日常工作培训材料

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1     基础知识  

频段：3.4GHz-3.5GHz（电信）  3.5GHz-3.6GHz(联通)   现共享电信100MHz带宽资源

在5G NR中，定义了两种频段范围，FR1和FR2，FR1表示低频频段，FR2表示毫米波高频频段。具体FR1和FR2表示的频段范围如下表所示：

信道带宽中除保护带后剩余的带宽称为传输带宽，在FR1和FR2频段内，不同SCS情况下的传输带宽RB数如下表所示：

制式：TDD

SCS：30kHz   RB：273个     LTE子载波间隔：15kHz

无线帧/帧(frame)：基本数据发送的周期(10ms)= 10 x subframe
子帧(subframe)：上下行子帧的分配单位（1ms）= N x slot（根据子载波大小会有不同个数的slot）
时隙(slot)：数据调度和同步的最小单位 = 14(或者12，根据是否有CP) x symbol
符号(symbol)：调制的基本单位
符号 = 1 / 子载波间隔（SCS）
循环前缀(CP)

子载波间隔越大，抗频偏性能越好；因此5G中，一般频点越高，采用的子载波间隔越大

不同的子载波间隔支持物理信道的能力不同，具体如下图所示：

当前联通、电信都为FR1低频段，各拥有100MHz资源，目前只能使用共享100MHz带宽资源。

RSRP：5G NR中的事件取值范围与LTE有所区别。Range即对应测量报告中上报

以RSRP为例，LTE中的Value值范围为-140~-44dBm，而NR为-156~-31dBm，NR允许更高及更低的接收电平 。协议中有建议5G-》4G的B1门设置不小于-110dbm

假设MR中上报的RSRP为60，则实际值为60-140=-80dBm。而NR中RSRP的实际则为60-157=-97dBm，按协议为-97dBm ≤ RSRP＜-96dbm

时隙配比：DL/UL  5:3   （验收7:3）

eMBB（增强型无线宽带）场景，30KHz子载波间隔为例，下图例举实现中3种常用的帧结构。D：DL Slot ; U：ULSlot ; S：Special Slot ; GP：Guardperiod ;

1)    2.5ms双周期结构，在5ms里面有两个不同类型的周期，第一个2.5ms为DDDSU，第二个2.5ms为DDSUU，合在一起为：DDDSUDDSUU。这种类型有两个连续上行时隙，意味着能够接收更远的随机接入申请，有利于提升上行覆盖（电联共享）

2)    2.5ms单周期结构，以2.5ms为周期，重复发射模板DDDSU。这种类型下行时隙多，有利于增大下行吞吐量(移动)

3)    2ms单周期结构，以2ms为周期，重复发射DSDU。这种模式上下行转换较为均衡，有效减少网络时延。但上下行切换频繁，需要在上行时隙中牺牲一部分符号做切换

2     5G网络结构及网元功能2.1    5G（SA）整体构架及协议栈

在3GPP相关规范（主要是3GPPTS 23.501）的基础上，可通过整合核心网、无线网、业务网和终端功能实体以及相关的接口绘制5G网络端到端系统架构模型

图15G系统端到端网络架构

2.2      核心网网元功能

5G核心网(简称5GC )将控制面和用户面彻底分离。传统网元被拆分为多个网络功能NF。因为符合SBA服务化架构,各个NF是独立自治的，无论是新增、升级还是改造都不会妨碍

到其他NF。对照LTE核心网功能

User Plane Protocol Stack

Control Plane Protocol Stack

AAU：ActiveAntenna Unit  有源天线单元  （4G的RRU+天线）

AMF（Access and Mobility ManagementFunction）负责用户的移动性和接入管理，SMF负责用户会话管理功能。这两个NF共同完成EPC中MME和SGW/PGW控制面的功能。

用户面由UPF (UserPlane Function用户面功能)全权掌握大局，代替了SG W和PGW中用户面的路由和转发功能。

UDM:（Unified Data Managemen） 统一数据管理功能。控制面负责用户数据管理的NF。UDM负责前台数据的统- 处理，包括用户标识、用户签约数据、鉴权数据等。AUSF配合UDM专门负责用户鉴权数据相关的处理。

在这些控制面NF身后，UDR和UDSF负责着后台数据存储功能，这两个NF通常没体现到架构图中。UDR (统-数据存储) :存储结构化数据，例如UDM和PCF管理的用户签约数据、策略数据。

UDSF(非结构化数据存储功能):存储特定NF的非结构化数据。例如AMF和SMF使用的会话ID、状态数据。

2.3    电联共享网络结构

现网以电信承建共享载波（100MHz），非独立载波（各100MHz）。根据当前协议虽有200M带宽资源（电信+联通），但无法共享200MHz带宽，后期可能通过载波聚合技术等使用200MHz（？？）。

