why？为什么要按领域小结？

按领域的小结反映对一个领域（比较概略的）在专利方面的整体了解程度。举个例子：做检索的时候，如果知道这个领域哪个国家、哪几家公司在该技术领域或者某些特征方面比较强的话，有时候会比较有帮助。（3GPP标准各个代（比如3G、4G、5G、6G）在有些方面可能规定有些不同，本文主要基于4G中的概念。）

##caution！本小结用于个人用途且非常概略，既不全面也不严谨，本意并非向他人传授知识。对希望大致了解3GPP通信领域基础知识的非专业人士可能有点小小帮助；非常不适合专业人士（工作中需要用到通信知识的人士），此处劝退专业人士以及希望对3GPP有更全面、更深入了解的人士。如果希望对3GPP了解更多，使用专业书籍并同时参考3GPP官网上的TS标准、TR文档以及各种通信会议投稿进行系统学习可能学习效果更好。

一、 通信领域主要有哪些通信标准？

1. 3GPP（3rd Generation Partnership Project），第三代协作伙伴计划，是目前通用的无线通信标准，广为人知，毕竟目前手机不论4G、5G都是3GPP标准下的。

2. ITU-T、IETF、IEEE802（例如IEEE802.11等）

ITU-T全称是“International Telecommunication Union Telecommunication Standardization Sector”，国际电信联盟管理下的专门制定电信标准的分支机构。涉及例如（有线通信）以太网层网络架构、网关协议、光通信、音视频编解码等等。

IETF全称是“The Internet Engineering Task Force”，国际互联网工程任务组。互联网领域最基本的TCP/IP协议就是这个任务组制定的。

IEEE802.11又被称为“Wi-Fi”（没错，就是基本上家家户户都不可或缺的上网工具，在3GPP通信网络中有时也被称为Wi-Fi接入点）。

3. OIF（Optical Internetworking Forum），光互连协议“光网络论坛”。考虑到光通信的优势（速度快、容量大、SNR高），预计将来光通信会受到更大关注。

4. 其他，MPEG/JPEG、H.264、AVS系列属于音视频编解码方面的协议/标准。受益于无线通信速度、容量能力的显著提升，实现了短视频的普遍、快速分享、直播等，丰富了互联网内容，提升了互联网的吸引力。

二、 3GPP通信基本概念（不全；主要是参照4G标准，也参照5G标准）

1. 基本场景，参见例如图1。

图1 移动数据网示意图（US8897160B2）

无线接入网（Radio Access Network）包括UE 110和BS 120，UE 110与BS 120连接。BS 120进一步连接到核心网（Core Network）侧。UE 110与BS 120的通信中，从UE 110到BS 120的数据传输被称为UL（uplink）传输，从BS 120到UE 110的数据传输被称为DL（downlink）传输。UE与BS之间又被称为“空口”（air interface）。

核心网侧包括IP SEC GW 140与MME 150、HSS 155、SGW 160、PGW 170、OSN 175。各模块的具体功能可以参见这篇专利文献。OSN 175进一步连接到外网（External Network，在有的地方也称为数据网（Data Network））侧。

外网包括例如Internet 180，其上有大量的数据，这些数据通过IP协议交换给核心网，并可以经核心网提供给BS 120、进而提供给UE 110。（这也是手机上网时Internet数据提供给UE的大致流程）

2. PLMN注册（registration）

比如到移动营业厅办理选号、凭身份证开通服务，然后这个号就跟你实名绑定了、你就可以用这个号码了、用的时候手机左上角会显示“中国移动”，这个过程就是PLMN注册、左上角显示的“中国移动”就是在指示所注册的PLMN。

公共陆地移动网络（Public Land Mobile Network，简称PLMN）是包括基站、核心网等设备、能让手机打电话、上网的网络。PLMN可以标识这个网络到底属于哪个国家、哪个运营商。PLMN ID由移动国家码和移动网络码组成。例如，中国的移动国家码是460，中国移动的移动网络码有00、02、04、07、08。例如46008就表示中国移动的网络，在手机左上角显示时会转变成更易懂的“中国移动”字样。

中国移动号码的手机主人带着手机到日本旅游时，会自动接入NTT DOCOMO的服务网络，猜测是否中国移动与NTT DOCOMO签订了相关便民服务协议。日本NTT DOCOMO的手机主人带着手机到中国旅游时，会自动接入中国联通的服务网络，猜测是否NTT DOCOMO与中国联通签订了相关便民服务协议（此处仅为举例，基于几年前的实地体验；可能现在有变化）。

