LTE系统广播消息

1、LTE系统广播消息概述LTE系统的系统广播消息主要目的是为了保证UE正常地驻留到可以为其提供服务的小区，并提供其能够接入网络的必要的公共信息以及保证其在空闲状态下的移动性管理。按照系统广播消息内容的重要程度以及传输方式的不同，系统信息分为主信息块（MIB：Master Information Block）以及系统信息块（SIB：System Information Block）。MIB主要携带系统帧号、小区带宽、PHICH信道信息等小区最基本的信息。SIB根据其内容的不同进行了分类，使用SIB1SIB13（SIB Type1即SIB1，依此类推）来携带。小区搜索过程之后，UE已经与小区取得下行

2、同步，得到小区的PCI（Physical Cell ID）以及检测到帧的timing（即10ms timing）。接着，UE需要获取到小区的系统信息，以便接入该小区并在该小区内正确地工作。系统广播消息内容LTE系统广播消息主要由主信息块和系统信息块组成。主信息块在固定的信道上发送，其中携带了保证UE能够接收到其他系统信息块的相关参数，见表1；而其他各系统信息块拾的具体内容见表2。表1：主信息块（MIB）携带的信息系统帧号（SFN）8bit，使UE获得系统的时间信息下行系统带宽3bit，使UE可以获知接收带宽PHICH配置信息3bit，使UE获得PDCCH信道占用的控制符号，以读取其他的系统广播

3、信息表2：系统信息块（SIB）携带的信息SIB1小区选择和驻留相关的信息提供了与小区选择和驻留相关的信息，如PLMN标识、小区是否被禁止驻留、是否为CSG小区、小区选择的信息、小区偏移、所用的频段信息等其他系统信息块的调度信息提供了其他系统信息块的调度信息，以便于UE在正确的位置上接收相关信息。同时也提供了系统信息的变化信息，以便于UE更新相应的系统广播信息。SIB2接入限制信息提供了接入服务的级别等信息，以控制UE接入的概率公共信道参数提供了公共信道的资源配置信息等MBSFN子帧的配置信息提供了预留给MBSFN子帧的位置信息SIB3小区重选相关信息该系统信息块的重选信息包括了同频、异频以及异

4、系统的公用信息、服务的频点信息以及部分同频小区重选的信息SIB4同频小区重选信息提供了同频邻小区的列表SIB5异频小区重选信息提供了异频载波的相关小区重选参数，也可以提供异频小区列表信息SIB6异系统小区重选信息（UTRAN）提供UTRAN的小区重选相关参数，相关载波信息SIB7异系统小区重选信息（GERAN）提供GERAN的小区重选相关参数，相关载波信息SIB8异系统小区重选信息（CDMA2000）提供CDMA2000的小区重选相关参数，相关载波信息SIB9家庭eNodeB的名称提供家庭eNodeB的名称SIB10ETWS的主要通知信息提供地震、海啸告警系统的主要通知信息SIB11ETWS的

5、次要通知信息提供地震、海啸告警系统的次要通知信息SIB12CMAS的告警通知信息提供商用UE告警服务SIB13MBMS相关控制信息提供与MBMS相关的控制信息并不是所有的SIB都必须存在。例如对于运营商的基站而言，就不需要SIB9，如果某小区不提供MBMS，就不需要SIB13。MasterInformationBlockMasterInformationBlock :=SEQUENCE dl-BandwidthENUMERATED n6, n15, n25, n50, n75, n100,PHICH-Config :=SEQUENCE phich-DurationENUMERATED norm

6、al, extended,phich-ResourceENUMERATED oneSixth, half, one, twosystemFrameNumberBIT STRING (SIZE (8),spareBIT STRING (SIZE (10)注意：物理层限制了某个SIB（个人觉得更好的描述是SI和SIB1）的最大size。如果使用DCI format 1C，则最大size为1736 bit（217 byte）；如果使用DCI format 1A，则最大size为2216 bit（277 byte）。系统消息调度系统信息是在逻辑信道BCCH上的，如图1所示。其中MIB消息映射到传输信道