3     5G系统消息

系统信息在小区范围内的所有UE进行广播，目的是告诉UE网络接入层和非接入层的公共信息，以便用户在发起呼叫之前了解网络的配置情况。非接入层的信息包括运营商信息、CN域信息等，接入层信息包括小区信息、信道信息、小区选择/重选信息等。

启用系统信息获取流程的时机:

1.小区选择(开机)和小区重选后;

2.切换完成之后，

3.从其他RAT进入NR后;

4.重新进入覆盖区域;

5.接收到系统信息改变的通知;（paging）

6.收到指示出现ETWS通知、UTC以及系统信息超过最长有效期（3h）

系统信息分为最小系统信息( Minimum SI)和其它系统信息( Other SI)两部分。最小系统信息周期性广播，包括MIB和SIB1，是最基本的信息。主系统信息块(MIB)总是通过BCH信道以80ms为周期发送，在80ms内重复发送多次。SIB1通过DL-SCH信道周期发送，修改周期为160ms，在修改周期内可重复多次(默认重复周期20ms)。其它系统信息包括所有没有在最小系统信息中广播的系统信息，可以广播下发(id1e/inactive)、也可以通过RRC专用信令下发( connected) ,可以周期广播、也可以基于UE请求下发(即ondemand发送方式)。5G系统消息包括MIB 、SIB1 、SIB2、 SIB3 、SIB4 、SIB5 、SIB6 、SIB7、 SIB8、 SIB9

MIB:

系统帧号、公共信道子载波带宽、SSB载波偏置、DMRS配置、sib1配置、小区是否禁止接入、是否允许同频重选

SIB1: SIB1消息主要广播∪E初始接入网络时需要的基本信息，包括初始SSB相关的信息，初始BWP信息，下行信道配置等。SIB1中会广播实际中发送的SSB的数目;UE需要根据这个信息对SSB进行速率匹配;此外,SIB1中还广播小区时隙的配比信息。最大功率p-max:26dbm，还包含其他SI的调度信息（sib2 sib4 sib3 sib5）和UE定时器和计数器（lte中在sib2中）。重点关注q-RxLevMin。电联共享，所以sib1里会有两个PLMN-IdentityInfo。在RRC连接建立中，在SA组网初始注册流程中，rrcSetupComplete会有手机占用哪个PLMN。现在为电联共享电信100M带宽，共享载波，TAC、CI肯定一致。如果不一致，可判定共享小区参数设置有问题。

tdd-UL-DL-ConfigurationCommon：dl-UL-TransmissionPeriodicity= ms2p5  根据配置可知电联共享使用2.5ms双周期配置

SIB2：

小区重选公共信息：同频、异频、异系统

cellReselectionPriority= 6  优先级

如果NR2L:高到低 开启测量满足条件

(sib2)Srxlev<=s-NonIntraSearchP(8)*2 +q-RxLevMin (-64)*2=-112dbm

要重选至L ： Srxlev<threshServingLowP (7)*2+q-RxLevMin (-64)*2=-114dbm（sib2）

          &被评估的邻区Srxlev(n)> threshX-Low（9）*2+q-RxLevMin （-64）*2=-110dbm（sib5）

          &时间1s

重选至L 占用NR小区超过1s，且nr小区RSRP<-114dbm&L小区的电平>-110dbm

现网下发的均为联通FDD1800频点

如果同频重选：  开启测量 s-IntraSearchP = 29  <=-128+29*2=-70dbm

重选：Rn-Qoffset>Rs+q-Hyst = dB4

cellReselectionInfoCommon：

nrofSS-BlocksToAverage = 8

NR多波束：absThreshSS-BlocksConsolidation

一副天线，一个物理小区，最多可8波束。

5G不是4G固定宽度的扇区级波束，而是采用用户级的动态窄波束提升覆盖能力

多beam的情况下，测量的小区信号强度是多个ssb(nrofSS-BlocksToAverage )的均值，但是计算均值有一个前提，那就是最强的beam要大于-86dBm(70-156)，这种情况下就用大于门限的那些beam（总数不超过nrofSS-BlocksToAverage个）的均值，都小于的话就取最强的那个beam的。

SIB3：提供同频邻区重选信息，小区重选参数和黑名单小区信息；

SIB3中的黑名单小区最多可包括16个小区和16个PCI;

