[4G&5G专题-52]:物理层-手机终端能力等级Category

目录

第1章 什么是终端的能力等级Category

第2章 为什么需要定义终端的能力等级(why)

2.1 为什么终端的能力等级Category会不同?

2.2 为什么需要定义需要定义终端的能力等级

第3章 基站空口无线传输的能力

第4章 终端终端的能力等级的内容(what)

4.1 UE Category

4.2 UE DL Category

4.3 UE ULCategory

第5章 终端的能力等级上报的时机与过程(how and when and who)

5.1 基本流程

5.2 UECapabilityEnquiry的信令结构

5.3 UECapabilityInformation的信令结构

5.4  UE Capability信令结构

附录:

(1)UE Capability会涉及到3个主要的协议:


第1章 什么是终端的能力等级Category

UE Capability即UE能力,有称为Category。

手机芯片厂商在发布其新款的基带芯片时都会特别宣传其对应的Cat等级与速率,比如Intel XMM 7260芯片支持LTE CAT6 300Mbps。

这个Cat等级是什么?这个标识,指明了该款手机基带物理层(空口无线通信)最高通信能力的指示, 反应的是手机的无线接入能力,同时也是芯片公司产品设计、开发能力的标志。

第2章 为什么需要定义终端的能力等级(why)

2.1 为什么终端的能力等级Category会不同?

这是因为:

(1)3GPP的协议规范是一个逐渐发展的过程,终端发布时,符合的3GPP标准不同。

(2)终端也是一个逐渐演进的过程,不同阶段的终端,其基带芯片的能力不同。

(3)终端的客户群不同,低端、中端、高端手机,其价格不同,其物理层芯片的能力自然不同。

2.2 为什么需要定义需要定义终端的能力等级

LTE和NR是一个中央高度集权的通信系统,所有的通信过程,都是有基站集中、统一调度的,基站知道UE能力之后才能对UE做出正确的调度。

如果UE支持某个功能,那么基站可以给该UE配置该功能以及空口传输模式TM

如果UE不支持某个功能,那么基站便不能给该UE配置该功能和相应的空口传输模式TM

第3章 基站空口无线传输的能力

而这里谈到的基站的能力,主要是基站RF层和物理层的能力,包括:

(1)调制解调的能力:xPSK, xQAM

(2)多天线MIMO的层数:

(3)发送和接收分集

(4)波束赋形的波束

(5)物理业务信道最大的传输速率

第4章 终端终端的能力等级的内容(what)

UE Category采用了3GPP一贯的枚举的方式,通过index代表一系列相关的能力组合。

4.1 UE Category

(1)UE业务信道最大的下行传输速率

(2)UE业务信道最大的上行传输速率

(3)UE业务信道支持的MIMO层数 --- 用于基设置手机业务信道的传输模式

(4)UE业务信道支持的最高阶的调制方式 ---用于基设置手机业务信道的

这里主要是业务信道的能力,而小区广播信道和控制信道是通过广播的方式通知UE的。

4.2 UE DL Category

4.3 UE ULCategory

第5章 终端的能力上报的时机与过程(how and when and who)

5.1 基本流程

(1)对等实体:终端与基站的L3 RRC层

(2)上报实际:终端与基站基站RRC连接的时候

在UE开机后的入网附着(Attach)过程中,基站会向UE发送UE Capability Enquiry消息,查询UE能力,UE会向基站发送UE Capability Information消息,报告UE的能力信息。

(3)消息交互过程:根据38.331,UE Capability主要涉及两个RRC消息交互:UE Capability请求和UE Capability上报。

  • 当基站需要UE上报UE Capability时,基站会给UE下发UECapabilityEnquiry指令。
  • 当UE收到UECapabilityEnquiry指令后,UE根据指令上报UE能力UECapabilityInformation。

5.2 UECapabilityEnquiry的信令结构

UECapabilityEnquiry信令中的Filter字段会指示UE基站具体想知道哪些UE Capability

5.3 UECapabilityInformation的信令结构

UECapabilityInformation中可以包含多个Container,每个Container可以包含NR,Eutra-NR 或者Eutra对应的UE Capability。

其中NR对应上报NR的UE Capability,Eutra-NR对应上报MR-DC的UE Capability,Eutra对应上报LTE侧的UE Capability。

支持为不同3GPP版本提供不同的能力。

5.4  UE Capability信令结构

UE Capability分为不同级别的能力。

(1)UE specific的UE Capability:

每个UE可以有不同的能力,这种UE能力适用于UE支持的所有载波和载波组合。

(2)频段组合(Band Combination)级别的UE Capability:

每个Band Combination可以有不同的能力,比如Band3+Band77这个Band Combination支持某种UE能力,而Band1+Band78可能就不支持该UE能力。

载波(Band)级别的UE Capability:每个Band可以有不同的能力,比如Band 77支持某个UE能力,而Band 78可能就不支持该UE能力。

(3)UE能力分类的方法是按照协议栈来分类

UE Capability实际上报的时候也是按照协议栈分层来上报的。

从下图可以看出,UE Capability上报分为:

  • PDCP-Parameters:PDCP层对应的UE Capability
  • RLC-Parameters:RLC层对应的UE Capability
  • MAC-Parameters:MAC层对应的UE Capability
  • Phy-Parameters:PHY层对应的UE Capability
  • RF-Parameters:RF(射频)相关的UE Capability

附录:

(1)UE Capability会涉及到3个主要的协议:

  • 38.306:查看每个UE Capability的详细介绍,表示什么意思,是不是必选UE Capability等;
  • 38.331:查看UE Capability查询和上报流程,信令结构等;
  • 38.822:查看UE feature。UE feature即是UE的业务和应用级的特征,UE Capability进一步把UE feature的规范化为特定的类型。

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