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5G MIB / SIB in a Nutshell

news 2025/10/3 12:28:38

在 NR SA (独立组网) 模式下，UE 在尝试连接前必须检测的最重要的信令是 MIB 和 SIB1。
UE 驻留 (camp on) 在一个小区上的最低要求是解码 MIB 和 SIB1。
MIB 由物理信道 PBCH 承载。PBCH 是 SSB (同步信号块) 的一部分。
SIB1 由物理信道 PDSCH 承载。
MIB 携带关于参考子载波间隔、用于 SIB1 的 PDSCH 的控制信道、DMRS 位置等信息。
SIB1 携带 UE 执行初始附着过程所需的所有基本信息，至少到 RrcSetup (RRC建立) 阶段。
SIB1 也携带其他 SIBs (系统信息块) 的调度信息。
3GPP 中定义了 21 个 SIB (随着 3GPP 版本的演进，该数量可能会增加)。

文章目录

- MIB/SIB Aquisition Process
- MasterInformationBlock
- SystemInformationBlockType1

MIB/SIB Aquisition Process

MIB/SIB 的获取过程会因情况而异。我将通过各种案例来描述总体的 MIB/SIB 获取过程。

< 案例 1：开机，UE 中无存储的 SIB，No-OnDemand SI indication>

i) 开机
ii) 搜索小区并解码 MIB
iii) 存储解码后的 MIB
iv) 检查 CellBarred 字段是否为 barred (小区禁用)，如果是则停止，否则进入下一步。
v) 使用 MIB 中的参数，尝试解码 SIB1。
vi) [如果 SIB1 解码成功] 存储该信息，然后进入下一步。
vii) [假设 SIB1 指示无按需 SI] 解码其他 SIBs (SI)。
< 案例 2：开机，UE 中无存储的 SIB，OnDemand SI indication >

i) 开机
ii) 搜索小区并解码 MIB
iii) 存储解码后的 MIB
iv) 检查 CellBarred 字段是否为 barred (小区禁用)，如果是则停止，否则进入下一步。
v) 使用 MIB 中的参数，尝试解码 SIB1。
vi) [如果 SIB1 解码成功] 存储该信息，然后进入下一步。
vii) [假设 SIB1 指示有按需 SI] 检查 RRC 状态 (注意：基于 38.331-5.2.2.3.3)
    a) 如果 RRC 状态为 RRC_IDLE (空闲态) 或 RRC_INACTIVE (非活动态)
        * 触发底层发起前导码传输过程
        * 在收到 SI 请求的确认 (Acknowledgement) 后，获取所请求的 SI 消息
    b) 如果 RRC 状态为 RRC_CONNECTED (连接态)
        * [过程尚未定义。]

按需模式 (On-Demand SI)：为了节省空口资源，网络不会一直广播那些不常用的系统信息（比如 SIB3, SIB4 等）。SIB1 中会有一个指示，告诉手机“部分系统信息是按需获取的”。当手机（例如，在空闲态时）确实需要某个 SIB 的信息时，它必须先发起一个随机接入过程（RACH），明确地向网络请求它想要的 SIB。网络收到请求后，再“按需”地把手机想要的 SIB 发送给它。

MasterInformationBlock

注意： BCCH/MIB 需要多少比特？

在很多情况下，我们会交替使用 PBCH 和 MIB。但你需要知道它们并不完全相同。PBCH 是承载 MIB 的信道名称。简单来说，PBCH 是一种容器，而 MIB 是容器中的内容。所以你可能很容易猜到，PBCH (容器) 的大小至少会等于或大于 MIB (内容) 的大小。为了澄清这一点，你应该查看用于 MIB 传输的 BCCH 的 ASN 结构。

BCCH-BCH-Message ::=     SEQUENCE {
message                  BCCH-BCH-MessageType
}BCCH-BCH-MessageType ::= CHOICE {
mib                      MIB,
messageClassExtension    SEQUENCE {}
}

如你所见，BCCH-BCH-Message 由一个 CHOICE 参数构成，该参数有两个元素 (MIB 或 messageClassExtension)。所以这个 CHOICE 参数需要 1 个比特。因此，BCCH-BCH 的比特长度可能是以下之一：

i) BCCH-BCH 的比特长度 = mib 的比特长度 + 1
ii) BCCH-BCH 的比特长度 = messageClassExtension 的比特长度 + 1

至少在最新的规范 (38.331 f03) 中，messageClassExtension 尚未定义。所以我们只考虑情况 1。为了计算情况 1，我们先算出 mib 消息的比特长度。可以如下计算。

