R17 paging early indication(PEI)

Posted 2023-03-09 modem协议笔记

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了R17 paging early indication(PEI)相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

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引入PEI机制的动机就是让UE可以在idle或者inactive state尽可能的省电，按照38.304 DRX的规定UE会醒来在自己的PO上监听P-RNTI加扰的DCI，deocde paging，这就会导致有时候即使没有paging下发,UE也要起来监听paging，而且会出现false paging alarms的情况，这种现象实际log中也很常见。针对这种情况，R17引入PEI，通过对UE进行分组，然后网络侧将PEI occasion和PO关联，只有UE收到所属subgroup的PEI 显示有paging要收时，UE才会在关联PO decode paging，否则UE就可以继续休眠，进而达到节能的目的，下图是R17 PEI机制的简洁版示意图。

而PEI就是网络测在UE关联的PO之前通知UE是否有潜在的incoming paging的indication，如果没有paging要收，UE在收到对应的PEI后，就可以不用起来decode关联的PO，进而达到saving power的目的，网络侧可以将一个PEI关联多个PO，通过PEI通知多个UE是否要在之后的PO上decode paging，如下图。

这篇和NR paging关联性比较大，后面有些参数就是取自NR paging中的内容，NR paging算是比较旧的笔记了，难免有误，欢迎指正。

在正式开始本篇内容之前，先看下PEI 的流程及本篇内容结构，流程简单的说，网络侧首先要做的就是将UE分组，然后将PEI和UE的PO 进行关联，进而可以实现通过PEI控制PO的目的，其次是将subgroup ID告知UE并在SI中设定好相关的参数；到UE侧就要先确定所属subgroup ID，然后根据RRC层参数确定监听PEI occasion(PEI-O)，之后在PEI-O上decode DCI 2_7，结合subgourp ID及RRC层参数，确定DCI 2_7 PEI field内容，进而确定UE是否要在自己的PO decode paging。

本篇后面就按照概述，subgroup ID的确定，PEI occasion的确定及DCI 2_7具体内容的顺序分别看下spec上的规定。

概述

为降低UE因为false paging alarms 所带来的power consumption，进一步的可以将监听相同PO的UE group分成多个subgroups。

只要UE收到所属的subgroup 对应paging early Indication显示接下来有paging要下来，UE就要在其PO上监听PDCCH，假如UE不能通过PEI配置得到所属的subgroup ID或者UE不能监听与PO相关的PEI occasion，UE就按照默认DRX规则在其PO监听paging。

UE可以在RRC_IDLE和RRC_INACTIVE状态下使用PEI以降低功耗。如果SI中提供了PEI配置，则处于RRC_IDLE或RRC_INACTIVE状态的支持PEI的UE(多播会话激活通知的UE除外)就可以按照SI中的PEI参数监测PEI。

subgroup具体几个特点：

1 subgroup有两种方式，分别是基于 CN 控制的subgroup或基于 UE ID组成的subgroup;

2 如果AMF没有提供CN controlled subgroup ID，那就要采用UE ID based 的subgroup(UE和网络侧支持的情况下)；

3 RRC idle或Inactive state不会影响UE 所属的subgroup，即UE所属的subgroup ID 在idle和Inactive state是保持一致的；

4 网络侧会在SI 中配置对应cell所支持的subgroup情况：例如只支持CN controlled subgrouping，或只支持UE ID based subgrouping，或者两者都只支持。

5 一个Cell所支持的subgroup个数是8个，这8个代表的是CN controlled和UE ID based subgroup的总数。

6 如果cell支持CN controlled subgrouping，UE也配置CN controlled subgroup ID，就采用CN controlled subgroup ID；否则的话，Cell只支持UE ID based subgrouping，UE就根据驻留小区信息确定其对应的UE ID based subgroup ID。

subgroup关联的PEI具有以下特点：

如果UE支持PEI的话，则UE最起码要支持基于UE ID的subgrouping方法；

1 可以通过系统信息将 PEI监听限制在最后使用的小区（对应UE最近收到 RRCRelease 没有包含noLastCellUpdate IE的情况）；

2 PEI-capable UE 应存储其最后使用的小区信息；

3 支持 PEI 监测到最后使用的小区功能的 gNB 应该在NG-AP UE 上下文释放完成消息中向 AMF 提供 UE 最后使用的小区信息(PEI-capable UE)；

