在波束賦形情況下的5G尋呼
尋呼是一個重要的無線協(xié)議過程。在本文中,重點討論了NR中尋呼傳輸/接收的波束賦形方面。
LTE中的尋呼
在LTE空閑模式中,UE監(jiān)視每個DRX周期的尋呼。UE在每個DRX周期的特定尋呼幀(PF)中監(jiān)視一個尋呼時機(PO)。一個PF是可以包含一個或多個PO的一個無線幀。PF中最多可以有四個PO。一個或多個無線幀可以是PF。UE使用系統(tǒng)信息中提供的DRX參數(shù)確定其尋呼的PF和PO。
PF是通過下面這個公式進行計算的:
?SFN mod T= (T div N)*(UE_ID mod N)
-?T?: UE的DRX循環(huán)。如果T是由上層分配的,則由UE特定DRX值的最短值和在系統(tǒng)信息中廣播的默認DRX值決定。如果UE特定的DRX沒有由上層配置,則應(yīng)用默認值。
-?nB: 在一個DRX周期中的PO的總數(shù)
-?N: 在一個DRX周期中的PF的數(shù)量?= min (T,nB)
-?UE ID: IMSI mod 1024
PO是用這個方程來確定的?:
i_s = floor (UE_ID/N) mod Ns
-?Ns: 在一個PF中的PO的數(shù)量?= max (1, nB/T)
-?PF中的i_s到子幀數(shù)(即PO)是為每個Ns值預(yù)定義的
例如,如果nB: 4T;T = 256rf;UE ID = 1024,則由該UE監(jiān)控的PF和PO如下圖1所示.

基于上述PF和PO測定等式,可以得出:基于UE ID,UE在DRX周期中分布在多個PO中。多個UE可以映射到同一PO。
在PO中,使用PDSCH發(fā)送尋呼消息。如果PDSCH中存在尋呼消息,則PDCCH被尋址到P-RNTI。P-RNTI對于所有UE是通用的。因此,UE標識(即IMSI或S-TMSI)被包括在尋呼消息中,以指示針對特定UE的尋呼。尋呼消息可以包括用于尋呼多個UE的多個UE標識。
NR波束賦形模式的Paging
由于NR主要使用高頻,甚至FR2,在較高頻率下,波束賦形對于補償路徑損耗至關(guān)重要。
一個傳輸波束不能提供全小區(qū)覆蓋。尋呼需要使用多個傳輸波束來傳輸。如果使用與LTE相同的設(shè)計(即使用PDCCH和PDSCH)來發(fā)送尋呼,則需要多個子幀來發(fā)送尋呼。在每個PO(在波束賦形的情況下由多個子幀組成)中,通過切換每個子幀中的TX波束,使用不同的發(fā)送波束來發(fā)送用于尋呼的PDCCH/PDSCH,如圖2所示。

在每個子幀中,尋呼所消耗的資源之后剩余的傳輸資源,可以僅用于用戶在用于尋呼的傳輸波束的方向上的數(shù)據(jù)調(diào)度。因此,當發(fā)送尋呼時,用戶數(shù)據(jù)調(diào)度在PO中的幾個子幀中變得受限且不靈活。類似于LTE,UE在DRX周期中的幾個尋呼幀上的分布可能進一步加劇這種情況。即使在低尋呼負載下,如果要尋呼的UE被映射到不同的PO,則將發(fā)生調(diào)度限制。
應(yīng)減少與DRX周期中的PO對應(yīng)的子幀的數(shù)量以克服上述問題。這可以通過使用新的尋呼信道來發(fā)送尋呼來實現(xiàn),對于該尋呼信道,TX波束在OFDM符號級而不是子幀級被掃描。尋呼信道可以是具有BCH的FDMed,以最小化使用TX波束掃描發(fā)送廣播信號的子幀。
為了接收波束賦形尋呼,UE必須監(jiān)視用于尋呼的子幀的增加數(shù)量,因為PO由用于TX波束掃描的幾個子幀組成。這導(dǎo)致功耗增加。
如果UE可以使用諸如NR-PSS/SSS/PBCH的廣播信號來確定最佳/合適的下行TX波束,然后監(jiān)視PO中對應(yīng)于最佳/合適下行TX波束的子幀。該方法要求UE知道一個或多個下行TX波束與PO中的子幀之間的映射。PO中的一個或多個下行TX波束和子幀之間的映射可以是隱式的。TX波束用于NR-PSS/SSS/BCH傳輸?shù)捻樞蚺cTX波束用于PO中尋呼傳輸?shù)捻樞蛳嗤?。這如圖3所示。例如,如果最佳/合適的DL TX波束是TX5,則UE僅監(jiān)視SF4以接收尋呼。

在波束賦形系統(tǒng)中,UE還可以執(zhí)行RX波束賦形。如果UE具有多個RX波束,則UE必須確定用于在PO中接收尋呼的RX波束。如果UE具有N個RX波束并且僅使用TX波束發(fā)送尋呼一次,則UE在PO之前提前喚醒以監(jiān)視廣播信號,例如NR-PSS/SSS/BCH,執(zhí)行RX波束掃描并確定最佳RX波束。UE然后使用該RX波束來接收PO中的尋呼。如圖4所示。

UE必須在PO之前喚醒N*Pms,其中P是使用全TX波束掃描發(fā)送諸如NR-PSS/SSS/BCH之類的廣播信號的周期。這導(dǎo)致UE功耗增加。如果可以在PO之前頻繁地廣播廣播信號,則可以減少該喚醒持續(xù)時間。