3. 无线协议架构

图2 下行无线协议架构

图2中下行无线协议架构大致可以理解为，在下行方向上，例如当基站有数据（图中“用户数据”）要传给UE的时候，经由无线承载DRB1、DRB2在PDCP层中进行加密和ROHC后再经过分段和重连，在RLC中经逻辑信道传输，进入MAC层经传输信道DLSCH传输，最后到达物理层经由物理信道PDSCH传输。

图3 上行无线协议架构

图3中上行无线协议架构大致可以理解为，在上行方向上，例如当UE有数据（图中“用户数据”）要传给基站的时候，经由无线承载DRB1、DRB2在PDCP层中进行加密和ROHC后再经过分段和重连，在RLC中经逻辑信道传输，进入MAC层经传输信道ULSCH传输，最后到达物理层经由物理信道PUSCH传输。

用户面协议栈如图4所示。

图4 用户面协议栈

PDCP层主要对来自控制面的RRC消息和来自数据面的IP包进行处理，其功能参见36.323。

RLC层主要负责分段/串联和重组RLC SDU、RLC数据PDU重排序、重复包检测（duplicate detection）等，具体参见 36.322。

MAC层主要负责匹配逻辑信道和传输信道、复用/解复用、HARQ纠错、调度处理、随机接入过程处理等，具体参见36.321。

控制面协议栈如图5所示。

图5 控制面协议栈（36.300）

RRC层主要负责RRC连接控制、广播系统消息、测量配置和上报等，具体参见 36.331。控制面协议栈中其他各层的介绍参见用户面协议栈。

4. 信道

（1）物理信道

i PDCCH 物理下行链路控制信道

ii PDSCH 物理下行链路共享信道

iii PUCCH 物理上行链路控制信道

iv PUSCH 物理上行链路共享信道

v PSCCH 物理侧链路控制信道

vi PSSCH 物理侧链路共享信道

（2）逻辑信道

逻辑信道是一个与物理信道相对的概念，其并非物理实体，只存在于逻辑层面。与物理信道的映射关系参见图2、3上行、下行无线协议架构。

（3）信道质量

信道质量metric包括CSI、RSRP、RSRQ、RSSI、SNR等。

CSI（channel state information）是UE上报给eNB的信道状态信息，用于告诉eB下行信道质量等，以帮助eNB进行下行调度。CSI由CQI（Channel Quality Indicator）、PMI（Precoding Matrix Indicator）、PTI（Precoding Type Indicator）和RI（Rand Indication）组成，其所占的时频资源由eNB控制。其中，RI是UE建议eNB在下行传输中使用的传输阶数（rank），即建议下行传输使用的层数（layer）。只有在空分复用下，UE才需要发送RI以指示可用的传输层（transmission layer）数目；而其它情况下，RI总是等于1（参见第三部分“资源”中的“空域”部分的介绍）。PMI 是UE建议eNB在下行传输中使用的预编码矩阵（precoder matrix）。该预编码矩阵是在假设使用“上报的RI指示的层数”的基础上选择的。UE使用CQI来告诉eNB的调度器，UE所看到的下行信道质量信息。如果使用了MIMO传输，CQI会包含所需的MIMO相关的反馈。CQI是在使用建议的RI和PMI，且PDSCH传输的BLER最高为10%的情况下，使用的最高MCS（Modulation and Coding Scheme）。CSI的上报可以是周期性的或者非周期性的（触发式，即当所配置的预定event发生时触发CSI上报）。

RSRP（Reference Signal Receiving Power，参考信号接收功率）是代表无线信号强度的关键参数以及物理层测量需求之一。

RSRQ（Reference Signal Receiving Quality，参考信号接收质量）表示参考信号接收质量，可以用来根据信号质量不同LTE候选小区进行排序，例如用在切换和小区重选场景中。

RSSI（Received Signal Strength Indication，接受信号强度指示）是无线发送层的可选部分，用来判定链接质量，以及是否增大广播发送强度。

SNR（signal-noise ratio，信噪比）。

5. 小区搜索

UE要接入网络，必须经过小区搜索、获取小区系统信息、随机接入等过程。例如，手机关机后再开机的话，一开始可能没连上网、手机上方状态栏里网络图标可能显示正在尝试连接，尤其是在基站少、网络覆盖条件差的地方，这个过程持续的时间可能会比较长。（小区搜索是不是有点像睡醒后的孩子睁眼发现爸妈都没在身边，于是哭闹着（发信号）找爸妈。。。）

