872-5G寻呼机制.docx
5G寻呼针对多波束部署网络，可以基于指示符的寻呼，可以解决下行资源消耗过高的问题，而高通公司提出了一种基于索引的寻呼机制，它可以显著减少下行资源的使用，同时对上行资源的使用影响很小。6GHz以上寻呼的开销表1显示了分析中使用的参数。表1ParametersExplanation每SSburstSet中SSB数SSB数表示gNB用于传输SYNC和寻呼信号的下行TX波束数与gNB天线阵列数的比率。SSB数表示gNB用于传输SYNC和寻呼信号的下行TX波束数与gNB天线阵列数的比率。UEIDSize(U)寻呼消息包括UEID。假设是40bitoPagingRate(P)每秒寻呼的用户数量数Spectralefficiency(E)以bps/Hz表示。在此分析中，重点关注小区边缘的光谱效率。CarrierBandwidth(B)单位是Hz基于上述参数，下行寻呼开销可计算如下:DL Paging Overhead =NumberofSSBlocksPagingRateUEIDSizeSpectralEfficiencyCarrierBandwidth在LTE中，每个SSburstSet只包含一个SSB。然而，在毫米波段（MMW）,每个SSburstSet可以有多达128个SSBo另一方面，LTE具有20MHZ带宽，而MMW的载波可以具有100MHZ带宽。此外，LTE的小区边缘频谱效率为0.lbps/Hz。小区边缘频谱效率的目标是毫米波为0.3bps/Hzo尽管如此，模拟结果表明可能只能在小区边缘达到0.225bpsHz0基于这些数字，并假设MMW的小区边缘频谱效率为0.3bpsHz,LTE和MMW的下行寻呼开销如图1所示CarrierBW:100MHz1OverheadComparisonbetweenLTEandMMW图1:LTE和MMW网络之间的寻呼开销的比较图1显示，LTE在每秒必须寻呼7000个UE时，会消耗大约15%的寻呼开销。另一方面，MMW网络将消耗大量的寻呼开销，因为寻呼消息需要向小区的各个方向进行波束扫描。如果需要将寻呼消息扫描到128个方向，寻呼开销将超过100%!此外，这些模拟是在假设0.3bps/Hz小区边缘频谱效率的情况下获得的。如果假设0.225bps/Hz的频谱，发现通过评估结果可以实现，下行寻呼开销将接近200%。基于指示的寻呼机制由于MMW网络中的寻呼开销过大，基站可以将UE放入不同的组中，并广播该组的指示。基于指示的分页机制如图2所示。UEdno6 J>d S山 JO JquJnNgNBPagingindicationisbeamsweptUErespondstopagingindicationPagingmessageistransmittedtothesetofdirectionsfromwhereBSreceivesresponse图2：基于指示的寻呼机制如果将太多UE放入一个组中，则误报的概率增加，即UE错误地认为寻呼信息是为自己准备的。因此，选择组ID大小以降低假阳性概率非常重要。图3显示，如果ue的总数小于8000,则通过具有10-13bitgroupID,可以使每个组的ue的数量足够小。图3:不同组ID大小下的每个组的UE数根据图1,基于指示的寻呼机制的第一步涉及广播Ue的组ID。该广播信号的开销如下：_NUmberOfSSBk）CkS26,°叩、导把SpectralEfficiencyCarrierBandwidth（1>UE在上行链路中发送寻呼响应后，gNB将寻呼消息发送到它接收寻呼响应的方向集。每个寻呼消息的波束扫描方向的数量可以近似为每个组的UC数量和每个SSburstSet的SSB数量中的最小值。因此，图2步骤3的下行开销等于：min（NumberofSSBlocks,NumberofUEspergroup）PagingRateUEIDSize=（2）SpectralEfficiencyCarrierBandwidth总下行寻呼开销等于等式（1）和（2）中所示的开销。图3将下行寻呼开销与不同级别的组ID大小和类似LTE的寻呼机制进行了比较，其中整个寻呼消息被波束扫向所有方向。在这个模拟中，假设UE的总数等于寻呼速率。