MIB ::= SEQUENCE {
systemFrameNumber          BIT STRING (SIZE (6)),                => 6 比特
subCarrierSpacingCommon    ENUMERATED {scs15or60, scs30or120},   => 1 比特
ssb-SubcarrierOffset       INTEGER (0..15),                     => 4 比特
dmrs-TypeA-Position        ENUMERATED {pos2, pos3},              => 1 比特
pdcch-ConfigSIB1           INTEGER (0..255),                    => 8 比特
cellBarred                 ENUMERATED {barred, notBarred},       => 1 比特
intraFreqReselection       ENUMERATED {allowed, notAllowed},     => 1 比特
spare                      BIT STRING (SIZE (1))                => 1 比特
}

如果你把所有数字加起来，你会得到 23 比特。这意味着 MIB 的大小是 23 比特。

因此，BCCH-BCH 的大小 = 23 + 1 = 24 比特。这 24 比特就是 PBCH 传输信道处理过程的输入数据 (A)。

SystemInformationBlockType1

以下是 SIB1 (系统信息块类型1) 的总体特征

通过 DL-SCH (下行链路共享信道) 传输 (注意：SIB1 是第一个 RRC 消息 (MIB除外)。因此 UE 需要能够在没有太多来自 OTA (空中接口) 信令信息的情况下解码 SIB1。为此，3GPP 定义了非常具体 (且通常很复杂) 的流程来传输/解码用于 SIB1 的 DCI 和 PDSCH。关于 SIB1 的调度，请参见此处)。
以 160 ms 的周期性传输，并且在这 160 ms 内会发生重复传输。
包含关于其他 SIB 的可用性和调度信息 (例如周期性、SI窗口大小)。
指示它们 (即其他 SIBs) 是以周期性广播的方式提供，还是仅以按需的方式提供。
(如果其他 SIBs 是按需提供的，那么 SIB1) 会包含供 UE 执行 SI (系统信息) 请求所需的信息。