SIB3 根据SIB1进行调度

SIB3可周期性广播，也可根据请求发送给专用模式下的终端；

      SIB3消息使用逻辑信道BCCH，传输信道DL_SCH，物理信道PDSCH；

SIB4：只包括异频小区重选相关的信息.包括NR频率、以及异频邻小区相关信息。这个IE

包括对于一个频点的公共信息、以及cell speific的参数。

SIB5：只包括异系统小区重选相关信息,包括E-UTRA频率以及E-UTRA邻小区相关信息。这个IE包括某个频点上所有小区公共的小区重选参数。

SIB6：ETWS主通知 Earth quake and TsunamiWarning

SIB7 : ETWS辅通知

SIB8 : CMAS通知   Commercial Mobile Alert Service

SIB9 : GPS时间和UTC相关信息。UE用这些参数获取UTC/GPS/本地时间

NR系统消息里不支持3G、 2G小区重选消息

周边无4G信号，手机5G信号越来越弱，随着UE的持续移动，UE最终行为？

4/5G系统消息区别：

4     SA组网UE初始注册场景（RRC上下文建立流程）

RRC_INACTIVE is a state where a UE remains in CM-CONNECTED and can movewithin an area configured by NG-RAN (the RNA) without notifying NG-RAN. InRRC_INACTIVE, the last serving gNB node keeps the UE context and theUE-associated NG connection with the serving AMF and UPF

RRCSetupRequest ：RRC连接请求关键信元

mt-Access（移动终端接入，如响应寻呼）, mo-Signalling（移动始端信令，如附着、位置更新、随机接入等）, mo-Data（移动始端数据，上行有需要传送时，如发生视频、图片）。其中“mt”代表移动终端，理解成“被叫”，“mo”代表移动始端，理解成“主叫”

RRCSetup:RRC建立关键信元

RRCConnectionSetupComplete：RRC连接建立完成

RRC建立成功后，UE向gNodeB发送RRCSetupComplete消息。RRCSetupComplete消息中携带selectedPLMN-Identity、registeredAMF、s-nssai-list和NAS。（信令无registeredAMF、s-nssai-list和NAS）

二、上下文建立流程

1.   RRC建立成功后，UE向gNodeB发送RRCSetupComplete消息。RRCSetupComplete消息中携带selectedPLMN-Identity、registeredAMF、s-nssai-list和NAS。

2.   gNodeB为UE分配专用的RAN-UE-NGAP-ID，gNodeB根据selectedPLMN-Identity、registeredAMF、s-nssai-list选择AMF节点，然后将RRCSetupComplete消息中携带的NAS通过InitialUeMessage发送给AMF，触发NG-C连接建立

3.   gNodeB透传UE和AMF之间的NAS直传消息，完成IDENTITY查询、鉴权、NAS安全模式和注册过程等。

4.   AMF向gNodeB发送INITIAL CONTEXT SETUP REQUEST消息，启动初始上下文建立过程。

·        仅当INITIAL CONTEXTSETUP REQUEST消息中未携带UE Radio Capability IE时，在安全模式过程完成后，gNodeB才会向UE发送UECapabilityEnquiry消息，发起UE能力查询过程，对应7~9。否则，后续流程跳过7~9。

·        仅当INITIAL CONTEXTSETUP REQUEST消息中携带了PDU Session Resource Setup RequestList IE时，在UE能力查询过程完成后，gNodeB才会向UE下发经过加密与完整性保护的RRCReconfiguration消息，指示UE建立SRB2和DRB，对应10和11。否则，后续流程跳过10和11。

1.   gNodeB向UE发送SecurityModeCommand消息，通知UE启动完整性保护和加密过程。此后，启动下行加密。

2.   UE根据SecurityModeCommand消息指示的完整性保护和加密算法，派生出密钥，然后向gNodeB回复SecurityModeComplete消息。此后，启动上行加密。

3.   gNodeB向UE发送UECapabilityEnquiry消息，发起UE能力查询过程。

4.   UE向gNodeB回复UECapabilityInformation消息，携带UE能力信息。

5.   gNodeB向AMF发送UE RADIO CAPABILITY INFO INDICATION消息，透传UE能力。

6.   gNodeB向UE下发RRCReconfiguration消息，指示建立SRB2和DRB。

在专用NG-C连接建立过程中的加密与完整性保护执行完之后，gNodeB向UE发送携带srb-ToAddModList信元的RRCReconfiguration消息，指示UE建立SRB2和DRB。

7.   UE收到RRCReconfiguration消息后，开始建立SRB2和DRB。UE根据消息指示：

·        建立对应的PDCP实体并配置相关安全参数。

·        建立并配置RLC实体。

·        建立并配置DCCH逻辑信道。

SRB2和DRB建立成功后，UE向gNodeB回复RRCReconfigurationComplete消息。

8.   gNodeB向AMF回复INITIAL CONTEXT SETUP RESPONSE消息。

注册完成Registration_Accept，Registration_Complete