Radio Link Monitoring(RLM)

Posted 2023-03-08 modem协议笔记

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这篇看下radio link monitoring相关的内容，就是UE进行DL radio link quality监听的规定，这部分与RLF的判定息息相关。市面上讲NR相关的书籍，多少都会涉及这部分内容，可能spec上这块的描述也比较好理解，书上也往往几行描述就结束了，但是还是值得研究下相关内容，接下来就看下spec中的描述。

radio link monitoring应用的场景主要是PCell和PScell:

(1)PCell in SA, NR-DC or NE-DC 

(2)PSCell in NR-DC EN-DC

UE要基于RRC层配置的RLM-RS resources中的参考信号对PCell和PSCell进行DL radio link quality的monitor；监听所用的参考信号可以全配置成SSBs/CSI-RS 或者也可以同时包含SSB和CSI-RS，当然，UE只需要对active DL BWP范围内进行RLM。

UE在connected mode时，需要根据网络侧配置的信号门限和参考信号(SSB/CSI-RS) 对active BWP进行RLM。

SSB based RLM是基于initial DL BWP相关的SSB进行监听。对于Redcap UE，也能基于non-cell defining SSB进行RLM；NCD SSB 的定义:在小区搜索过程中通过SSB带的COREST0 去接收RMSI，如果SSB没有带CORESET0，UE就无法接收SIB1，进而无法驻留小区，这样的SSB就叫NCD-SSB。

除initial DL BWP外的其他DL BWP，RLM 只能基于CSI-RS，在DAPS HO场景，UE在没有完成对target cell的RA前，要一直对source cell进行RLF的检测。

 目前截止到R17版本，引起RLF的行为包含T310/T312 超时，RA fail/BFR fail，rlc max numRetx，consistent UL LBT fail，IAB-MT场景下的BH RLF。

这篇的内容主要就是与T310触发的RLF相关，而在38.331中对应的就是那段熟悉的不能再熟悉的描述。 

 UE 收到L1的 N310个连续的out of sync 就要开启T310，之后收到连续N311个连续的in sync 就可以停止T310，此时可以认为radio link恢复正常，开启新一轮的RLM；如果T310超时，就要触发RLF。

 38.331简单概括了T310 RLF的RRC层的运行逻辑，就是RRC根据底层的out of sync和in sync判断是否触发RLF，那具体底层过程是怎么体现out of sync 和in sync？那这部分内容就在38.213 Radio link monitoring循序渐进的展开了描述，其中某些描述指向38.331 和38.133，继续理清38.331 和38.133的内容就基本搞清楚了，先看38.213。

 所谓Radio link monitoring 就是UE L1监听primary cell的DL radio link quality，通过向RRC层上报out of sync/in sync的方式实现。UE能力支持的话，网络侧会给UE配置多个DL BWPs(最多配置4个)，这时候UE也只需要在primary cell的active DL BWP上监听DL radio link quality。如果当前active的DL BWP是initial DL BWP且SSB和CORESET是multiplexing pattern 2或3，UE要用RadioLinkMonitoringRS中的 SSB index对应的SSB进行RLM(有配置对应的SSB index时)。SSB和CORESET的multiplexing pattern详见NR小区搜索（二）CORESET0。

对于配置SCG的情况，RRC层有配置rlf-TimerAndConstants且没有release时，UE要在SCG PScell的active DL BWP上监听DL radio link quality。

rlf-TimersAndConstants的配置结构如上，含义就不说了；根据38.331中的内容，没有配置rlf-TimersAndConstants就要应用SIB1中的ue-TimersAndConstants。

 

RLM RS 的选取

基站侧会通过RadioLinkMonitoringRS给UE配置用于检测rlf 的参考信号，具体的是通过failureDetectionResourcesToAddModList 配置，然后UE从RadioLinkMonitoringRS选取最终用于rlf的参考信号，这些参考信号用对应的id区分，例如csi-RS-Index，ssb-Index。对于RLM过程，基站测可配置的参考信号最大个数 由每半帧SSB的最大发送个数相关联，L=4/8/64，如上图38.213 table 5-1；每半帧SSB的最大发送个数L详见NR小区搜索(一) SSB。

这里的N_lr-RLM应该代表配置的用于link recover(BFD)和radio link monitoring的总的参考信号个数，就是对应RRC层参数purpose配置为both时的参考信号个数(如下图)，N_RLM代表用于radio link monitoring的参考信号个数。参考信号也可以根据purpose 为beamFailure和rlf分开配置；如上面绿色字体，对于link recovery场景，最多只能采用2个参考信号，对应radio link monitoring场景，可用的参考信号个数与L相关联。

根据38.213 Table 5-1中的信息，如果Lmax=64，则基站测可以给UE配置最多8个用于link recovery和radio link monitoring的参考信号，最多其中的8个参考信号用于radio link monitoring。给UE配置了对应个数的参考信号，并不代表UE可以全都用，如上述，对于配置的N_lr-RLM个参考信号，最多只能将Nrlm个参考信号用于radio link monitoring。