SIB1 ::=      SEQUENCE {cellSelectionInfo                   SEQUENCE {q-RxLevMin                          Q-RxLevMin,q-RxLevMinOffset                    INTEGER (1..8)      OPTIONAL,   -- Need Rq-RxLevMinSUL                       Q-RxLevMin          OPTIONAL,   -- Need Rq-QualMin                           Q-QualMin           OPTIONAL,   -- Need Rq-QualMinOffset                     INTEGER (1..8)      OPTIONAL    -- Need R}   OPTIONAL,   -- Need ScellAccessRelatedInfo               CellAccessRelatedInfo,connEstFailureControl               ConnEstFailureControl   OPTIONAL,   -- Need Rsi-SchedulingInfo                   SI-SchedulingInfo       OPTIONAL,   -- Need RservingCellConfigCommon             ServingCellConfigCommonSIB    OPTIONAL,   -- Need Rims-EmergencySupport                ENUMERATED {true}           OPTIONAL,   -- Need ReCallOverIMS-Support                ENUMERATED {true}           OPTIONAL,   -- Cond Absentue-TimersAndConstants               UE-TimersAndConstants       OPTIONAL,   -- Need Ruac-BarringInfo                     SEQUENCE {uac-BarringForCommon                UAC-BarringPerCatList     OPTIONAL,   -- Need Suac-BarringPerPLMN-List             UAC-BarringPerPLMN-List   OPTIONAL,   -- Need Suac-BarringInfoSetList              UAC-BarringInfoSetList,uac-AccessCategory1-SelectionAssistanceInfo CHOICE {plmnCommon                          UAC-AccessCategory1-SelectionAssistanceInfo,individualPLMNList                  SEQUENCE (SIZE (2..maxPLMN))OF UAC-AccessCategory1-SelectionAssistanceInfo}   OPTIONAL}    OPTIONAL,   -- Need RuseFullResumeID                     ENUMERATED {true}   OPTIONAL,   -- Need NlateNonCriticalExtension            OCTET STRING        OPTIONAL,nonCriticalExtension                SIB1-v1610-IEs      OPTIONAL
}SIB1-v1610-IEs ::= SEQUENCE {idleModeMeasurementsEUTRA-r16       ENUMERATED{true} OPTIONAL, -- Need RidleModeMeasurementsNR-r16          ENUMERATED{true} OPTIONAL, -- Need RposSI-SchedulingInfo-r16            PosSI-SchedulingInfo-r16 OPTIONAL, -- Need RnonCriticalExtension                SIB1-v1630-IEs OPTIONAL
}SIB1-v1630-IEs ::= SEQUENCE {uac-BarringInfo-v1630 SEQUENCE {uac-AC1-SelectAssistInfo-r16    SEQUENCE (SIZE (2..maxPLMN)) OF UAC-AC1-SelectAssistInfo-r16} OPTIONAL, -- Need RnonCriticalExtension                SIB1-v1700-IEs OPTIONAL
}SIB1-v1700-IEs ::= SEQUENCE {hsdn-Cell-r17                       ENUMERATED {true} OPTIONAL, -- Need Ruac-BarringInfo-v1700 SEQUENCE {uac-BarringInfoSetList-v1700    UAC-BarringInfoSetList-v1700} OPTIONAL, -- Cond MINTsdt-ConfigCommon-r17                SDT-ConfigCommonSIB-r17 OPTIONAL, -- Need RredCap-ConfigCommon-r17             RedCap-ConfigCommonSIB-r17 OPTIONAL, -- Need RfeaturePriorities-r17 SEQUENCE {redCapPriority-r17              FeaturePriority-r17 OPTIONAL, -- Need RslicingPriority-r17             FeaturePriority-r17 OPTIONAL, -- Need Rmsg3-Repetitions-Priority-r17   FeaturePriority-r17 OPTIONAL, -- Need Rsdt-Priority-r17                FeaturePriority-r17 OPTIONAL -- Need R} OPTIONAL, -- Need Rsi-SchedulingInfo-v1700             SI-SchedulingInfo-v1700 OPTIONAL, -- Need RhyperSFN-r17                        BIT STRING (SIZE (10)) OPTIONAL, -- Need ReDRX-AllowedIdle-r17                ENUMERATED {true} OPTIONAL, -- Need ReDRX-AllowedInactive-r17            ENUMERATED {true} OPTIONAL, -- Cond EDRX-RCintraFreqReselectionRedCap-r17      ENUMERATED {allowed, notAllowed} OPTIONAL, -- Need ScellBarredNTN-r17                   ENUMERATED {barred, notBarred} OPTIONAL, -- Need SnonCriticalExtension SEQUENCE {} OPTIONAL
}UAC-AccessCategory1-SelectionAssistanceInfo ::= ENUMERATED {a, b, c}UAC-AC1-SelectAssistInfo-r16 ::= ENUMERATED {a, b, c, notConfigured}SDT-ConfigCommonSIB-r17 ::= SEQUENCE {sdt-RSRP-Threshold-r17          RSRP-Range OPTIONAL, -- Need Rsdt-LogicalChannelSR-DelayTimer-r17         ENUMERATED { sf20, sf40, sf64, sf128, sf512, sf1024,sf2560, spare1} OPTIONAL, -- Need Rsdt-DataVolumeThreshold-r17                 ENUMERATED {byte32, byte100, byte200, byte400,byte600, byte800, byte1000, byte2000,byte4000, byte8000, byte9000, byte10000,byte12000, byte24000, byte48000,byte96000},t319a-r17                       ENUMERATED { ms100, ms200, ms300, ms400, ms600, ms1000, ms2000,ms3000, ms4000, spare7, spare6, spare5, spare4, spare3,spare2, spare1}
}RedCap-ConfigCommonSIB-r17 ::= SEQUENCE {halfDuplexRedCapAllowed-r17         ENUMERATED {true} OPTIONAL, -- Need RcellBarredRedCap-r17    SEQUENCE {cellBarredRedCap1Rx-r17         ENUMERATED {barred, notBarred},cellBarredRedCap2Rx-r17         ENUMERATED {barred, notBarred}} OPTIONAL, -- Need R...
}FeaturePriority-r17 ::= INTEGER (0..7)ServingCellConfigCommonSIB ::=      SEQUENCE {downlinkConfigCommon                DownlinkConfigCommonSIB,uplinkConfigCommon                  UplinkConfigCommonSIB   OPTIONAL,   -- Need RsupplementaryUplink                 UplinkConfigCommonSIB   OPTIONAL,   -- Need Rn-TimingAdvanceOffset               ENUMERATED { n0, n25560, n39936 }   OPTIONAL, -- Need Sssb-PositionsInBurst                SEQUENCE {inOneGroup                          BIT STRING (SIZE (8)),groupPresence                       BIT STRING (SIZE (8))                               OPTIONAL -- Cond Above6GHzOnly},ssb-PeriodicityServingCell          ENUMERATED {ms5, ms10, ms20, ms40, ms80, ms160},tdd-UL-DL-ConfigurationCommon       TDD-UL-DL-ConfigCommon    OPTIONAL, -- Cond TDDss-PBCH-BlockPower                  INTEGER (-60..50),...
}DownlinkConfigCommonSIB ::=     SEQUENCE {frequencyInfoDL                     FrequencyInfoDL-SIB,initialDownlinkBWP                  BWP-DownlinkCommon,bcch-Config                         BCCH-Config,pcch-Config                         PCCH-Config,...
}BCCH-Config ::=   SEQUENCE {  modificationPeriodCoeff   ENUMERATED {n2, n4, n8, n16},...
}PCCH-Config ::=             SEQUENCE {defaultPagingCycle                  PagingCycle,nAndPagingFrameOffset               CHOICE {oneT                                NULL,halfT                               INTEGER (0..1),quarterT                            INTEGER (0..3),oneEighthT                          INTEGER (0..7),oneSixteenthT                       INTEGER (0..15)},ns                                  ENUMERATED {four, two, one},firstPDCCH-MonitoringOccasionOfPO   CHOICE {sCS15KHZoneT                        SEQUENCE (SIZE (1..4)) OF INTEGER (0..139),sCS30KHZoneT-SCS15KHZhalfT          SEQUENCE (SIZE (1..4)) OF INTEGER (0..279),sCS60KHZoneT-SCS30KHZhalfT-SCS15KHZquarterT                                         SEQUENCE (SIZE (1..4)) OF INTEGER (0..559),sCS120KHZoneT-SCS60KHZhalfT-SCS30KHZquarterT-SCS15KHZoneEighthT                          SEQUENCE (SIZE (1..4)) OF INTEGER (0..1119),sCS120KHZhalfT-SCS60KHZquarterT-SCS30KHZoneEighthT-SCS15KHZoneSixteenthT     SEQUENCE (SIZE (1..4)) OF INTEGER (0..2239),sCS120KHZquarterT-SCS60KHZoneEighthT-SCS30KHZoneSixteenthT                             SEQUENCE (SIZE (1..4)) OF INTEGER (0..4479),sCS120KHZoneEighthT-SCS60KHZoneSixteenthT                                               SEQUENCE (SIZE (1..4)) OF INTEGER (0..8959),sCS120KHZoneSixteenthT              SEQUENCE (SIZE (1..4)) OF INTEGER (0..17919)}   OPTIONAL,         -- Need R...
}FrequencyInfoDL-SIB ::=             SEQUENCE {frequencyBandList                   MultiFrequencyBandListNR-SIB,offsetToPointA                      INTEGER (0..2199),scs-SpecificCarrierList             SEQUENCE (SIZE (1..maxSCSs)) OF SCS-SpecificCarrier
}BWP-DownlinkCommon ::=      SEQUENCE {genericParameters   BWP,pdcch-ConfigCommon  SetupRelease { PDCCH-ConfigCommon }pdsch-ConfigCommon  SetupRelease { PDSCH-ConfigCommon }...
}BWP-Downlink ::=    SEQUENCE {bwp-Id              BWP-Id,bwp-Common          BWP-DownlinkCommon  bwp-Dedicated       BWP-DownlinkDedicated   ...
}PDCCH-ConfigCommon ::=                  SEQUENCE {commonControlResourcesSets      SEQUENCE (SIZE(1..2)) OF ControlResourceSet      OPTIONAL,commonSearchSpaces              SEQUENCE (SIZE(1..4)) OF SearchSpace          OPTIONAL, searchSpaceSIB1                         SearchSpaceId             OPTIONAL, searchSpaceOtherSystemInformation       SearchSpaceId             OPTIONAL,  pagingSearchSpace                       SearchSpaceId             OPTIONAL,  ra-ControlResourceSet                   ControlResourceSetId      OPTIONAL,   ra-SearchSpace                          SearchSpaceId             OPTIONAL,...
}