4 对于MBS gourp notification应该忽略PEI，UE在其 PO 中正常监视寻呼即可。

上面第1条相关的IE及规定如下：

noLastCellUpdate:该IE存在时代表不应更新最后使用的 PEI 小区。当该IE不存在时， PEI-capable UE 应该将当前小区作为last used cell，即要更新存储的小区信息。如果 AS security未激活，UE 不应更新小区信息。

lastUsedCellOnly：当该IE存在时，表示UE只有在当前小区最新的RRCRelease中没有配置noLastCellUpdate时，才要监听PEI；PEI-capable UE会存储其最后使用的小区信息。

如果cell中的SI有配置lastUsedCellOnly，仅当 UE 最近在该小区中接收到没有配置 noLastCellUpdate IE的 RRRCRelease 时，UE 才在该小区中监视 PEI；当SI中没有配置LastUsedCellOnly时，就按照默认DRX规定在该小区监听PEI。

如果UE有收到PEI和sungrouping的配置，则网络侧可以将监听同一个PO的UE分成一个或多个subgroups。通过分组，如果UE收到PEI显示，与其所属的subgroup的相应bit =1，则UE就要监听相关联的PO。

subgrouping的确定

如开头所述，subgourp有两种，分别是CN controlledsubgrouping和UE ID based subgrouping，下面就看下其定义和具体规定，但是内容比较晦涩。

CN controlledsubgrouping:对于 CN controlled subgrouping，AMF 负责为 UE 分配sungroup ID。可配置的 CN Controlled subgrouping 的数量可以配置，例如 OAM 最多为 8。 CN controlled subgrouping的支持情况在一个RNA中是相同的。

UE ID based subgrouping:对于UE ID based subgrouping，gNB和UE可以决定UE ID based subgroup及在一个小区中所支持的UE ID based subgroup总数。UE ID based subgroup总数由gNB决定，不同的小区UE ID based subgroup总数可以不同。

RAN和UE可能会使用Paging Early Indication with Paging Subgrouping(PEIPS)的feature用于降低UE在NR idle和Inactive的power consumption。

paging subgrouping可以基于UE temporary ID或者通过Paging Subgroup ID进行分组。

基于UE temporary ID 的paging subgrouping是在NG-RAN 中实现。对于基于UE temporary ID 的paging subgrouping，UE是否支持paging subgroup的情况会包含在UE paging radio capability中，具体的paging subgrouping ID由NG-RAN根据UE提供无线能力中导出，或者基于 UE 无线能力 ID导出(支持RACS时) 。

AMF在确定其寻呼策略时，应考虑 gNB是否正在使用基于UE temporary ID的paging subgrouping，另外发送到gNB 的寻呼消息可能会增加其他支持基于 UE temporary ID 的paging subgrouping UE 的功耗。

如果paging subgroups由 AMF 分配，则连接到一个 gNB 的所有AMF（包括使用5G MOCN 网络共享的不同 PLMN 中的 AMF）在将 UE 分配到paging subgroup时应使用一致的策略。 AMF 最多可以配置 8 个不同的paging subgroup ID。由于UE在TAI 列表中的所有小区都使用 AMF 分配的paging subgroup，并且不同的overlap TAI list可以分配给不同的 UE，因此为了避免UE功耗增加，可能需要所有具有overlap覆盖区域的AMF在将UE分配给paging subgroup时使用一致的策略。

为了支持Paging Early Indication with Paging Subgrouping（PEIPS），AMF 和 NG-RAN会使用Paging Subgrouping Support Indication和PEIPS Assistance Information来帮助确定 PEIPS 是否适用于 UE 以及寻呼 UE 时使用paging subgroup。

具体的在Registration Request消息中，使用Paging Subgrouping Support Indication指示UE是否支持带有AMF PEIPS Assistance Information的PEIPS。如果 UE 包括Paging Subgrouping Support Indication，则 UE 还可以包括paging probability information以协助AMF。如果AMF支持PEIPS辅助并且UE提供了Paging Subgrouping Support Indication，则AMF会将对应的Indication存储在 AMF 中的 UE context中。AMF可以使用本地配置、UE 的paging probability information（如果提供）、RAN 提供的信息（例如关于推荐小区和 RAN 节点寻呼的任何信息）和/或用于 UE 的先前统计信息等等来确定 AMF PEIPS Assistance Information。 AMF PEIPS Assistance Information包括paging subgroup ID。

另外，为了最小化 MT 语音呼叫建立延迟，AMF 可以分配paging subgroup ID，同时考虑 UE 是否可能接收 IMS over PS session。为了避免更多移动 UE 的 MT Traffic导致更多静止 UE 被唤醒，AMF 可以分配paging subgroup ID，同时考虑 UE 的移动模式。

AMF确定UE的 AMF PEIPS Assistance Information后，就要将其存在AMF中的UE context并且在包含在Registration Accept中将其发送给UE。