小区搜索的主要目的是与小区取得频率和符号同步（下行同步）、获取系统帧timing，即下行帧的起始位置，以及确定小区的PCI（Physical-layer Cell Identity）。

小区搜索过程之后，UE已经与小区取得下行同步，得到小区的PCI以及检测到系统帧的timing（即，10ms timing）。接着，UE需要获取到小区的系统信息（System Information），这样才能知道该小区是如何配置的，以便接入该小区并在该小区内正确地工作。系统信息是小区级别的信息，即对接入该小区的所有UE生效。系统信息可分为为MasterInformationBlock（MIB）和多个SystemInformationBlock（SIB）。具体定义参见36.331。

6. 随机接入过程（Random Access Procedure）

随机接入过程有时也被称为RA过程、RACH过程，是UE-BS通信中非常重要的一个过程。主要目的是获得上行同步、为UE分配唯一标识C-RNTI。

随机接入过程通常由以下事件之一触发（参见36.300）：

（i）初始接入时建立无线连接：UE从RRC_IDLE态到RRC_CONNECTED态。

（ii）RRC连接重建过程（RRC Connection Re-establishment）：以便UE在RLF（Radio Link Failure）后重建无线连接。

（iii）切换（handover）：UE与新小区建立上行同步。

随机接入过程还用于：若PUCCH上没有配置专用的SR资源，则随机接入过程可以作为SR使用。

随机接入过程2种方式：

A 基于竞争：2步RACH。在基于竞争的随机接入过程中，随机接入前导码（random access preamble）是某个UE专用的，所以不会存在冲突。不过如今一个小区中手机很多，一般不能满足每个UE专用一个preamble这个要求，因此这种接入方式日常不太会用到。

B 基于非竞争：4步RACH。参见下图6。以下主要介绍4步RACH。

随机接入过程步骤1是UE向BS发送随机接入前导码。在基于非竞争的随机接入中，preamble index由BS指定。在基于竞争的随机接入中，由UE随机选择preamble index。为了发送preamble，UE还需要选择用于发送preamble的PRACH资源，确定preamble对应的RA-RNTI（preamble的时频位置决定了RA-RNTI值，UE发送preamble后会在RAR时间窗内根据该RA-RNTI值监听对应的PDCCH）。

图6 4步RACH

UE在步骤1中发送preamble后，将在随后的RAR时间窗（RA response window）内监听PDCCH，以接收对应于RA-RNTI的RAR。如果在此RAR时间窗内没有接收到BS回复的RAR，则认为此次随机接入过程失败。

RAR的MAC PDU结构长图7这样子：

图7 由MAC头和MAC RAR(s)构成的RAR MAC PDU

从图7可以看出，RAR MAC PDU由1个MAC头（MAC header）和1个或多个MAC RAR以及可能的padding构成。每个随机接入请求（对应一个preamble index）的响应对应一个RAR。如果多个UE在同一PRACH资源（时频资源相同，使用同一RA-RNTI）发送preamble，则对应RAR复用在同一RAR MAC PDU中。

步骤3中，BS向UE发的Msg3中包含每个UE唯一的标识（例如S-TMSI），该标识用于步骤4的冲突解决（contention resolution）。如果是初次接入，Msg3是在CCCH上传输的RRC Connection Request且至少携带NAS UE标识信息。如果是RRC连接重建，则Msg3为CCCH上传输的RRC Connection Re-establishment且不携带NAS消息。如果是切换，Msg3为DCCH上传输的RRC Handover Confirm且必须包含UE的C-RNTI。

步骤4中UE向BS发送冲突解决（contention resolution）消息（称为Msg4），该消息中携带在Msg3中指示的UE唯一标识，以指定在竞争解决中胜出的UE；而其他没有在竞争解决中胜出（即，在竞争中失败）的UE将重新发起随机接入。

7. DCI（downlink control information）

下行链路控制信息（即，DCI）用于携带一个或多个具有一个RNTI的小区的下行链路控制信息，还为UE提供物理层资源分配、功率控制命令、上行链路和下行链路的HARQ等信息。在4G（LTE）中使用16比特的CRC（在5G中使用24比特的CRC）通过PDCCH传输。

