5G(NR)中的同步是怎么一回事？5G中RRC支持哪些上层功能？

同步(synchronization)是移动通信网中的网络(NT)与终端(UE)协同工作基础;无线网络中基站与终端同步后才能进行下行和上行链路信令和数据传递。5G(NR同步可分为以下几种情况：

一、5G(NR)同步3GPP协议定义终端(UE)接入网络过程中频率和时间同步可在PSS和SSS译码过程中实现，主要过程解释如下：

首先，终端将接收器射频(RF)调谐到指定频率点;

其次，在时域对PSS进行互相关检测，时域同步后获得小区ID(NID2)。

同步信号块SSB中第一个OFDM内只有PSS信号，因此可以进行相关检测;而SSS在第三个OFDM符号时间内存在PBCH，无法对其进行时域相关检测(详见下图)。

5G网络中SSB块及PCI检查示意图

第三，根据PSS的位置可得到SSS的位置，在频域对SSS进行互相关检测得到频域同步同时获得Cell Group ID(NID1)。

第四，通过Cell ID和Cell group ID可以得到PCI，PBCH DMRS可以通过PCI进一步解码得到SSB index和half frame number，因为这些都是生成DMRS的组成部分。

最后，使用DMRS的信道评估，终端解码PBCH并获得系统消息MIB。

二、4G(LTE)同步终端(UE)开机时不知道整个系统带宽，首先进行频率搜索与DC子载波同步。

通过DC子载波终端(UE)读取中央6个RB(72个子载波)、主要和次要同步信号(PSS和SSS)和PBCH(包含MIB)都包含在系统带宽的中心72个子载波(6个资源块)内。

在解调此信息时终端(UE)会采集小区RSSI值，并使用该值启动初始采集过程。通过解码PSS和SSS实现时间和帧同步。

通过此信息终端(UE)还可以找到小区物理ID(PCI)，随后接收到来自网络的MIB和SIB消息，然后发起小区选择过程。

三、独立组网(SA)场景终端(UE)同步在SA场景下一旦终端(UE)打开电源，它就会调谐特定频率并执行小区搜索来扫描同步栅格上的频带。同步栅格显示SSB的频率位置。当SSB位置的显式信令不存在时，UE可以将其用于系统捕获(注:对于每个频段，同步栅格和SSB子载波间隔是单独定义的)。

如果终端(UE)未能检测到SSB(PSS,SSS)它将调谐到下一个频率;一旦终端(UE)成功解码SSB,将获得PSS和SSS值，尝试解码PBCH。UE通过PBCH解码 MIB。根据MIB信息来解码RMSI信息，从中获取SIB1详细信息(其中存在小区搜索和RACH信息等)。

四、非独立组网(NSA)场景如果网络支持MRDC，则在网络广播SIB 2中的PLMN_InfoList_r15 IE。如果UE支持MRDC则在附加请求消息中设置 DCNR位，该信息包括支持的安全算法在UE网络能力中;在UE能力查询消息中查询EUTRA-NR能力，UE在能力信息中回复相同信息。

在这种场景中终端(UE)连接到LTE网络之后网络可以通过两种方式添加辅助节点，第一种基于使用B1事件的测量，第二个eNB指示UE在RRC重新配置消息中添加辅助节点。其中信道信息RACH参数、SCS等信息用于SCG配置。然后UE尝试RACH并添加SCG。

由于高速率、低时延和大连接的技术要求，5G网络中RRC(Radio Resource Control)除负责无线资源控制和配置外，还负责网络切片、终端(UE)能力传递信息等上层功能。

一、NAS消息传输RRC支持非接入层(NAS)消息的交互，以支持终端(UE)与网络之间所需数据无线承载(DRB)信息的传递。这种NAS消息是专为RRC所设计，可在上行/下行链路中或搭载在其他RRC消息中传输。其中搭载传输时可在RRC重新配置时进行(下行链路方向)，或在RRC设置/恢复时(上行链路方向)完成。NAS消息中的信息始终对RRC完全透明，它只是发送或接收消息并将它们直接传递给NAS层而无需尝试解码或解析。

二、网络切片(Network slicing)是5G(NR)支持的一个重要功能;但切片的所有信息在RRC层几乎不可见，仅在终端(UE)完成RRC建立时，在发送的S-NSSAI列表中显示终端支持的切片。NAS协议中也包含切片信息，采用与RRC通过相同的渠道传递;

三、终端(UE)能力传递随着不同移动终端供应商的激增和新模型的不断发布，网络需要了解终端(UE)能力并为其配置正确资源和参数。RRC定义了允许 UE向网络上报相关信息的过程，定义了gNB和UE共同理解的功能以及支持ASN.1编码格式。

终端(UE)能力通常只在它第一次在网络中注册时被请求，这就是在开机或从飞行模式返回到5G网络服务场景。之后，网络根据终端(UE)的能力注册，允许gNB进行NAS连接建立时获取UE ID,通过RRC连接请求中获得终端(UE)信息和AMF ID。

UE功能传递中涉及的信令相当简单，主要由相当压缩的类似位图的字符串组成，其位置指示UE支持什么，通过ASN.1编码以保持向后和向前兼容。但是，由于大多数UE支持具有多个波段的载波聚合(CA)信息量可以增长到非常大，而能力取决于确切的波段组合。目前已经通过能力优化解决数据超大的问题，以保证UE能力大小的可管理性;其主要通过以下两方面进行：

首先，网络总是指示它希望获得哪个频段UE能力;例如假设UE支持任意两个载波之间的CA来自波段 n77、n78、n80 和 n81，这意味着UE一共支持6个CA波段组合。在请求UE能力时，网络可以指示它只对频段n78和n79的 UE能力感兴趣，也就是n78与n79之间的单个CA频段组合，因此将全部功能的大小减小到1/6。

其次，大量使用基于索引的引用来避免信息重复。其功能集被定义为在一个频段组合中存储一个频段内支持的功能组合，每位只需要报告一次功能集，但可以与任何Band相关联。通过组合多个这样的特征集后，在终端能力查询时可采用对多个替代功能集的支持方式允许单个特征集在多个波段组合中重复使用，从而避免重复。

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