RRC 层的参数结构，RadioLinkMonitoringRS可以通过purpose 确定用于beamfailure还是rlf场景，而可配置的resource最多对应10个。

 不配置RadioLinkMonitoringRS的情况

 有时候网络侧可能不会配置RadioLinkMonitoringRS，但是UE会收到active PDCCH TCI state的MAC CE ，这时候UE要根据情况选择用于radio link monitoring的参考信号：

1 如果active PDCCH TCI state只包含一个参考信号，UE就用这个参考信号用于radio link monitoring。

2 如果active PDCCH TCI state包含有2个参考信号，那其中的一个参考信号的qcl-Type要设置成'typeD'，UE就用这个type-D的参考信号进行RLM，所以一个TCI带有2 个参考信号的场景，网络侧要保证两个参考信号的qcl-Type不能都设置为typeD。

3 UE用于RLM的参考信号不能是aperiodic或semis-persistent RS，那就是只能是periodic RS。

4 对于Lmax=4的情况，UE要从active PDCCH TCI states 对应的CORESETs中，按照search space set 配置的monitoring periodicity ，选择监听周期最短的RS；如果多个CORESETs对应的search space sets有相同的监听周期，UE要优先选择CORESET index 比较大的RS。

UE没有配置RadioLinkMonitoringRS时，用于RLM的参考信号不能超过N_RLM。

 

具体的是通过上面这个MAC CE激活PDCCH tci state；TCI state带2个参考信号的结构和规定如上，就放在这帮助理解。

 如果CSI-RS resource的配置没有包含powerControlOffsetSS，那对应的CSI-RS要符合cdm-type=noCDM/density=one or three/nrofPorts=1 port的要求。

如果UE当前服务小区有配置多个DL BWPs,那UE从RadioLinkMonitoringRS中选取在active DL BWP中的RS 用于RLM(如果没有配置RadioLinkMonitoringRS，就选用当前DL BWP PDCCH 激活的TCI state对应的RS用于RLM)。

如果active DL BWP没有配置RadioLinkMonitoringRS，UE就用激活的PDCCH TCI state对应的参考信号进行RLM。 

参考信号确定后就要开始进行RLM，那这时候还需要确定的就是相关的门限。

 

RLM threshold Qout和Qin

UE要基于RLM 参考信号去评估DL radio link quality，先分别看看Qout和Qin代表的含义。

Qout对应的是DL radio link 无法进行可靠接收的level，对应的Bler是10%；而Qin对应的就是DL radio link 可以高度可靠接收的level，对应的bler 是2%。

 

Qout 和Qin的确定原则与RRC层参数rlmInSyncOutOfSyncThreshold的值相关，配置时rlmInSyncOutOfSyncThreshold=1，缺省值为0，但是38.133中实际上是没有value 1这个值的，通常实网下也不会配置rlmInSyncOutOfSyncThreshold，即用value 0对应的 BLER out =10%，BLERin=2%；Qout/Qin简单的说是在PDCCH bler 10％/2%标准下，UE根据参考信号按照芯片厂自家的算法测得的结果和上述门限进行比较，然后再确定上报out of sync还是in sync indication。

虽然spec不会对具体的测量算法进行规定，但是对UE具体得到Qout/Qin的参数，spec根据参考信号CSI-RS/SSB的不同，有不同的规定。

 

SSB/CSI-RS based Qout Qin 的规定

SSB/CSI-RS based RLM，Qout和Qin是根据设定的PDCCH传输参数推导出来的，如下面的Table 8.1.2.1-1/8.1.2.1-2和Table 8.1.3.1-1和8.1.3.1-2；例如只考虑对DCI 1-0的接收情况进行评估，除此之外还涉及CCE/PRBs/REG bundle size等参数的规定。

 

Qout Qin评估周期

UE在判断RLM对应的参考信号是否低于Qout时，需要一定的时间去评估，评估周期对应的是T_evaluate_out和T_evaluate_in，38.133中有分别针对SSB和CSI-RS的Evaluation period进行了约束；如下图，SSB based的情况分别针对FR1和FR2 对应no DRX 和DRX cycle >320ms 和<=320ms进行区分，涉及参数代表的意义，spec中都说的很清楚。

UE要能够在T_evaluate_out_ssb ms内 对配置的RLM-RS resource的DL radio link quality 是否比Qout_ssb差；同样的也要在T_evaluate_in_ssb ms内 对配置的RLM-RS resource的DL radio link quality 是否比Qin_ssb好。

T_evaluate_out和T_evaluate_in的取值与FR1和FR2有关系，也和是否有配置DRX有关系，如Table 8.1.2.2-1和8.1.2.2-2。FR2的P参数太长了，就没有截图。

