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5G NR 寻呼介绍

在讨论NR寻呼之前,先回顾下LTE的寻呼是如何设计的。

在LTE中,UE在每个DRX周期的特定寻呼帧(PF:paging frame)中监视一个寻呼时机(PO:paging Occasion)。一个PF是可能包含一个或多个PO的一个无线帧。PF中最多可以有四个PO。UE使用系统信息中提供的DRX参数来确定其寻呼的PF和PO。

  • PF由以下等式确定:SFN mod T=(T/N)x(UE_ID mod N)

1. T=UE的DRX cycle长度(以无线帧为单位)

2. nB:DRX cycle中的PO总数

3. N:DRX cycle中PF的数量=min(T,nB)

4. UE ID:IMSI mod 1024

  • PO由以下等式确定:i_s=floor(UE_ID/N)mod Ns

1. Ns=max(1,nB/T),即PF中的PO数

2. 对于每个Ns值,PF中的i_s和子帧编号(即PO)的映射是预定义的

3. 例如,FDD的PO映射表如下所示:

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例如,如果T=256个无线帧,则nB=4T;并且UE ID=1024,则该UE监视的PF和PO如图1所示。

G

根据上述PF和PO测定公式,可以得出结论:UE在DRX cycle中基于UE ID分布在多个PO上,多个UE可以映射到同一个PO。

在PO中,使用PDSCH传输寻呼消息。如果PDSCH中存在寻呼消息,则PDCCH被寻址到P-RNTI。P-RNTI对于所有UE都是通用的。因此,在寻呼消息中包括UE标识(即IMSI或S-TMSI),以指示针对特定UE的寻呼。寻呼消息可以包括多个UE标识以寻呼多个UE。所以,可以通过数据信道(即PDSCH)广播寻呼消息(即用P-RNTI隐蔽PDCCH)。

而NR中的寻呼呢?

5G NR考虑载波频率范围高达100GHz,例如,从24 GHz – 40 GHz和66 GHz – 86 GHz的频带的范围正在考虑中。在低频率下,例如在sub 6GHz以下,可以在LTE中重新使用寻呼设计。

在较高的载波频率,波束赋形是必不可少的补偿路径损耗。一个传输波束不能提供全小区覆盖。寻呼需要使用多个传输波束进行传输,即波束扫描。如果使用与LTE相同的设计来传输寻呼,即使用PDCCH和PDSCH,则需要多个子帧/波束来传输寻呼。假设在PO的子帧中有一个波束,则通过在每个子帧中切换TX波束,使用不同的发射波束来发射用于寻呼的PDCCH/PDSCH,如图2所示。

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在单波束系统(例如,6GHz以下)中,寻呼传输可以考虑单次传输。在多波束系统(如6GHz以上)中,寻呼传输需要波束扫描。

为了接收波束赋形寻呼,UE必须监视用于寻呼子帧的增加数目,因为PO由用于TX波束扫描的若干子帧组成,这导致功率消耗增加。如果UE可以使用诸如PSS/SSS/BCH之类的广播信号来确定最佳下行 TX波束,然后监视与最佳下行TX波束相对应的PO中的子帧,则这可以减小。这种方法要求UE知道下行TX波束和PO中的子帧之间的映射。

在波束赋形系统中,UE还可以执行RX波束赋形。如果UE具有N个RX波束并且仅使用TX波束发送一次寻呼,则UE必须在PO之前提前唤醒以监视诸如PSS/SSS/BCH之类的广播信号,执行RX波束扫描并确定最佳RX波束。然后,UE使用该RX波束在PO中接收寻呼。这如图3所示。UE必须在PO之前唤醒N×P ms,其中P是使用全TX波束扫描发送广播信号(例如PSS/SSS/BCH/波束形成RS)的周期性。如果可以在PO之前频繁地广播广播信号,则可以缩短该唤醒持续时间。

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所以,UE可以基于广播信号使用TX/RX波束选择来减少接收到的PO子帧的数目。也就是说,在波束赋形系统中,支持基于波束扫描的寻呼传输。UE不连续进行寻呼接收的波束跟踪。以下采用波束扫描的寻呼发送/接收,以降低功耗的方法待确认

1. 寻呼接收的TX波束选择:UE可以使用PSS/SSS/BCH等广播信号来确定最佳/合适的DL-TX波束,然后监视PO中与最佳/合适的DL-TX波束相对应的子帧。

2. 寻呼接收的RX波束选择:UE在寻呼前唤醒,监视PSS/SSS/BCH等广播信号,进行RX波束扫描,确定最佳/合适的RX波束。然后,UE使用该RX波束在PO中接收寻呼。

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