系统信息分类

系统信息与各个信道的映射图示：

在5G高层中，系统信息可以分为三类：

1. 最少系统信息（Minimum System Information，MSI）：
   • MSI包括MIB和RMSI
   • MIB的RRC消息 MasterInformationBlock
   • MIB信息通过BCH和PBCH信道传输，传输模式为TM
   • MIB 对应的 RRC 参数：

MIB ::= SEQUENCE {
systemFrameNumber BIT STRING (SIZE (6)),
subCarrierSpacingCommon ENUMERATED {scs15or60, scs30or120},
ssb-SubcarrierOffset INTEGER (0…15),
dmrs-TypeA-Position ENUMERATED {pos2, pos3},
pdcch-ConfigSIB1 INTEGER (0…255),
cellBarred ENUMERATED {barred, notBarred},
intraFreqReselection ENUMERATED {allowed, notAllowed},
spare BIT STRING (SIZE (1))
}

2. 剩余最少系统信息（Remaining Minimum System Information，RMSI）：
   • RMSI包括SIB1
   • SIB的RRC消息 SystemInformationBlock1
   • SIB1信息通过DL-SCH和PDSCH信道传输
3. 其它系统信息（Other System Information，OSI）：
   • OSI包括SIB2 ~ SIB9
   • SIB2 ~ SIB9被封装在一个称为 SystemInformation 的通用RRC消息中
   • SIBs信息通过DL-SCH和PDSCH信道传输
     注：
     (1) MSI是周期性广播的，而OSI可以由网络触发或根据终端请求，以广播或以专用方式提供。
     (2) 当终端需要OSI时，在发送OSI请求之前，终端需要知道在当前小区内需要的OSI是否可以获得，是否可以被广播。
     (3) 当UE处于RRC_IDLE或RRC_INACTIVE时，UE能够在不需要状态转移的情况下请求OSI；对于处于RRC_CONNECTED的UE，可以使用专用的RRC信令来请求和反馈OSI；
     (4) OSI可以在一定的时间内，按照配置的周期进行广播。OSI是通过广播还是通过UE专用的RRC信令反馈，这是由网络决定的。

3GPP标准定义的系统信息

MIB和SIB相关信息说明

1、MIB在BCH上传输，周期为80 ms，重复在80 ms内完成，它包括从小区获取SIB1所需的参数。 MIB承载必要的基础信息：SFN，hich-config及dl带宽信息(band-width)；
2、SIB1在DL-SCH上以160ms的周期和160ms内的可变传输重复周期发送.SIB1的默认传输重复周期是20ms但实际传输重复周期取决于网络实施。对于SSB和CORESET复用模式1，SIB1重复传输周期为20ms。对于SSB和CORESET复用模式2/3，SIB1传输重复周期与SSB周期相同。 SIB1包括关于其他SIB的可用性和调度（例如，SIB到SI消息的映射，周期性，SI窗口大小）的信息，其指示是否仅按需提供一个或多个SIB，并且在这种情况下，需要配置由UE执行SI请求。
3、SIB1以外的SIB在SystemInformation（SI）消息中携带，该消息在DL-SCH上传输。只有具有相同周期性的SIB才能映射到相同的SI消息。每个SI消息在周期性出现的时域窗口内发送（称为所有SI消息具有相同长度的SI窗口）。每个SI消息与SI窗口相关联，并且不同SI消息的SI窗口不重叠。也就是说，在一个SI窗口内仅发送相应的SI消息。可以在SI窗口内多次发送SI消息。除SIB1之外的任何SIB都可以使用SIB1中的指示配置为特定小区或特定区域。特定于小区的SIB仅适用于提供SIB的小区，而特定于区域的SIB适用于称为SI区域的区域，该区域由一个或多个小区组成，并由systemInformationAreaID标识;

• 对于处于RRC_CONNECTED的UE，网络可以使用RRCReconfiguration消息通过专用信令提供系统信息，例如，如果UE具有活动BWP，没有配置公共搜索空间来监视系统信息或寻呼。
• 对于PSCell和SCell，网络通过专用信令提供所需的SI，即在RRCRe配置消息内。然而，UE将获取PSCell的MIB以获得SCG的SFN定时（其可以与MCG不同）。在改变SCell的相关SI时，网络释放并添加相关的SCell。对于PSCell，只能通过使用同步重新配置来更改所需的SI。
  注意：物理层对SIB可以采用的最大大小施加限制。最大SIB1或SI消息大小为2976位。

MIB 的获取和处理

MIB / SIB获取过程因情况而异。在这里，我们将讨论TS 38.331 NR-RRC规范中定义的整个MIB/SIB获取过程。

• 情况一：UE上电没有存储之前的SIB消息，也没有On-Demand系统信息
  UE 上电
  （1）小区搜索（PSS和SSS），解码PBCH 以获取MIB；
  （2）解码和存储MIB；
  （3）检查小区是否 Barred，如果小区 Barred，则停止这个流程，否则继续下面的流程；
  （4）使用存储的MIB参数解码SIB1，并将解码的结果存储起来；
  （5）当SIB1指示没有 demand SI 时，解码其它的系统消息（OSIs）.
• 情况二： UE刚刚上电，没有存储之前的SIB消息，但是有On-Demand系统信息
  UE 上电
  （1）小区搜索（PSS和SSS），解码PBCH 以获取MIB；
  （2）解码和存储MIB；
  （3）检查小区是否 Barred，如果小区 Barred，则停止这个流程，否则继续下面的流程；
  （4）使用存储的MIB参数解码SIB1，并将解码的结果存储起来；
  （5）当SIB1指示有 demand SI 时，检查RRC状态；
  （6）如果UE 的 RRC 的状态是 RRC-IDLE 或者 RRC-INACTIVE状态：
  • 触发UE底层发起RACH流程；
  • 当收到SI请求的确认消息时，获取需要的SI消息；
    （7）如果UE 的 RRC 状态是 RRC-Connected：
  • 协议并没有定义之后的操作，取决于实现；