 CSI-RS based 相关的T_evaluate_out和T_evaluate_in 类似如下，就不多说了。

out of sync/in sync 的上报间隔

对Qout/Qin评估完成后，如果满足条件就要上报 out of sync/in sync，连续上报的时间间隔也有规定，这块38.213和38.133都有类似的描述，但是肯定38.133中的描述更形象具体。

 当所有配置的RLM-RS resources 的DL radio link quality 都比Qout差时，L1要向RRC层上报一次out of sync indication；只要有一个配置的RLM-RS resource 的DL radio link quality好于Qin，L1就要向RRC层上报一次in sync indication。两个连续的L1 indication至少要对应T_indication_interval。

 non-DRX 场景，T_indication_interval对应的是max(10ms，TRLM-RS,M)，其中TRLM,M对应的是所有配置的RLM-RS resources中对应的最短周期。如果RLM RS是SSB，TRLM-RS,M=T_SSB；如果RLM RS是CSI-RS ,TRLM-RS,M=T_csi-rs。

如果RLM RS是SSB， 对应的Tcsi-rs=20ms，T_indication_interval=max(10ms，20ms)=20ms。

 对于DRX 场景，如果DRX_cycle_length<=320ms，T_indication_interval= max(10ms，1.5×DRX_cycle_length，1.5×TRLM-RS,M)；

如果DRX_cycle_length>320ms，T_indication_interval=DRX_cycle_length。

假如DRX_cycle_length=160ms，TRLM-RS,M=20ms，那T_indication_interval=max(10ms，240ms，30ms) = 240ms；

当T310开启时，UE就要采用no DRX 下的T_indication_interval和评估周期，直到T310超时或停止。

一般DRX下的T_indication_interval要比non DRX的长，在UE 开启T310后就要通过接收L1 的 in sync indication 以便判断radio link是否能恢复正常，这个阶段的上报间隔也应该要短些，以便UE可以尽快确定下一步操作，这样多少对用户体验也有些许改善。

至此38.213中RLM相关的内容就结束了，下面看下RLF发生后应该怎么做？这部分后面的版本，为保证UE快速回复正常，进行了增强，比如发生RLF后，UE可以上报MCG failure information及引入LTE中的T312相关机制。

 

RLF declare

对于T310 超时的情况,都比较熟悉了，后面的版本针对T310超时有细分了几个场景，简单整理下。

T310 超时的话，如果T310来自MCG，AS security没有激活，UE要直接去idle态；否则要进行MCG failure information 过程 或者进行re-establishment 过程，如果DAPS bearer有配置的话，就进行5.3.10.3中的过程；如果T310对应的是SCG，就进行SCG failure information 过程。这个部分就简单看下R16新增MCG failure information过程和T312相关的过程，其他略过。

 

MCG failure information

 MCG failure information对应R16 的DC增强内容 MCG fast recovery，在DC场景下UE可以在MCG发生RLF或者其他问题时，通过上报MCG FailureInformation同时包含一些测量信息给网络侧，以便网络侧做下一步动作，可以包含的信息如下图；网络侧得到测量信息后，可以通过下发HO命令等方式，让MCG 尽快恢复正常，具体细节在38.331 5.7.3b。

  

UE在发MCG FailureInformation的时候开启T316，T316超时就触发re-establishment；发送MCG FailureInformation时，如果SRB1是split SRB，就通过SRB1发，其他情况就包在ULInformationTransferMRDC中通过SRB3发出去。

 

T312

 在T310 run期间，UE大部分情况已经不能接收到HO 命令，为改善上述情况，引入LTE部分的机制，在T310 run期间，UE可以在发送一个MR后，开启T312，在T312超时后，T310超时前，提前触发RLF机制，进而使得UE可以尽快采取对应的措施恢复正常。

 UE可以通过pcellT312/pscellT312 capability 告知网络侧是否支持T312 based fast failure recovery。

 之后网络侧在配置测量事件时，可以通过配置useT312告知UE是否要进行T312相关的流程。

useT312:如果配置为 TRUE，则UE 应使用T312，T312具体的value会在相应的 measObjectNR 中配置。如果配置为FALSE，则T312的功能被视为disable。仅当 reportType 设置为 eventTriggered 时，网络才将值配置为TRUE。

T312 可以配置的value 可以是0，50，100，200，300，400，500，1000ms，具体配置时其值应该要小于T310的值，才能达到想要的效果。

T312 开启的条件：不管是MCG或SCG，只要useT312=TRUE且T310在run，此时有触发对应的MR，就开启T312；前提条件是T310在run，即DL link存在问题时，T312的开启才有意义。

T312 stop的条件：收到N311个连续的 in-sync indication或收到reconfigurationWithSync/MobilityFromNRCommand；还有初始化re-establishment/收到新的rlf-TimersAndConstant配置/初始化MCG failure information过程/T310超时等等。

T312 超时：MCG 进行MCG failure information过程或re-establishment过程；SCG卡开启SCG failure information。具体细节移步38.331相关章节查看。