О SIB и RACH и RRC

cdn.fs.teachablecdn.com/ZXBzElSp2jDS7fKhRHTw

Итак, мы прошли стадию синхронизации и теперь переходим к стадии получения служебной информации.

Первой стадией является - Прием System Information (MIB).

Master Information Block (MIB)

MIB (Master Information Block) — это сообщение, которое содержит базовую информацию о текущей LTE-ячейке. Оно передаётся в зафиксированном месте и определённой периодичностью, чтобы его могли прочитать все новые UE при входе в сеть.

Где описано:

MIB определён в стандарте 3GPP TS 36.331, раздел 6.2.2 и далее — "System Information Acquisition".

Также физическая передача (на уровне канала) описана в TS 36.212 (Channel Coding) и TS 36.211 (Physical Channels and Modulation).

Как передаётся MIB?

• MIB передаётся на BCCH (Broadcast Control Channel), который мультиплексируется в PBCH (Physical Broadcast Channel).
• Передаётся каждые 40 мс, но фактически состоит из повторений одного и того же блока на 10‑мс radio frame.
• UE может получить MIB, только зная расположение SS (Synchronization Signals) и PBCH.

"The MIB is transmitted on the BCH channel, mapped to the PBCH and is repeated every 40 ms (i.e., every 4 radio frames)." — 3GPP TS 36.331, Section 5.2.1.

Что содержит MIB?

Содержание MIB фиксировано и небольшое (около 24 бит). Оно включает:

dl-Bandwidth Ширина полосы downlink канала (6 значений: 1.4–20 МГц)

PHICH-Config Конфигурация PHICH (Physical Hybrid ARQ Indicator Channel) systemFrameNumber 8-битное значение кадра (SFN), синхронизация с eNB

spare (зарезервированные биты) Зарезервированы для будущего использования.

 Зачем нужен MIB?

UE не может начать чтение SIB (например, SIB1 и SIB2) без предварительного получения MIB. Он позволяет:

• понять, где искать SIB1 (через значение SFN)
• узнать ширину канала
• синхронизироваться по кадрам
• настроить декодирование PHICH (используется в HARQ)

Порядок действий UE с MIB

1. UE обнаруживает PSS и SSS (сигналы синхронизации). Мы разбирали это в прошлом материале.
2. Находит позицию PBCH
3. Получает и декодирует MIB
4. Использует данные из MIB, чтобы искать и получить SIB1 (и затем SIB2…)

MIB — это самый базовый блок системной информации в LTE. Он нужен для базовой конфигурации и запуска дальнейших процедур подключения. Без MIB невозможно перейти к RRC-соединению, так как UE не сможет прочитать SIB1 и SIB2, которые нужны для RACH.

Инициация RACH – Random Access Procedure

Типы:

• Contention‑Based RACH — стандартный, приём случайного предамбулы:

«Typical 4‑step Contention‑Based RACH Procedure:

(i) UE → eNB: RACH preamble

(ii) UE ← eNB: Random Access Response

(iii) UE → eNB: L2/L3 message

(iv) Contention resolution» 3gpp.org+3sharetechnote.com+3sharetechnote.com+3

Шаги подробнее:

1. UE передаёт случайный предамбулы по PRACH.
2. Если eNodeB принял — отправляет RAR (Random Access Response), который включает TA, временный C‑RNTI и ресурс uplink.
3. UE отправляет RRC Connection Request (L3 сообщение).
4. eNodeB завершает процедуру через contention‑resolution: назначается C‑RNTI.

• Contention‑Free RACH — применимо, например, при handover:

«Contention‑Free RACH… UE should be in Connected Mode…

i) UE ← NW: RACH preamble assignment

ii) UE → NW: RACH preamble

iii) UE ← NW: Random Access Response» 3gpp.org+11sharetechnote.com+11techlteworld.com+11

Установка RRC‑соединения

После отправки RRC‑Connection‑Request происходит обмен через RRC:

• Точка входа – RRC Connection Setup (сообщение eNB → UE)
• Затем RRC Connection Setup Complete (UE → eNB), содержит NAS‑сообщение (Attach и режим шифрования)

RRC‑цепочка установлена через SRB1/2. РRC‑протокол определён в стандарте:

«The Radio Resource Control (RRC) protocol is … defined by 3GPP in TS 36.331» 3gpp.org+15linkedin.com+15en.wikipedia.org+15

Основные функции RRC :

• broadcast System Information
• установление, реconfiguration, release RRC‑соединения
• управление радиоресурсами, handover, power control, measurement reporting

Режимы RRC

RRC_IDLE - (ожидание)UE не имеет активного соединения, но отслеживает сеть и может инициировать доступ.

RRC_CONNECTED -UE имеет активное RRC-соединение с eNodeB. Выполняется передача данных и сигналинг.

Что происходит в каждом режиме:

RRC_IDLE

• UE не имеет установленных SRB (Signaling Radio Bearers).
• Отслеживает SIB1/SIB2 (системную информацию).
• Выполняет PLMN selection, cell reselection.
• Отправляет RRC Connection Request, когда нужно передать данные или ответить на пейджинг.
• Использует paging для приёма вызова от сети.
• Энергопотребление — низкое.

RRC_CONNECTED

• Установлено RRC-соединение с eNodeB.
• UE получает уникальный идентификатор — C-RNTI.
• Используется для:
• управления радиоресурсами
• handover между eNodeB
• uplink/downlink data transfer
• Measurement Reporting (качество соседних ячеек)
• Энергопотребление — высокое.

Переходы между режимами

ИзВСобытиеRRC_IDLE → RRC_CONNECTEDUE инициирует RRC Connection Request (например, по таймеру DRX или для передачи данных)RRC_CONNECTED → RRC_IDLEeNodeB отправляет RRC Connection Release (например, при отсутствии активности)

 Дополнительно: DRX (Discontinuous Reception)

Хотя это не отдельный RRC-режим, DRX может применяться и в RRC_CONNECTED, и в RRC_IDLE, чтобы экономить энергию, отключая радио-модуль в неактивные интервалы.

• Idle DRX — для слежения за пейджингом.
• Connected DRX — для оптимизации сигналинга и энергии при низком трафике.