SSblock=64,DLOverheadComparisonbetweendifferentlevelsofindication图4：不同级别的组ID大小的下行寻呼开销（1位和4位组ID会导致与LTE类型的广播寻呼相同的开销）图4显示，1位组ID导致的下行开销与类似LTE的寻呼机制相同。原因是，如果所有UE仅被分成两个组，即UE组ID有1位，那么所有一起醒来的UE将假定寻呼消息是针对它们的。所有这些UE将发送寻呼响应，而基站将不得不向所有方向发送寻呼消息。4位组ID也会出现类似的情况。图4显示，10位组H）显著减少了下行寻呼开销。由于覆盖区域中UE的数量将比2M0小几个数量级，因此波束扫描UEID的40位是无用的。上行波束报告，即对寻呼指示的响应，可以类似于随机接入前导传输，因为需要寻呼消息的Ue可能与基站不同步。PRACH设计包括长度为139的ZadOff-ChU序列,音调间隔为30kllzo因此,PRAeH大约消耗4.32MHZ带宽。假设NR高频段的带宽为100MHz,则可能有23种不同的响应。这表明，每个PRAeH场合可以容纳12788(23*139*4)个前导。因此，用于寻呼指示的10位组ID消耗了一次PRACH的大约8%的开销(210/12788)。每秒钟将有多个PRACH场合。如果每组UE能够完全灵活地选择任何PRACH时机来发送寻呼响应，那么寻呼响应的开销将是总PRACH开销的8%。这将允许来自一个组的UE在下一个时隙中重新传输寻呼响应，而不会与来自另一个组的UE发生冲突。然而，如果将每个UE组的寻呼响应限制为一次，寻呼响应的开销将小得多。假设40ms的PRACH周期和25次PRAeH,在这种情况下，总的寻呼开销大约为PRACH开销的0.3%。寻呼和同步信号的复用正如整篇文章所提到的，寻呼信息需要被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可以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.在低于6GHz的频率下，同步信号的带宽可能会接近5MHz。一些运营商的载波带宽也是5MHz。如果寻呼是带有同步信号的FDMCd,这些运营商的UE可能无法同时接收寻呼和同步信号。2.在亳米波段，如果同步信号应与任何其他信号进行频分复用，则需要进一步研究。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。基于这些考虑，建议保留寻呼和同步信号之间的复用。单波束寻呼传输寻呼消息由NRPDCeH承载的DCl调度，并在相关NRPDSCH中传输，如在LTE中一样。寻呼时机(PO)可以是一个时隙，而不是一个子帧，如图1所示。图5:PO示意图多波束寻呼传输在多波束部署中，PO由多个时隙组成，在每个时隙中，NRPDCCH/NRPDSCH使用一个或多个不同的TX波束发送相同的寻呼消息，如图6所示。根据天线面板和支撑波束的数量，一个或多个天线面板可专用于一个时隙中的寻呼传输。假设在一个时隙中有一个专用于寻呼传输的天线面板，则用N波束扫描完成一次寻呼传输的时间为N个时隙。通过增加时隙中专用于寻呼传输的天线面板的数量，可以缩短完成寻呼消息传输的时间。图6:多波束下的寻呼除了TX波束扫描之外，还可以考虑TX波束重复以在UE侧启用RX波束扫描。然而，具有额外的TX波束重复的寻呼传输在寻呼开销方面非常昂贵，重复次数增加了寻呼开销。此外，不同的UE可能具有不同的RX波束能力，这可能会进一步使PO的设计复杂化（例如，具有不同时隙数的P0、根据UERX波束能力将PO映射到UE等）。因此，优选发射波束不重复。多波束部署中的寻呼接收为了接收波束赋形寻呼，UE需要监控寻呼时隙的增加，因为PO包含多个用于TX波束扫描的时隙，这会导致功耗增加。如果UE能够确定最佳下行TX波束，然后监视对应于最佳下行TX波束的时隙，则这可以减少。例如，UE可以测量SSB中的信号/信道以确定最佳下行TX波束。为了确定对应于最佳下行TX波束的时隙，UE需要知道下行TX波束和PO中的时隙之间的映射。PO时隙中使用的下行TX波束的顺序可以在系统信息中明确表示，也可以与SSB中使用的相同。此外，UE还可以执行RX波束赋形。UE可以在PO时隙之前提前唤醒，以监视SSB中的信号/信道，执行RX波束扫描并确定最佳RX波束。然后，UE使用该RX波束在PO时隙中接收寻呼。