DCI包括上行许可DCI和下行分配DCI。其中，上行许可DCI主要用于指示上行PUSCH传输，包括DCI format 0 和 DCI format 4。其中DCI format 4用于PUSCH的调度。下行分配DCI主要用于发送下行调度分配信息，包括 DCI format 1/1A/1B/1C/1D/2/2A/2B/2C。其中DCI format 1A不仅可用于单个PDSCH码字的调度，还可被用作PDCCH order来触发随机接入过程。DCI format 1C用于非常紧凑的单PDSCH码字调度或者用于通知MCCH变化。

8. UCI（Uplink Control Information）

UE需要发送必要的上行L1/L2控制信息以支持上下行数据传输。上行L1/L2控制信息即UCI（上行链路控制信息），包括

SR（ Scheduling Request， 用于向eNodeB请求上行UL-SCH资源）、

HARQ ACK/NACK（对在PDSCH上发送的下行数据进行HARQ确认）、CSI（参见前述）。

因为UE只需要告诉eNB不知道的信息，因此UCI携带的信息比DCI少。

9. DC（Dual Connectivity）

DC中文中一般译为“双连接”或者“双重连接”，如图8所示，是指UE同时连接到2个（以上）eNB，由这2个（以上）eNB提供服务。如图8所示，UE 115-a同时连接到主节点(MN：Master Node) 105-a和辅节点(SN：Secondary Node)，同时由MN 105-a和SN 105-b提供通信服务。MN和SN可以是基站，因此有时也分别被称为MeNB（Master eNB）和SeNB（Secondary eNB）。这里，“Master”、“Secondary”是指，UE同时连接到MN和SN，由MN主控、SN辅助。

图8 DC示例

DC的一种应用情况是当UE移动到几个小区边缘的公共覆盖区域中时。讲个朋友的亲身经历。在前几年lockdown中可以放风的间隙，她去北京与河北交界处爬山透气，当时如果外地进京的话是要先居家隔离7天的，所以她特别留意千万不让手机信号飘到河北去，然后总是不停查看手机连的到底是北京还是河北。然后，她发现，就算她坐着不动、留在同一个地方，信号也有时是北京的有时是河北的。当时的情形下，如果她发现信号变成了河北的，马上就会弹跳起来再往北京这边走几步确保信号变成了北京的。。。YQ期间的旅游往事真挺drama的。

10. CA（Carrier Aggregation，载波聚合）

载波聚合是指UE同时接入多个小区（每个小区对应于基站的一个载波；一个基站可能提供多个载波、即对应于多个小区）接受服务，这多个小区分别对应的载波被称为分量载波（CC：component carrier）。这多个小区分别被称为主小区（PCell：Primary Cell）、辅小区（SCell：Secondary Cell）。PCell只有一个，SCell可以有多个，SCell中主要的那个（即，SCell中优先使用的那个）称为主辅小区（PSCell：Primary SCell）。图9示出了UE 102基于PCell 104关于应用CA传输机制的决定激活SCell 106的流程。SCell可能与PCell由同一个基站提供服务，也可能是由不同基站提供服务。

图9 UE基于PCell关于应用CA传输机制的决定激活SCell

11. DRX（discontinuous reception，非连续接收）

DRX的提出是基于如下事实：基于包的数据流通常是突发性的，即，在一段时间内有数据传输，但接下来长时间无数据传输。在无数据传输时，通过停止接收PDCCH可以实现节能目的。

图10 DRX cycle

如图10所示，DRX的基本机制是为处于RRC_CONNECTED态的UE配置一个DRX cycle。DRX cycle由“On Duration”和“Opportunity for DRX”组成。在“On Duration”内，UE监听并接收PDCCH（激活期）；在“Opportunity for DRX”时间内，UE不接收PDCCH以减少功耗（休眠期）。（有的图上也将“Opportunity for DRX”标为“Off Duration”）

11. HO（handover，切换）

切换（handover）是指UE从当前连接的基站（称为“源基站”）切换到与另一基站（称为“目标基站”）连接、同时释放与源基站的连接的过程。例如，在外出旅行离开一个城市A进入另一个城市B时，可能会收到城市B的电信服务公司（例如中国移动）发送的欢迎短信“您好，欢迎您来到……”

图11 切换示例

12. relay（中继）

通信中的“中继”是指，例如，在下图12中，中继UE距离基站比较近，信号比较好；而远端UE距离基站比较远，信号比较差。“中继”通信机制是指例如，由中继UE充当远端UE与基站之间通信的中继（relay）。即，远端UE与基站之间的上行、下行传输都经由中继UE。

