 PBCH PDSCH逻 辑 信 道传 输 信 道物 理 信 道MIB消 息 SIB/SI消 息图 4-1：系统信息协议层次映射关系系统信息消息是在逻辑信道 BCCH 上，参考图 4-1，其中：MIB 消息映射到传输信道 BCH，再由 BCH 映射到物理信道 PBCH 上进行传输。SIB1 和 SI 消息映射到传输信道 DL-SCH，再由 DL-SCH 映射到物理信道 PDSCH 上进行传输。调度方式 调度周期 是否重复 第一次传输位置 重复位置MIB 固定调度 40ms 40ms 内重复 SFN mod 4=0、#0其他 SFN、#0SIB1 固定调度 80ms

7、 80ms 内重复 SFN mod 8=0、#5SFN mod 2=0、#5SI 动态调度表 4-1：系统信息消息的调度4.1 MIB 消息的调度MIB消息在PBCH上以周期为40ms进行传输，物理层的具体映射处理过程如下（这里以正常循环前缀为例）：1) MIB消息起始的无线帧号满足n f mod 4=0, 在物理层经过 CRC添加、信道编码和速率匹配之后，生成1920bit的广播消息。2) 然后经过QPSK调制，得到960个符号。3) 将这些符号映射到连续的4个无线帧（每个无线帧10ms，共40ms ）的子帧0的时隙1的头4个OFDM符号位置上，在频域上占用中间带宽的72个子载波。1 0 m

8、 s 1 0 m sP B C H T T I = 4 0 m sR a d i o f r a m e = 1 0 m s1 0 m sS u b f r a m e = 1 m sO F D M 符号C o d e d B C H t r a n s p o r t b l o c k 图4-2：MIB消息的调度在映射过程中需要把参考信号RS符号占用的RE 单元空出来，以 4发射天线的RS 资源分布为准，这里即使实际只有1或2发射天线，也要按照4天线的RS数目，即使相 应位置没有RS，则该位置空着，不填充符号。映射到4个无线帧的4个OFDM符号上时，结合图4-3，填充RE如下： 可用符号的

9、总RE数：72*4*41152， （图4-3中红色方框内的所有RE） 参考信号RS占用数：8*6*4192， （图4-3中彩色填充部分 RE） 系统消息的RE数是：1152192960。76resourceblockssubcarriers12图 4-3：MIB 消息在资源块上的映射关系4.1.1 MIB 消息映射到 PBCH 的方案对目前协议规定的 19bit MIB 消息，从 BCH 映射到 PBCH 时，目前有两种可选的方案： 第一种方案10msTTI 调度周期方式 ，40ms 内发送 4 个 MIB 消息，物理层 PBCH 信道从 BCH 信道接收 MIB 消息后：1) CRC 添加，

10、每个 19bit 的 MIB 消息添加 16bit 的校验比特，35bit 。2) 然后进行 1/3 尾比特卷积编码，长度 105bit。3) 进行速率匹配过程，使得匹配后的比特数满足物理信道的资源（一个 TTI 为10ms 的无线帧上的资源，即比特数目为 480bit） 。4) 然后再经过加扰调制 层映射和预编码。5) 再映射到资源块上对应的位置（#0 号子帧第二个时隙的前 4 个符号） 。这里映射到 1 个 10ms 无线帧上的 240RE 上。6) 后面一个无线帧内发送下一 MIB 消息。 （一个 TTI 内 SFN 不同）注：10ms 的调度方式与协议中一个 TTI 40ms 内只有一

11、个 TB 块违背，因此不采用。 第二种方案（建议采用）40msTTI 调度周期方式，40ms 内发送 1 个 MIB 消息，物理层 PBCH 信道从 BCH 信道接收 MIB 消息后：1) CRC 添加每个 19bit 的 MIB 消息添加 16bit 的校验比特，35bit 。2) 然后进行 1/3 尾比特卷积编码，长度 105bit。3) 进行速率匹配过程，使得匹配后的比特数满足物理信道的资源（一个 10ms 的无线帧上的资源，即比特数目为 480bit） 。4) 然后再经过加扰调制 层映射和预编码。5) 再映射到资源块上对应的位置（#0 号子帧第二个时隙的前 4 个符号） 。这里映射到

12、1 个 10ms 无线帧上的 240RE 上。6) 后面一个 TTI 内的连续的 3 个无线帧上重复发送相同的消息。 （一个 TTI 内 SFN相同）4.2 SIB1 消息的调度SIB1 采用固定周期的调度，调度周期 80ms。第一次传输在 SFN 满足 SFN mod 8 = 0的无线帧上#5 子帧传输，并且在 SFN 满足 SFN mod 2 = 0 的无线帧的#5 子帧上传输。注：目前 SIB1 的长度没有确定，具体调度以及映射关系 FFS。4.3 SI 消息的调度SI消息周期性地在时域窗口中发送，是动态调度的。每一个SI消息都和一个SI-window相关，不同SI消息的SI-windo

