【5G PHY】5G无线链路监测原理简述

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本人就职于国际知名终端厂商,负责modem芯片研发。
在5G早期负责终端数据业务层、核心网相关的开发工作,目前牵头6G算力网络技术标准研究。


博客内容主要围绕:
       5G/6G协议讲解
       算力网络讲解(云计算,边缘计算,端计算)
       高级C语言讲解
       Rust语言讲解



文章目录

  • 5G无线链路监测原理简述
    • 一、无线链路监测功能涉及哪些协议层
    • 二、哪些资源用于无线链路监测
    • 三、如何判断无线链路的好坏?
    • 四、UE用于无线链路监测的RLM-RS的资源数
    • 五、无线链路监测周期
      • 5.1 DRX模式
      • 5.2 非DRX模式
  • 参考

5G无线链路监测原理简述

       当终端连接到网络时,需要持续监测无线链路以实现可靠通信,这个过程称为无线链路监测(Radio link Monitoring,RLM)。终端根据参考信号监测下行链路质量,测量服务小区的下行无线链路质量。

在这里插入图片描述       5G NR中,无线链路监测既适用于独立(SA)也适用于非独立(NSA)两种架构。UE对主小区组(MCG)的主服务小区(PCell)的DL激活BWP执行RLM。如果UE配置了辅小区组(SCG),那么UE还会监控主辅小区(PSCell)的DL激活BWP上的下行无线链路质量。

  • UE会监控SA NR、NR-DC和NE-DC操作模式下的PCell;
  • NR-DC和NE-DC操作模式下监控PSCell;

一、无线链路监测功能涉及哪些协议层

  • PHY层:监控下行链路的无线链路质量,并将测量结果发送给上层;
  • MAC层:波束失败监测和恢复;
  • RRC层:配置PHY和MAC层关于无线链路失败的监测参数,以及RRC建立;

在这里插入图片描述

二、哪些资源用于无线链路监测

       终端根据配置为RLM-RS资源的参考信号监测5G NR中PCell和PSCell的下行链路质量,当未配置RLM-RS资源时,监测当前SSB的下行链路质量。网络可以配置以下RLM-RS资源:

  • SSB;
  • CSI-RS;
  • SSB和CSI-RS的组合;

通过csi-RS-Index为终端提供CSI-RS资源配置索引,或者通过ssb-Index为终端提供SSB索引。

三、如何判断无线链路的好坏?

       当终端监测由网络配置的参考信号RLM-RS时,需要判断被测信号质量的好坏。因此需要一个标准或阈值定义来确定信号何时高于较差的阈值,何时低于较差的阈值。

       3GPP规范为UE何时可以上报无线链路故障和何时可以退出RLF,定义了两个阈值。在4G LTE和5G-NR中定义了相同的阈值,但在LTE和NR中RLM测量的参考信号不同。在LTE中,UE测量无线链路的CRS,而在NR中,UE测量SSB或CSI-RS。

  • Qout阈值:定义为下行无线链路无法可靠接收的等级,对应于失步块错误率(out- sync block error rate, BLERout),即假设PDCCH传输会有10%块错误率;
  • Qin阈值:定义为下行链路质量比Qout时更可靠接收的等级,对应于同步块错误率(BLERin),即假设PDCCH传输会有2%块错误率;

BLERoutBLERin由gNodeB通过RRC消息发送给UE,RRC消息中对应的参数是rlmInSyncOutOfSyncThreshold。当RRC消息中没有配置rlmInSyncOutOfSyncThreshold时,它从下表中的配置#0中确定BLERoutBLERin

在这里插入图片描述

四、UE用于无线链路监测的RLM-RS的资源数

       因为每个FR中的SSB数量是变化的,因此UE在不同FR中需要监控的RLM-RS数量不同。根据每半帧的最大SSB数量Lmax, UE应能够在每个对应的载波频率范围内监控最多N-RLM相同或不同类型的RLM-RS资源。

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五、无线链路监测周期

5.1 DRX模式

       在DRX模式下,UE的物理层在每个指示周期评估一次无线链路质量,根据rlmInSyncOutOfSyncThreshold提供的阈值((Qout和Qin)评估前一段时间内的无线链路质量。UE以无线链路监测资源最短周期与DRX周期之间的最大值作为指示周期。

5.2 非DRX模式

       在非DRX模式下,UE的物理层在每个指示周期评估一次无线链路质量,根据rlmInSyncOutOfSyncThreshold配置的阈值(Qout和Qin)评估前一时间段内的无线链路质量。UE以无线链路监测资源最短周期与10msec之间的最大值作为指示周期。


参考

  • 3GPP TS 38.213: 5G NR, Physical layer procedures for control
  • 3GPP TS 38.321: 5G NR, Medium Access Control (MAC) protocol specification
  • 3GPP TS 38.331: 5G NR, Radio Resource Control (RRC)


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