7、BCH，再由BCH映射到物理 信道PBCH上进行传输。SIB1和SI消息映射到传输信道DL-SCH，再由DL-SCH映射到物理信道PDSCH上进行传输。图1：系统消息使用的信道映射关系表3：系统消息调度系统消息调度方式调度周期是否重复第一次传输位置重复位置传输信道MIB固定调度40ms40ms内重复SFN mod 4= 0、#0其他SFN、#0BCHSIB1固定调度80ms80ms内重复SFN mod 8= 0、#5SFN mod 2=0、#5DL-SCHSI动态调度DL-SCHMIB调度MIB在PBCH上传输，PBCH时域上位于子帧0的第2个slot的前4个OFDM symbol，频域上占据

8、72个中心子载波（不含DC）。对应RE不能用于发送DL-SCH数据。如图2所示。MIB采用固定的调度方式，调度周期为40ms，即在SFN%4=0的无线帧中调度发送，在其他无线帧中重复发送。图2：MIB在时域上的调度SIB1调度SIB1的周期固定为80ms，第一次传输在SFN满足SFN mod 8 = 0的无线帧上#5子帧传输，并且在SFN满足SFN mod 2 = 0 的无线帧的#5子帧上重复传输。但与MIB所在的时频位置固定不同，SIB1和SI消息都在PDSCH上传输，且SIB1和SI消息所占的RB（频域上的位置）及其传输格式是动态调度的，并由SI-RNTI加扰的PDCCH来指示。图3：SI

9、B1在时域上的调度其他SIB调度除SIB1外，其他SIB通过SI（Scheduling Information）进行传输。多个调度周期相同的SIB可以放到一个SI中。一个SI消息包含哪些SIB是通过schedulingInfoList指定的。每个SIB只能包含在一个SI消息中，且SIB2总是放在schedulingInfoList指定的SI列表的第一个SI消息项中，所以schedulingInfoList中并不指定SIB2所在SI。图4：SIB1信息（包含SI的调度信息）每个SI消息只在一个SI窗口（SI-windows）中传输：1）一个SI消息跟一个SI窗口相关联，该SI窗口内只能发这个SI

10、消息且可以重复发送多次（发多少次，在哪些子帧上发送等，取决于eNodeB的实现），但不能发送其它SI消息；2）SI窗口之间是紧挨着的，即不重叠，也不会有空隙；3）所有SI消息的SI窗口长度都相同；4）不同SI消息的周期是相互独立的。下面介绍SI消息的时域调度：首先需要确认每个SI消息对应的SI窗口的起始位置以及SI窗口的长度。SI窗口的长度由SystemInformationBlockType1的si-WindowLength字段指定，其以ms为单位。SystemInformationBlockType1的schdulingInfoList指定了SI消息的列表，每个SI消息在该列表中的顺序以n

11、表示（从1开始）。假如schdulingInfoList中指定了4个SI消息，则会有4个连续的SI窗口用于发送这4个SI消息，而n表明了SI消息在第几个SI窗口。此时每个SI消息有一个x=(n-1)*w，其中w为si-WindowLength。X是以ms为单位的。则SI窗口的起始帧满足SFN % T = FLOOR(X/10)，其中T为对应SI消息的周期，由si-Periodicity指定。SFN % T保证了SI的周期，FLOOR(X/10)确定SI窗口在周期内的起始系统帧（一个系统帧为10ms，所以有x/10）。SI窗口的起始子帧为#a，其中a=x%10。从公式可以看出，x决定了SI窗口在

12、该SI周期内的起始帧和起始子帧； SFN % T保证了SI窗口在SI周期内只出现一次；而x = (n - 1) * w保证了SI窗口之间紧挨，不重叠，没有空隙。(SI窗口起始帧和起始子帧的的计算，详见的节)SI窗口确定了以后，eNodeB会决定在该窗口内调度多少次同一SI，不同厂商的实现可能不同。但某些子帧不能用于调度SI消息：SFN%2=0的系统帧内的子帧5；任一MBSFN子帧；TDD中的上行子帧；终端从该SI-window的起始端开始，使用SI-RNTI接收DL-SCH，持续直到SI-window的结尾，如果直到该SI-window的结尾还没有接收到该SI消息，那么在下一个SI-windo

