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发表于 2022-11-15 09:23:10 来自手机 |只看该作者 |倒序浏览
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NR中所有的上下行信道的发送和接收都是基于波束。基站通过对信道质量的测量来动态选择UE和基站之间波束的方向和频率,进而完成通信。NR使用的频率信号是高频信号,高频意味着波长越短,天线也就越短。当无线信号辐射变为波束形状后,就很难使用单个的天线传输同时覆盖多个UE,因而NR的天线数量增加,形成更多波束,提升覆盖;NR使用Massive MIMO技术时,就需要使用大规模天线阵列,进而实现多用户空分,提升频谱利用率; 提升能量利用率,满足覆盖需求(特别是高频)。beam forming 不是本篇的重点(其实我也不太会),可以百度看下具体内容。这里只关注3GPP spec中相关的波束管理的内容。
本篇的内容分散在38.331 ,38.321,38.212,38,213,38.214等。波束管理分为上行和下行波束管理,换个角度又可以分成idle 初始接入过程和connected mode过程,先看idle 初始接入过程。
idle 初始接入过程

首先根据支持band的情况进行底层扫频,decode 到SIB1时,可以通过ssb-PositionsInBurst 确定当前小区对应的SSB 数量信息。
inOneGroup(8bits): 当每半帧SSB max number=4时,最左边的4bit有效(从左到右依次为SSB 0~3),其余4个暂时忽略;当每半帧SSB max number=8时,8个bits都有效,从左至右分别为SSB 0~7;当每半帧SSB max number=64时,8个bits都有效,从左至右,第一个bits对应SSB0,8,16,24,32,40,48,56;第二个bit对应SSB1,9,17,25,33,41,49,57;第三个bit对应 SSB 2,10,18,26,34,42,49,58,依次类推。bit=1代表对应的SSB有正常传输,就是在环境中有这个ssb,bit=0,代表环境中没有这个SSB。


L=64的情况对应的是FR2, 在FR1中 L=4/8。如果对应的是FR2,那还会有groupPresence出现。


groupPresence(8bits) 针对的是SSB L=64的情况,用8bits表示,从左至右分别表示一组 SSB的情况,第一个bit对应SSB0~7,第二个bit对应SSB 8~15,第三个bit对应SSB 16~23,第4个bit对应SSB 24~31,第5个bit对应SSB 32~39,第6个bit对应SSB 40~47,第7个bit对应SSB 48~55,第8个bit对应SSB 56~63。
每半帧SSB max number L的确定与频谱相关,UE在小区搜索过程中就可以确定L的值,详见NR小区搜索(一)SSB


举个例子 假如L=8,配置如下,那代表这个小区对应的SSB 0~7都有在传输,UE正常情况下可以测量到SSB0~7的信号值。


ssb-PositionsInBurst
inOneGroup '11111111'B
假如L=64
ssb-PositionsInBurst
inOneGroup '10101010'
groupPresence '01000000'
groupPresence代表SSB 8~15有在传输;具体还要看inOneGroup 代表实际SSB 8,10,12,14有在传输,UE可以在现实环境中测量到SSB 8/10/12/14的信号值。


SSB信息确定之后,UE小区搜索阶段就会选SSB信号最强的那个驻留,之后会进行随机接入,进行注册,在发起RACH发送preamble的时候,网络端就可以通过preamble确定UE所选的SSB,进而确定UE驻留小区的具体SSB信息,完成UE和基站的SSB beam配对,NR PRACH(四)PRACH与SSB的映射有解释PRACH和SSB的关系,当然这里为了连续性还是简单看下。

假设L=8,inOneGroup '11111111'B   网络实际发送了SSB 0~7。
ssb-perRACH-OccasionAndCB-PreamblesPerSSB eight : 4, N=8,R=4, N=8 代表一个RO 映射到8个SSB,SSB n 就有4个连续的CB preamble,每个RO 的起始preamble index 是n*totalNumberOfRA-Preambles /N ,则SSB0 对应的CB preamble 为0~3,SSB1对应的CB preamble 为8~11,SSB2 对应的CB preamble 为16~19,SSB3对应的CB preamble 为 24~27,SSB4对应的CB preamble 为 32~35,SSB5对应的CB preamble 为 40~43,SSB6对应的CB preamble 为 48~51,SSB7对应的CB preamble 为 56~59。

如上图38.321中的描述,在发起initial RA前,UE会根据SIB1中的rsrp-ThresholdSSB,选取满足门限的SSB,如果所有的SSB都不满足门限,就任意选择一个SSB。SSB与PRACH配置相关联,UE选择关联的PRACH发送 msg1,基站侧通过对应的CB preamble就知道UE驻留的SSB信息,进而基站就会在UE选择的的SSB的方向上返回msg2/msg4,完成初始接入阶段,这就是基于波束的初始训练过程,这一篇到此结束,下一部分接着看connected mode的BeamManagement。

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