5G NR系统信息

1. 概述

5G NR系统信息包括主信息块（MIB，Master Information Block）以及一系列的系统信息块（SIB，System Information Block）。根据系统信息中所包含的内容，可以将其分为Minimum SI以及Other SI，其中：
Minimum SI中包含了初始接入以及获取其他系统信息的基本消息，即其主要包括MIB 以及SIB1。

• MIB 消息中包含了小区禁止状态信息以及为了获取进一步的系统消息所必要的物理层信息，如CORESET#0的配置。MIB消息承载在BCH信道，并且周期性广播。
• SIB1消息中一方面定义了其他系统消息块的调度，另一方面包含了初始接入所需要的消息。SIB1通常也叫作Remaining Minimum SI（RMSI），其承载在DL-SCH信道上，可周期性广播或者在RRC_CONNECTED态下，通过专用的方式通过DL-SCH通知UE。

Other SI 涵盖了所有在Minimum SI未广播的系统消息。这些SIBs可通过以下几种方式发送：

• 在DL-SCH上周期性广播；
• 处于RRC_IDLE或者RRC_INACTIVE态的UE请求广播；
• RRC_CONNECTED态下，通过专用的方式在DL-SCH信道上发送给UE。

Other SI主要包括以下信息：

• SIB2 包含了小区重选信息，主要是与服务小区相关；

• SIB3一方面涵盖了服务小区的频率消息，另一方面包含了小区重选的同频邻区信息，主要包括小区重选的公共频率参数以及小区重选的专用参数；

• SIB4 一方面涵盖了其他NR频率的消息，另一方面包含了小区重选的异频邻区信息，主要包括小区重选的公共频率参数以及小区重选的专用参数；

• SIB5 包含了E-UTRA系统频率信息以及小区重选的E-UTRA邻区消息，包括小区重选的公共频率参数以及小区重选专用参数；

• SIB6包含了ETWS（Earthquake and Tsunami Warning System）的主要通知信息；

• SIB7包含了ETWS的辅助通过信息；

• SIB8包含了CMAS（Commercial Mobile Alert System）的通知消息；

• SIB9包含了GPS时间以及UTC（Coordinated Universal Time）信息。

2. 系统信息变更

除了ETWS/CMAS通知，系统消息只能在特定的无线帧进行变更，将变更的时间称作变更周期。在同一个变更周期内，将会根据其调度发送相同内容的系统信息。变更周期在系统信息中进行配置。

当网络改变了系统消息之后，将会在变更周期通知UE，即只有在下一个变更周期，网络才会传输更新后的系统信息。UE一旦受到变更通知，UE将从下一个变更周期内开始获取新的系统系统，而在UE获取到新的系统信息之前，将一直使用之前的系统信息进行传输。

3. 系统消息的调度

如下图所示为NR系统信息承载及发传输方式：

MIB及系统信息均映射在BCCH逻辑信道，但是MIB是在BCH信道上承载，而其他系统信息由DL-SCH信道动态承载。MIB在PBCH上传输，其变更周期为80ms，在该周期内可重复发送，重复发送的周期与SSB的周期一致。

SIB1在DL-SCH上传输，其变更周期为160ms，在160ms内可重复发送，且重复发送的周期可变。SIB1默认的重复发送周期为20ms，但是实际的重复发送时间取决于网络实现。对于SSB和CORESET 复用pattern 1来说，SIB1的重复发送周期为20ms；对于SSB和CORESET复用pattern 2/3来说，SIB1重复发送周期与SSB周期一致。SIB1中包含了关于Other SI信息的可用性以及调度的相关信息，如SI信息的映射、周期、SI 窗等。

Other SI 的广播可以通过配置广播周期以及持续时间来进行，也可以基于RRC_IDLE/RRC_INACTIVE态的UE的请求进行。当UE处于RRC_IDLE或者RRC_INACTIVE态下时，可以通过发起随机接入来进行Other SI的请求：

• 如果所请求的SI关联了PRACH资源的子集，即使用子集中对应PRACH资源的Msg1可以用来指示Other SI 的请求。使用Msg1请求Other SI，需要保证一个RACH Preamble或者一个PRACH资源可以用来申请多个SI消息，gNB通过Msg2反馈请求。
• 如果所请求的SI没有关联PRACH ，那么通过随机接入发起Other SI的请求时，需要在Msg3中携带对应的Other SI 的请求信息，gNB将在Msg4中对相应的请求进行反馈。
• 当UE处于RRC_CONNECTED态时，网络可以通过专有的信令来传输系统信息（RRCRecconfiguration）。

注意:物理层对于SIB消息的大小进行了限制，即SIB1或者其他SI信息的大小最大为2976bits，即372bytes。

4. 参考

[1] 3GPP TS 38.300 V15.7.0 (2019-09)
[2] 3GPP TS 38.331 V15.7.0 (2019-09)