13、w对其进行重复接收。下面是一个SI调度的例子：图5：SI举例可以看出，SI不需要在时间窗内的连续子帧上传输。并且在某个子帧上是否存在SI消息是通过SI-RNTI加扰的PDCCH来指示的。在SI较小而系统带宽较大的情况下，一个子帧可能足以发送该SI，但在其它情况下，可能需要使用多个子帧来发送一个SI消息。在后一种情况，会将整个SI消息进行信道编码后分成多份然后放在多个子帧（不要求是连续子帧）上传输。而不是先分割多份，然后独立的信道编码后传输。系统消息获取以下情况UE将接收系统广播消息：小区选择/重选；切换完成；从其他RAT切换进E-UTRAN；重新进入覆盖区域；接收到该系统信息已经改变的通知或E

14、TWS通知指示或CMAS通知指示；接收到CDMA2000上层请求；超出最大有效持续时间；UE应用系统信息获取过程来获取E-UTRAN广播的AS和NAS系统信息。对于RRC_IDLE和RRC_CONNECTED状态的UE采用该系统信息的获取流程。系统信息获取流程如图6所示：图6：系统消息获取过程系统消息更新 系统信息不会一直不变，在UE侧看来，如果系统信息长时间（3小时）不变，UE会重新尝试接收系统信息。如果网络侧系统信息发生改变了，那么网络侧就需要通知UE更新系统信息。对于处于IDLE和CONNECTED状态的UE都可以通过寻呼来通知。但是，系统信息（ETWS和CMAS除外）不是随时都可以变更

15、的，只在特定的无线帧处更新。由此引入了修改周期的概念，具有相同内容的系统信息可能会被传输多次，其中更改周期可以用它的调度来定义。更改周期的边界由SFN值确定，其中满足系统帧号SFN mod m = 0，其中m为修改周期包含的无线帧的数目。修改周期由系统配置。修改周期无线帧数目=modificationPeriodCoeff * defaultPagingCycle其中参数modificationPeriodCoeff和defaultPagingCycle在SIB2中广播。如图7所示：图7：SIB2 message图8：系统消息更新流程在修改周期内的系统信息内容不能发生改变，系统信息修改只能从下

16、一个修改周期起始时刻开始，即当得知系统信息改变后，在下一个修改周期开始时刻监听新的系统信息。LTE系统支持两种系统信息变更的通知方式：网络侧使用携带systemInfoModification内容的寻呼消息来通知空闲状态和连接状态UE系统信息改变，UE在下一个修改周期开始时监听新的系统消息。SIB1中携带systemInfoValueTag（系统信息变更标签）信息，如果UE读取的变更标签和之前存储的不同，则表示系统信息发生变更，需要重新读取；UE存储系统信息的有效期为3h，超过该时间，UE需要重读系统信息。系统消息变更通知方式1：Paging messagePaging :=SEQUENCE

17、pagingRecordListPagingRecordList OPTIONAL,- Need ONsystemInfoModificationENUMERATED trueOPTIONAL,- Need ONetws-IndicationENUMERATED trueOPTIONAL,- Need ONnonCriticalExtensionPaging-v890-IEsOPTIONAL系统消息变更通知方式2：图9：SIB1 message对于RRC_IDLE或者RRC_CONNECTED状态的终端，如果收到的寻呼消息中带有系统消息改变指示标识systemInfoModification，

18、则表示系统消息将会在下一个修改周期开始改变。此种情况下，终端通过寻呼消息并不能精确地知道是哪些系统消息发生了改变，所以终端需要重新读取SIB1，获取SIB1中的systemInfoValueTag，然后比较本次与上次读取的SIB标识值 是否相同。如果不同，刚表示系统消息发生了改变。此时需要根据SIB1中的调度信息重新读取这些系统消息。载波聚合对系统消息的影响UE只会在PCell上从广播消息中获取系统信息。对于SCell而言，其系统信息是在添加SCell时，通过RRCConnectionReconfiguration的SCellToAddMod-r10下发给UE的。如果某个SCell的系统信息发生改变，eNodeB