5G NR寻呼最终模式
针对5G网络,寻呼部署有以下选项:
Option 1:寻呼DCI,然后寻呼消息
Option 2:Paging group indicator触发UE反馈和寻呼DCI,然后是寻呼消息
Option 3:Paging group indicator和寻呼DCI,然后是寻呼消息
Option 4:Paging DCI表示使用Option 1或2。
为了减少由于寻呼消息传输而产生的下行链路开销,当其中一个UE要被寻呼时,网络可以首先发送寻呼指示符。寻呼组指示符触发UE发送随机接入请求。然后UE将随机接入请求发送到网络。UE随机接入请求可以指示UE所在的覆盖波束。网络可以使用随机接入请求的相同接收波束传输寻呼消息,从而节省波束扫描开销。
此外,该区域多个ue或PO被分配一个common group ID,并且使用寻呼组指示符来寻呼公共组。如果发出common group ID警报,则分配给该组的所有UE都需要发送随机接入请求。未寻呼组中的UE不发送随机接入请求,这可以节省UE功率并减少寻呼消息传输所需的波束。可以使用不同的随机接入前导码来关联不同的组ID。传递给UE的寻呼消息仅包含与每个波束中接收到的前导码相对应的寻呼组的UE ID,如图1所示。因此,可以减少寻呼消息内容。

然而,由于UE反馈,UE功耗显著增加。寻呼过程将占用上行资源,这将增加开销。此外,还有与寻呼组指示符相关联的UE反馈有待解决的细节,例如寻呼指示符格式、前导码。
另一种减少寻呼传输开销的方法是压缩UE-ID或寻呼索引。可以使用寻呼索引代替S-TMSI或IMSI。这种方法可以提高寻呼传输效率,但会导致误报。当寻呼索引为14位时,错误警报的概率小于10-3。然而,如果两个UE在一个区域或一个PO中指控虚警,那么它将在很长一段时间内存在,直到其中一个UE离开该区域。在该持续时间内,两个ue将始终相互干扰。因此,必须基于该方法解决虚警问题。
另一方面,没有UE反馈的寻呼组指示符仍有助于降低UE功耗,因为其组未被寻呼的UE可以跳过保持唤醒状态以在PDSCH上接收和解码寻呼消息。在寻呼DCI中包含(短)组指示符的开销是有限的。
假设寻呼指示符作为位图发送,例如嵌入在寻呼DCI中,则预计其相对较短。它还应尽可能独立于UE对寻呼场合和寻呼帧的分配。如果要将UE划分为8个组,这将产生8位位图,并且需要将每个UE分配给一个组。这可以通过直接网络分配(UE在连接时接收组标识符)或通过散列UE标识符来实现。为了独立于PF/PO hash函数,可以通过对S-TMSI进行hash来确定组分配,并使用一个额外的标志来指示IMSI寻呼。
假设指示器使用hash函数,可能的事件流如图2所示,有四个UE,其中两个(A和B)实际上被寻呼。