AMF确定UE的 AMF PEIPS Assistance Information后，如果NG RAN在paging UE，那AMF也要将AMF PEIPS Assistance Information提供给NG RAN。除此之外，为了支持RRC Inactive mode 下UE的 PEIPS，AMF要将AMF PEIPS Assistance Information提供给NG RAN以便作为RRC Inactive Assistance Information的一部分。

NG-RAN在每个小区的基础上选择是否使用 PEIPS 以及使用哪种寻呼paging subgrouping机制。当使用 AMF 分配的subgroup时，UE和NG-RAN 都使用 AMF PEIPS Assistance Information来确定要采用的paging subgroup。AMF 可以使用 UE 配置更新过程和 N2 UE 上下文修改过程来更新UE 和 NG-RAN 中的 AMF PEIPS Assistance Information 。

当 UE要进行emergency PDU seesion时： UE 不应在注册请求消息中包含Paging Subgrouping Support Indication。

晦涩的内容至此结束，下面看下相关的流程及相关信令，先看CN controlled subgrouping过程。

CN controlled subgrouping

CN controlled subgrouping 过程如上图：

1 UE 通过REGISTRATION REQUEST中的NR-PSSI，告知AMF是否支持CN controlled subgrouping；

2 如果UE支持CN controlled subgrouping，AMF就要确定分配给UE的subgroup ID；

3 AMF 通过在REGISTRATION ACCEPT中的Negotiated PEIPS assistance information IE告知UE 说属的subgroup ID；

4 之后AMF需要将UE在IDLE 和INACTIVE mode 的subgroup ID告知gNB；

5 当gNB收到来自CN 的UE对应的pagging message或者gNB产生了UE 的paging message，那gNB要确定UE 要监听的PO 及相关的PEI occasion

6 在 PO 寻呼 UE 之前，gNB 传输关联的PEI 以便通知UE所在的subgroup要在关联的PO中收paging。

上述过程涉及的NAS 信令的相关内容在24.501和23.501中，如下：

REGISTRATION REQUEST中的registration type IE不是"emergency registration"时，如果UE支持PEIPS assistance information,则要将5GMM capability IE中的NR-PSSI bit设置为"NR paging subgrouping supported" ，即NR-PSSI=1；如果UE 的NR-PSSI=1，则可能会在Request PEIPS assistance information IE中包含UE paging probability information。

如果UE的REGISTRATION REQUEST中的NR-PSSI设置为1，且AMF支持也接受使用PEIPS assistance information，UE进行的不是emergency services 的initial registration且没有active的emergency PDU session，AMF就要确定UE 的Paging subgroup ID，然后将其存储在UE 的5GMM context中，还要在REGISTRATION ACCEPT中的Negotiated PEIPS assistance information IE中带上UE对应的Paging subgroup ID(value 0~7)。

Negotiated PEIPS assistance information IE结构如下。

UE支持PEIPS assistance information且UE进行的不是emergency services 的initial registration且没有active的emergency PDU session，UE就要在Registration request 中的5GMM capability IE中将NR-PSSI置为1 代"NR paging subgrouping supported" ；与此同时，UE可能会将自己的UE paging probability information信息包含在Registration request中的Request PEIPS assistance information，其结构如下。

UE将REGISTRATION REQUEST 中NR-PSSI置为1后，AMF支持这个feature也接受UE的PEIPS assistance information，AMF就要确定UE的Paging subgroup ID，将其存在UE的5GMM context中，并将其包含在REGISTRATION ACCEPT中的Negotiated PEIPS assistance information IE中，发送给UE；除此之外，AMF还可以在CONFIGURATION UPDATE COMMAND中更新PEIPS assistance information IE；在AMF决定UE 的Paging subgroup ID时，可能也会考虑UE REGISTRATION REQUEST中送上来的UE paging probability information。

接下来再看UE ID based subgrouping过程。

UE ID based subgrouping

1 gNB确定一个cell中UE ID based subgrouping 的subgroup总数；

2 gNB在系统消息中广播UE ID based subgrouping 总数；

3 UE 在驻留cell时，通过系统消息确定自己的subgroup;

4 当gNB收到来自CN 的PEI cabpable UE对应pagging message或者gNB产生了UE 的paging message，那gNB要确定UE 要监听的PO 及相关的PEI occasion；

