5G寻呼开销因子

在多波束情况下，用于发送寻呼消息的广播传输必须通过波束扫描进行。由于gNB侧有大量波束，广播变得非常低效。估计了多波束系统中与寻呼相关的下行容量开销，并将其与LTE进行了比较。

多波束情况下的寻呼开销，例如使用HF频段，取决于gNB必须扫描的波束方向数与gNB天线阵列数的比率。SS burst set中SSB的数量可以被视为该比率的等效项，因为gNB根据其必须扫描的方向数和天线阵列数来决定SSB的数量。因此，使用SSB的数量，而不是波束方向的数量和天线阵列的数量来分析下行寻呼开销。

表1显示了在分析中使用的参数。

在LTE中，每个SS burst set只包含一个SSB。然而，在毫米波段（MMW），每个SS burst set可以有多达64个SSB。

另一方面，LTE具有20 MHz带宽，而MMW的组件载波可以具有100 MHz带宽。此外，LTE的小区边缘频谱效率为0.1bps/Hz。模拟结果表明，可能能够在NR的小区边缘实现0.225 bps/Hz。基于这些数字，LTE和MMW的下行寻呼开销如图1所示

图1比较了LTE和MMW寻呼的容量需求。LTE以每秒6400个UE的最大寻呼速率消耗约13%的下行容量。在毫米波网络中，对于相同的寻呼速率，下行容量需求要高得多，对于64个SSB，它可以达到下行容量的73%。这是LTE网络中寻呼的相应下行容量需求的5-6倍。

寻呼大小

可以通过压缩寻呼记录来减小寻呼广播的大小。这种压缩可以基于应用于UE ID的散列，例如，包含在寻呼记录中的S-TMSI或IMSI。它还可以基于UE ID的截断。它可以基于Group ID替换UE ID，假设UE之前已经与这样的组相关联。其他压缩方法也是可能的。UE ID的压缩形式被称为寻呼索引。寻呼广播只包含寻呼索引。

压缩后，gNB广播X位的寻呼索引，而不是（比如）40位长度的UE-ID，这将下行寻呼开销减少40/X倍。例如，如果X=14位，广播开销将减少近三倍。

为了在广播寻呼中获得足够大的资源增益，需要应用有损压缩。这种有损压缩可能导致错误的寻呼警报，因为寻呼索引可能映射到多个UE id，其中只有一个或一个子集应该被寻呼。在这里，由于寻呼索引的多对一映射，会出现错误警报。换句话说，通过错误警报，需要将重点放在UE从gNB正确接收寻呼索引位的场景上；假设该索引是为自己设计的，因为映射函数将其UE ID映射到由gNB传输的相同寻呼索引；但是寻呼索引是为另一个UE设计的。

通过适当选择索引大小，可以减少基于索引的寻呼机制导致的错误寻呼警报。例如，LTE在每个寻呼场合最多发送16条寻呼消息，每10毫秒寻呼四次。对于X位的索引大小，接收错误警报的概率约为16*2-X。假设X=14位，错误警报的概率小于10-3，如果DRX周期为320毫秒，则在1000 X 320毫秒=5½分钟内转化为一个错误警报。这是最坏的情况。在更现实的情况下，错误警报率会低得多。

寻呼和同步信号复用

如前所述，寻呼信息需要波束扫描到小区的各个方向。同步信号也需要进行波束扫描。因此，同步信号和寻呼的频分复用将减少波束扫描的总数。然而，寻呼和同步信号的频分复用存在一些潜在的缺点。

1.根据最新协议，PBCH在sub-6GHz的带宽为4.32MHz。一些运营商的载波带宽为5 MHz。如果寻呼是带有同步信号的FDMed，这些运营商的UE可能无法同时接收寻呼和同步信号。

2.在毫米波段，由于gNB处的模拟波束赋形约束，数据和同步信号的频分复用可能不可行。通过避免FDM，可以为PSS信号提供PAPR优势，这在路径损耗高的毫米波频段可能非常有益。

天线端口的QCL寻呼传输和同步信号

在多波束场景中，如果UE当时不知道其合适的波束，则必须扫描其RX波束以接收来自gNB的信号。如果gNB必须向64个方向发送寻呼信号，如果UE必须扫描4个RX波束，则gNB应总共发送256次寻呼信号，向64个方向中的每个方向发送四次。因此，用于发送寻呼和同步信号的天线端口在空间上准同一位置是有益的。在这个过程中，UE应该在接收寻呼信号之前稍微醒来。UE应该从同步信号的接收中找到其适当的RX波束，并使用适当的RX波束来接收寻呼信号。规范中应定义用于传输寻呼和同步信号的天线端口之间的QCL关系。

图2显示了UE在接收到寻呼信号之前被唤醒。它尝试不同的接收波束来接收同步信号，并找到合适的接收波束来接收SSB。gNB确保用于发送寻呼和同步信号的天线端口相对于RX波束形成在空间上准同一位置。UE使用与接收SSB相同的RX波束来接收寻呼信号。