网络发送包含S-TMSI A和B的寻呼消息(无IMSI寻呼),该消息hash到分别为2和5的组指示符值;因此,它在寻呼DCI中发送的位图中设置位2和5。两个寻呼UE检测位图中的hash值,接收寻呼消息,并按预期找到其寻呼记录。第三个UE(C)hash到未在位图中设置的值3;因此,它不接收寻呼消息。最后,最后一个UE(D)hash到值5,从而与B冲突,因此它在位图中找到其hash值。该UE必须接收寻呼消息,以确定实际上它没有被寻呼。因此,在本例中,UE C实现了指示器方案的节能,而UE D是误报的受害者,并且没有。
在本例中,如果一些UE由IMSI寻呼,则所有UE都将唤醒以接收寻呼消息,因为没有基于IMSI的组指示符。假设IMSI寻呼很少,这应该是可以接受的。
与LTE类似,寻呼DCI和相应的寻呼消息不需要重复传输,特别是考虑到重复多达64个SSB的开销。由于SSB和寻呼都在小区内广播,因此对SSB和寻呼使用相同的波束是合理的。
PO定义了许多时隙,其中UE必须监视PDCCH(TS 38.300第9.2.5节)。为了使波束扫描能够进行寻呼,在每个时隙内,可以使用一个特定波束传输寻呼消息或寻呼指示。在这种情况下,SSB的数量可用于推导PO中的时隙数量。具体来说,一个或两个连续时隙可以与SSB相关联。换句话说,如果两个时隙与SSB相关联,则与一个SSB相关联的一个寻呼DCI可以在两个时隙之一中传输。
作为RMSI CORESET的协议,在频率上多路复用具有SSB的寻呼CORESET (寻呼DCI)是有益的。可以节省扫描开销,并且QCL信息对UE非常清楚。在这种情况下,考虑到UE的复杂性,UE要在时隙内监视的寻呼CORESET的数量是1,并且UE可以使用期望的Rx波束来接收由期望的SSB波束发送的寻呼DCI。这种理想的波束对可以通过SSB测量获得。在一个PO内,与SSB相对应的寻呼CORESET的时隙数为1,并且PO的时隙数等于实际传输的SSB的时隙数。它类似于RMSI协议,并且非常自然,因为FDMed具有SSB。
在LTE中,配置两个参数来计算PF,第一个是DRX周期性T,其值为32、64、128、256个系统无线帧;第二个参数是DRX周期中的PO编号nB,其值为4T、2T、T、T/2、T/4、T/8、T/16、T/32。可以基于SFN mod T= (T div N)*(UE_ID mod N) 计算寻呼帧,其中N是N=min(T,nB)。对于某些UE,每个(T div N)帧都是寻呼帧。
当nB>=T或寻呼消息是带有SSB的TDMed时,寻呼帧计算的LTE方法可用于NR。然而,当nB<T且寻呼消息是带有SSB的TDMed时,需要考虑三种情况,如图3所示。对于情况(a),在DRX周期中,PF数等于DRX周期中的SS burst set数。对于情况(b),在DRX周期中,PF数大于DRX周期中的SS burst set数。对于情况(c),在DRX周期中,PF数小于DRX周期中的SS burst set数。
图3中的红色帧是基于LTE方法计算的寻呼帧。此外,对于SS burst set,它可能出现在SS burst set周期中的任何一帧中,该周期为5ms、10ms、20ms、40ms、80ms、160ms之一。该图给出了TDMed案例,以表明基于LTE方法,SSB帧和寻呼帧可能不是同一帧,并且由于寻呼信息,无法限制SS burst set的帧。SS burst set位置具有更高的优先级。
为了使寻呼CORESET以FDM方式与SSB复用,需要引入偏移量来计算实际PF位置,该位置基于SS burst set周期中SS burst set的帧索引。具有SSB的寻呼帧FDMed的计算公式之一是 (SFN - offset) mod T= (T div N)*(UE_ID mod N),例如,由于burst set周期中的SS burst set值的帧为3,因此图4(a)中所示的40ms SS burst set周期的第四个系统无线帧的偏移量=3,以及图4(c)中所示的20ms SS burst set周期的第二个系统无线帧的偏移量=1,因为burst set周期中的SS burst set值的帧为1。

通常,可以基于(T div N)、SS寻呼块周期S和包含SFN=0后的第一个SSB的SFN K的值来计算偏移量。在没有偏移的情况下,SFN 0始终是一个寻呼帧;目标是将寻呼帧与SS帧对齐,因此偏移量正好为K,前提是S<=(T div N)(即至少有与寻呼帧相同的SS帧:上述(a)和(c)种情况)。如果S>(T div N),则偏移量为S-K,如上述情况(b)所示。
在频域中,可以配置多个PO以减少波束扫描开销并增加寻呼容量,如下图所示。具体来说,FDMed PO可以共享相同的发射波束。可以基于LTE中的类似分组机制,即基于UE ID,将FDMed PO分配给不同的UE。为了减少配置开销,可以在PF中同时配置多个PO。