5 在PO寻呼UE之前，gNB传输关联的PEI ，通过PEI通知UE 要在关联的PO中收paging。

具体的通过RRC层的配置结构，应该是在SIB1中配置subgroup信息，相关IE的含义如下：

subgroupNumPerPO:UE 从物理层信令中读取subgroups indication对应的每个寻呼时机 (PO) 的subgourps总数。该IE表示网络支持的CN-assigned和UEID-based的subgroups的总和。配置 PEI-Config 时，总是至少配置一个subgroup（基于 UEID 或 CN-assigned的subgroup）。

subgroupNumForUEID:对于UEID-based的subgroup分组方法，UE 从物理层信令中读取subgroups indication对应的每个寻呼时机 (PO) 的subgourps数量。如果该IE存在，要将其值设置为小于或等于 subgroupsNumPerPO 的整数。当网络不支持 CN-assigned subgrouping时，subgroupsNumPerPO 是等于subgroupsNumForUEID。当网络仅支持 CN-assgined subgrouping时，就不会出现该IE。当网络不支持subgrouping时，该IE和 subgroupsNumPerPO 都设置为 1。

如之前所述，UE的subgroup可以由CN assign也可以基于UE-ID计算得到，具体subgroup的使用原则如下：

1 没有配置subgroupNumForUEID，当前驻留小区支持CN assigned subgrouping，UE也有收到CN assigned subgroup ID，那UE就使用CN assigned subgroup ID；

2 如果subgroupNumForUEID和subgroupNumPerPO都有配置，且两个参数的值相同，如果UE没有收到CN assigned subgroup ID或者收到了CN assigned subgroup ID，但是在当前驻留的小区只支持UE ID based subgrouping，那UE就要按照公式确定subgroup ID，紧接下一张截图中的内容；

3 如果subgroupNumForUEID和subgroupNumPerPO都有配置，且subgroupNumForUEID <subgroupNumPerPO，当前驻留小区支持CN assigned subgrouping，UE也有收到CN assigned subgroup ID，那UE就使用CN assigned subgroup ID；否则按照公式生层UE_ID based subgroup ID。

这段对应UE_ID based subgourp ID的使用场景：

如果UE没有收到CN assigned subgroup ID或者收到了CN assigned subgroup ID，但是在当前驻留的小区只支持UE ID based subgrouping，那UE就要按照下面的公式确定subgroup ID:

SubgroupID=(floor(UE_ID/(N*Ns)) mod subgroupsNumforUEID)+(subgroupNumPerPO - subgroupsNumForUEID)

T：是UE 的DRX 周期，T 要取UE specific DRX和 SIB1 中的DRX的最小值，如果没有配置UE specific DRX 这应用默认的default value，指的就是SIB1 中配置的defaultPagingCycle。

N ：代表DRX 周期中的所有PF 数，由RRC 中的参数nAndPagingFrameOffset 提供。

Ns ：1个PF中的PO 数。

UE_ID ：5G-S-TMSI mode X，配置eDRX时，X=32768，其他情况对应X=8192。

subgroupsNumForUEID: 是SI中带的IE，对应UE_ID based subgrouping 在一个PO中的subgroup数目。

UE只需要监听自己所属SubgroupID 对应的PEI即可，PEI里面会带UE所属subgroup 是否要在关联的PO中收paging。

至此，UE确定subgroup ID后，就要根据PEI配置，在PEI occasion上监听PEI，以确定是否要在自己的PO上监听paging，那PEI-O怎么确定？

PEI occasion(PEI-O)

对于PEI occasion，每个DRX cycle只对应一个PEI occasion，一个PEI occasion(PEI-O)对应的是一系列的PDCCH 监听时机，一个PEI occasion可能对应多个时隙。在multi-beam 场景中，相同的PEI会在所有的beams中重复传输，所以UE选择哪个beam驻留，都不影响PEI的接收。

PEI-O 的时域起始位置，由一个参考点和一个偏移确定：

1 参考点是参考帧的开始位置，由与 PEI-O 关联的 PF 的第一个 PF 开始的帧级偏移确定，这个偏移值由SIB1中的pei-FrameOffset提供。

2 偏移量是从参考点到这个 PEI-O 的第一个 PDCCH MO 开始的符号级偏移量，该offset由 SIB1 中的 firstPDCCH-MonitoringOccasionOfPEI-O 提供。

假如1个PEI-O和2个PF的PO所关联，这2个PFs是由参数PF_offset、T、Ns、N计算出的连续PF；与PEI-O关联PF的第一个PF的SFN对应floor (i_PO/Ns)*T/N。PF和i_PO的计算公式如上。其中RRC层参数po-NumPerPEI代表的就是一个PEI 监听occasion对应的PO数量，它是paging周期中总 PO 数的一个因数，即 N x Ns，N 代表DRX 周期中的所有PF 数，由RRC 中的参数nAndPagingFrameOffset 提供，Ns对应 1个PF中的PO 数。一个PEI监听occasion关联的PF个数最大为2个。当po-NumPerPEI大于Ns时，一个PEI映射到的PO个数应为Ns的倍数。