13、ws不重叠。对所有的SI消息来说，SI-window 的长度是相同且可配置的。在SI-window窗口中，SI消息可以在任何子帧中被发送多次（除了MBSFN子帧、TDD中的上行子帧，和满足SFN mod 2 = 0且子帧号为#5的子帧） 。UE能够从PDCCH信道上解码的SI-RNTI 中获取详细的 time-domain调度（以及频域调度、使用的传输格式） 。SI-RNTI用来标识 SIB1和所有的SI消息。SIB1配置SI-window长度和SI消息的传输周期。5 系统信息的更新通知系统信息改变仅仅发送在特定的无线帧上，如下图中给出的修改周期。内容相同的SI消息可能在一个修改周期内被发送多

14、次（按照调度的定义） 。修改周期边界由SFN mod N定义。N由系统配置。修改周期的定义： modification period= modificatinoPeriodCoeff * defaultPagingCycle其中defaultPagingCycle为：ENUMERATED ms320, ms640, ms1280, ms2560,（可参考 36.331 中 6.3.2 中 SemiStaticCommonChConfig 的定义。 ）当网络改变系统信息时，首先通知UE改变，如：这会在一个修改周期内完成。在下一个修改周期，网络发送更新过的系统信息。如图5-1所示，其中不同的颜色指

15、示不同的系统信息。当收到一个改变的通知，UE知道当前系统信息在下一个修改周期的边界之前是有效的。在这边界之后，UE获取所有的系统信息。这里有一个短的周期内UE 没有有效的系统信息。 BCH modifcation period (n) Change notifcation Updated information BCH modifcation period (n+1) 图5-1 ：系统信息的改变 Paging消息用于通知RRC_IDLE和RRC_CONNECTED状态下UE 的系统信息的改变。如果UE接收一个Paging消息包括systemInfoModification，则它知道在下一个修改

16、周期边界系统信息会改变。Paging消息仅仅通知 UE系统信息的改变，但不提供改变的具体内容。 Pagin UE EUTRAN 图 5-2：寻呼消息通知系统信息的改变寻呼消息用在寻呼信道上发送。该消息主要包含以下信元：信元名称 存在状态 类型 含义ue-Identity M PagingUE-Identity Paging UE标识pagingCause M ENUMERATED 寻呼原因systemInfoModification O ENUMERATEDtrue 如果存在：指示BCCH修改表5-1 ：寻呼消息主要IE其中systemInfoModification指示BCCH是否被修改。S

17、IB1包含一个value tag（systemInformationValueTag） ，用于指示SI消息中是否发生改变。UE使用这些value tag，如：当从失去覆盖返回时，验证是否之前获取的系统信息仍然有效。UE认为系统信息在接收之后的 6个小时内有效。6 系统信息消息的获取 E-UTRAN MasterInformationBlock UE SystemInformationBlockType1 SystemInformation 图6-1 ：系统信息消息获取过程UE使用系统信息获取过程来获取 E-UTRAN广播的AS和NAS系统信息。该过程应用在处于RRC_IDLE和RRC_CONN

18、ECTED 的UE。6.1 触发系统信息获取的原因UE应该在下列情况下应用系统信息获取过程： 在开机选择小区的时候，或在从另一种 RAT 进入 E-UTRA 之后，进行小区选择或小区重选。 从丢失覆盖后恢复 收到一个更新通知，系统信息已经改变 超过最大有效时间（6 小时）6.2 UE 需要的系统信息在 UE 中，要保存一个有效的系统信息版本。根据 UE 状态不同，下列系统信息被认为是“required”： 如果UE处于RRC_IDLE状态：MIB、SIB1 消息，（以及根据当前RAT的支持）从SIB2到SIB8消息。 如果UE处于RRC_CONNECTED状态：MIB，SIB1 和 SIB2

19、消息；6.3 UE 获取系统信息的过程UE在获取系统信息时，应该按照下列步骤： 如果由一个paging消息通知触发：- 从收到改变通知的下一个修改周期开始获取需要的系统信息。 如果UE在RRC_IDLE进入一个小区，并且没有存储一个RRC_IDLE状态下所需的有效版本的系统信息：- 获取RRC_IDLE状态下所需的系统信息。参考 6.2 如果在成功切换到一个小区后，UE没有存储RRC_ CONNECTED状态下所需的有效版本的系统信息：- 获取RRC_ CONNECTED状态下所需的系统信息。参考6.2 如果在收到CDMA高层的一个请求后 - 获取SystemInformationBlockT

20、ype8;注：如果UE没有存储一个RRC_ CONNECTED所需的有效版本的系统信息，不用发起RRC连接建立或RRC连接重建立过程7 系统信息的传输过程7.1 MIB 消息7.1.1 MIB 消息的发送-eNB 侧在eNB侧，MIB消息发送时，各层处理过程如下： RLC层在RLC层使用 TM模式透明传输。 MAC层 不需要支持 HARQ。 完成逻辑信道向传输信道的映射，BCCH- BCH。 物理层接收逻辑信道BCH消息后，对BCH信道的消息先作下列处理：1) 传输块添加CRC添加校验比特，用于纠错处理。2) 信道编码编码方案：编码率 1/3 的尾比特卷积码3) 速率匹配接下来物理层继续以下的处理过程：加扰调制层映射和预编码映射到资源块1) 加扰：在加扰前后传输的数据比特块大小为：正常循环前缀时等于1920，扩展循环前缀等于1728；