MIB描述

消息处理

收到MIB后，UE应：

• 存储获取的MIB;
• 如果UE处于RRC_IDLE或RRC_INACTIVE中，或者如果UE在T311运行时处于RRC_CONNECTED状态：

• 如果获取的MIB中的cellBarred设置为禁止：

认为该小区是禁止的;
如果intraFreqReselection设置为notAllowed：
将小区重新选择到与禁止小区相同频率的其他小区。
else:
将小区重新选择到与允许的禁止小区相同频率的其他小区。

• else:

应用收到的systemFrameNumber，pdcch-ConfigSIB1，subCarrierSpacingCommon，ssb-SubcarrierOffset和dmrs-TypeA-Position。

消息参数

MIB ::= SEQUENCE {
systemFrameNumber BIT STRING (SIZE (6)),
subCarrierSpacingCommon ENUMERATED {scs15or60, scs30or120},
ssb-SubcarrierOffset INTEGER (0…15),
dmrs-TypeA-Position ENUMERATED {pos2, pos3},
pdcch-ConfigSIB1 PDCCH-ConfigSIB1,
cellBarred ENUMERATED {barred, notBarred},
intraFreqReselection ENUMERATED {allowed, notAllowed},
spare BIT STRING (SIZE (1))
}

• 系统帧号SFN：与LTE相同，NR系统帧为10 bits，从0—1023；Mib 承载10位中的6个高位(MSB) ，作为信道编码的一部分在PBCH传输块中传输SFN剩余4个LSB;
• 子载波公共间隔：RMSI/MSG2/MSG4使用的子载波间隔；<6GHz的子载波间隔为15和30 kHz，>6GHz的子载波间隔为60和120 kHz
• SSB子载波偏滞：表示SSB相对于CRB（Common Resource Block）的频域偏移量。该字段可能表明这个小区不提供SIB1，因此没有共同的CORESET。在这种情况下，pdcch-ConfigSIB1字段可以指示频率位置，其中UE可以(不)找到一个带有控制资源集的SS/PBCH，并且搜索SIB1的空间;
• dmrs-TypeA位置：指示（首个）DL DM-RS的位置；对应于L1中参数“DL-DMRS-typeA-pos”
• PDCCH SIB1配置：根据38.213[13]第4.1节中的RMSI-PDCCH-Config,确定PDCCH/SIB 带宽、公共控制资源集(CORESET))、公共搜索空间和必要的PDCCH参数。 如果字段 ssb-SubcarrierOffset 表示SIB1不存在，那么字段pdcch-ConfigSIB1表示用户可能找到具有SIB1的SS/PBCH块的频率位置，或者网络不提供具有SIB1的SS/PBCH块的频率范围(见 ts 38.213[13] ，第13节)。
• 小区接入禁止：[根据TS 38.304]指示小区是否禁止UE驻留；
• 频间重选指示：指示是否允许进行同频小区重选；[根据TS 38.304]当高优级级小区禁止接入时，控制同频重选。

SIB 描述

SIB 1 小区选择, 小区接入, SI调度
SIB 2 RACH，接入禁止，下行频率信息，MBSFN配置
SIB 3 同频小区重选
SIB 4 同频邻区
SIB 5 异频小区
SIB 6 UTRAN邻区(UMTS Terrestrial Radio Access Network,通用移动通信系统陆地接入网络)
SIB 7 GERAN邻区(GSM EDGE Radio Access Network)
SIB 8 CDMA邻区(CodeDivisionMultipleAccess)
SIB 9 毫微微蜂窝应用的家庭eNB
SIB 10/SIB 11 ETWS(Earthquake and Tsunami Warning System,地震海啸报警系统)
SIB 12 CMAS
SIB 14 扩展接入禁止
SIB 13/SIB 15/SIB 20 MBMS
SIB 16 GPS
SIB 17 GPS
SIB 18/SIB 19/SIB 21 Sidelink
SIB 24 NR 邻区

总体说明

• MIB 和 SIB1 被称为 5G NR 中的最小系统信息（MSI，Minimum System Information）；
• SIB1 也可以被称为剩余最小系统信息（RMSI，Remaining Minimum System Information）；
• MIB 会向终端提供所有解码 SIB1 所需的信息；
• SIB1 是小区特定的信息，仅对服务小区有效；
• SIB1 携带了UE接入小区所需的关键信息；
• SIB1 还包括其它系统消息的可用性和调度相关的信息，例如， SIBs 到系统消息（SI）的映射、周期、SI窗口大小等；
• SIB1 的传输周期是160ms，并在160ms的传输周期内具有可变的传输重复周期；
• 当在 ENDC 或 NSA 模式下工作时，不需要进行 SIB1 传输；
• SIB1 的PDSCH资源使用DCI Format 1_0进行分配，并在公共搜索空间集内进行传输的；
• 在 vRAN 或 Open RAN 架构（CU-DU gNB架构）中，DU负责生成 MIB 和 SIB1 的内容；
• 通过 DU 发送的 F1AP: F1 Setup Request 或 F1AP: gNB DU Configuration Update 消息中包含的gNB-DU系统信息参数，将 MIB 和 SIB1 转发给CU；