commonControlResourcesSets: 一个公共控制资源集的列表。只允许 ControlResourceSetId = 0 或 1 的 CORESET。CORESET#0 对应于 MIB 中配置的 CORESET (见 pdcch-ConfigSIB1)，并且用于在切换和 §SCell 添加期间通过专用信令向 UE 提供该信息。CORESET#1 可以被配置并用于 RAR (随机接入响应)。

commonSearchSpaces: 一个附加的公共搜索空间列表。

searchSpaceSIB1: 用于 SIB1 消息的搜索空间的 ID。对应于 L1 参数 ‘rmsi-SearchSpace’。

searchSpaceOtherSystemInformation: 用于其他系统信息 (即 SIB2 及之后) 的搜索空间的 ID。对应于 L1 参数 ‘osi-SearchSpace’。如果该字段不存在，则监听时机将根据“PDCCH Type 0 公共搜索空间”页面中的描述来推导。

pagingSearchSpace: 用于寻呼的搜索空间的 ID。对应于 L1 参数 ‘paging-SearchSpace’。如果该字段不存在，则监听时机将根据“PDCCH Type 0 公共搜索空间”页面中的描述来推导。

ra-ControlResourceSet: 为随机接入配置的 CORESET。当该字段不存在时，UE 使用根据 pdcch-ConfigSIB1 配置的、与 ControlResourceSetId = 0 相关联的 CORESET。对应于 L1 参数 ‘rach-coreset-configuration’。

ra-SearchSpace: 用于随机接入过程的搜索空间的 ID。对应于 L1 参数 ‘ra-SearchSpace’。如果该字段不存在，则监听时机将根据“PDCCH Type 0 公共搜索空间”页面中的描述来推导。

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