上述pei-FrameOffset和firstPDCCH-MonitoringOccasionOfPEI-O RRC层的解释如下：

N_PEI_PO，对应RRC层参数po-NumPerPEI，代表每个PEI 对应的PO数量。如果N_PEI_PO<Ns(1个PF中的PO 数)，从参考帧开始到与PO index i_PO相关联的DCI format 2_7的第一个PDCCH监视时机开始的之间的符号数是firstPDCCH-MonitoringOccasionOfPEI-O 提供的 N_S/(N_PEI_PO ) 个值的第(⌊i_S /(N_PEI_PO)⌋+1)个值。

PEI-O的时域位置图示如下，摘自R1-2200606：

PEI的PDCCH monitoring occassion 由4个参数确定，其中pei-FrameOffset和firstPDCCH-MonitoringOccasionOfPEI-O可以确定PEI-O的时域起始位置；对于pei-SearchSpace，如果pei-SearchSpace对应的SearchSpaceId=0，UE就按照RMSI 对应的配置监听PEI，；如果pei-SearchSpace对应的SearchSpaceId不为0，UE就根据pei-FrameOffset和firstPDCCH-MonitoringOccasionOfPEI-O确定PEI-O的时域位置，然后根据配置的SearchSpaceId 确定具体的监听周期；pei-Searchspace和nrofPDCCH-MonitoringOccasionPerSSB-InPO的RRC层配置结构如下。

nrofPDCCH-MonitoringOccasionPerSSB-InPO对应的是一个PO中一个SSB对应的PDCCH MOs，在sharedspectrum场景才可能会配置，其他场景，默认是缺省的。

一个PEI occasion是S*X个连续PDCCH MOs的集合，其中S 是SIB1 中ssb-PositionsInBurst中指示的实际参数的SSB的数量，X由nrofPDCCH-MonitoringOccasionPerSSB-InPO确定，没有配置该参数时，X=1。 PEI的第(x*S+K )个PDCCH MOs对应的是第K个SSB，其中x=0,1,...X-1；K=1,2,...,S。假如S=4 ，环境中有4个SSB，X=1，那PEI的第1个PDCCH MOs对应的是第1 个SSB； PEI的第2个PDCCH MOs对应的是第2个SSB；PEI的第3个PDCCH MOs对应的是第3个SSB；PEI的第4个PDCCH MOs对应的是第4个SSB，也就是SSB和PEI-O MO有映射关系，需要根据SSB确定 PEI-O MO。PEI的PDCCH MOs不能和UL symbol overlap；在PEI-O内PEI的 PDCCH MO从0 开始编号；当UE在PEI-O中检测到PEI时，那UE要忽略同一个PEI-O中的其他MOs。

如果UE收到了PEI并且这个PEI指示UE所属的subgroup要监听相关的PO，就监听对应PO，如果UE在PEI-O中没有收到PEI或者收到了PEI但是没有指示UE要监听所属subgroup对应的PO，那UE就不需要监听对应的PO。

那UE 在PEI-O中监听的是哪个DCI， PEI是指DCI的？其实这时候相关的DCI就是DCI format 2_7，接下来就看下DCI 2_7的规定。

DCI format 2_7

UE通过以下RRC参数确定DCI format 2_7的监听时机：

1 pei-FrameOffset对应的是参考frame与DCI 2_7 多个 PDCCH MOs 相关联的第一个frame开始的frame级别的偏移。

与DCI格式2_7的多个PDCCH监视时机相关联的寻呼帧的从帧的开始到第一个寻呼帧的开始

2 firstPDCCH-MonitoringOccasionOfPEI-O对应的是符号级别的偏移，对应的是参考frame和DCI format 2_7第一个PDCCH MO的符号偏移；

3 pei-FrameOffset和firstPDCCH-MonitoringOccasionOfPEI-O可以确定PEI-O的时域起始位置，之后UE根据网络侧配置一个search space set对应pei-SearchSpace，用于确定接收DCI 2_7对应的具体需要监听的PDCCH资源；

4 payloadSizeDCI-2-7，对应的是DCI 2_7的size，该size不大于paging DCI 的有效载荷大小，根据场景，最大size为 41 bits(licensed spectrum)和 43 bits(unlicensed spectrum)。

5 N_PO_SG，对应RRC层参数subgourpsNumPerPO，代表每个PO对应的subgroups数量

6 N_PEI_PO，对应RRC层参数po-NumPerPEI，代表每个PEI 对应的PO数量。