图12 中继示例（CN106488551A）

13. sidelink（SL，侧链路）

侧链路（SL）通信是指UE之间通过PC-5接口直连通信。两个UE之间的SL一经配置，则这两个UE无需经由基站即能彼此通信。如下图13中，UE 102和UE 103之间配置了测量路（SL）120后，这两个UE 102、103可以通过SL直接通信，而无需像常规通信那样双方都通过UL、DL与基站101通信来实现与对方通信的目的。换言之，如果没有SL 120，则UE 102、103为了彼此通信，需要分别与基站101通信来实现；而如果有了SL 120，则不再需要基站101介入即能通过SL 120通信。（这里请注意理解SL通信与中继（relay）通信之间的不同）

图13 侧链路示例

14. SDT（Small Data Transmission：小数据传输）

图14 SDT示例（CN116918439A）

15. HARQ（Hybrid Automatic Repeat reQuest，混合式自动重传请求）

HARQ是一种结合FEC（Forward Error Correction：前向纠错）和ARQ（Automatic Repeat reQuest：自动重传请求）的方法的技术。其中FEC通过添加冗余信息，使得接收端能够纠正一部分错误，从而提高接收端的准确率，减少重传的次数。对于FEC无法纠正的错误，收端会通过ARQ机制请求发送端重发数据。接收端使用检错码（通常是CRC校验），来检测接收到的数据包是否出错。如果无错，则接收端会发送一个肯定确认（ACK：acknowledgement）给发送端，发送端收到ACK后会接着发送下一个数据包。如果出错，则接收端会丢弃该数据包，并发送一个否定确认（NACK：negative acknowledgement）给发送端，发送端收到NACK后会重发（重传）相同的数据。

如下图15所示，UE接收到来自eNodeB的Data（图中第一个绿色方块）在PDCCH/PDSCH上的首次传输（initial transmission）后，如果无上行调度，则UE可以用PUCCH或PUSCH向eNodeB回复NACK；于是，eNodeB会再次发送（retransmission）该Data（图中第二个绿色方块），然后，UE可以基于是否在预定时间内收到Data而针对Data的retransmission回复ACK或NACK。

图15 HARQ示例（深入理解LTE-A）

16. NTN（non-terrestrial network，非地面网络）

NTN是在地表上空运行的无线通信系统，包括低地球轨道(LEO)、中地球轨道 (MEO)和地球静止轨道(GEO)上的卫星以及高空平台(HAPS)和无人机，一般涉及空中充当基站的卫星（或无人机系统（UAS：Unmanned Aerial System）平台）。下图16是透明模式（transparent mode）的NTN示意图，来自3GPP TR 38.821 V16.2.0 (2023-03)。NTN除透明模式外还有再生模式（regenerative mode）。透明模式是指卫星站不对UL数据进行解析、处理，只进行透明传输（到指定通信方），再生模式是指卫星站对UL数据进行解析、处理。

图16 NTN（透明模式）

17. TTI bundling

TTI bundling是在多个连续上行子帧上多次发送同一个TB（Transport Block），而无需等待（针对每个TB的）ACK/NACK的技术。只有UL-SCH数据传输才支持TTI bundling功能。当UE接收并处理该TB对应的所有传输后，会发送一个联合的ACK/NACK。即，在连续子帧中接收同一TB的多次传输，进行软合并处理后使用一个ACK/NACK做统一的回应。例如，这个ACK/NACK可以是对每个TB传输对应的ACK/NACK进行逻辑或运算得到的。

18. 寻呼（paging）

当MME需要呼叫UE以便发送下行数据时，MME会向UE所注册的所有TA（Tracking Area）内的所有eNB发送一条PAGING消息（MME发往eNB），然后eNB会通过空口发送一条Paging消息以寻呼UE。处于RRC_IDLE态的UE收到Paging消息后可能发起RRC连接建立过程以便接收呼叫。

（如果将UE比作小孩、BS比作父母的话：

小区搜索：迷路的孩子找父母或者像父母一样对他/她好的后天父母，

小区接入：上户口，

Paging：父母找孩子（例如，到饭点了呼叫自家孩子回家吃饭）；

relay：父母离孩子太远，不方便自己亲自管教孩子，于是让离自己比较近、离远方孩子也比较近的其他孩子（也就是远方孩子的兄弟姐妹）在中间当中介，比如远方孩子不在父母的直邮区，于是先寄给近处的孩子，再由近处孩子转寄给远方孩子；

D2D：比如长兄如父、长嫂如母的情况，父母太忙顾不上，让信得过靠得住的大点的孩子帮照看着小点的孩子。。。对于完全不懂通信的人来说，这样会不会相对容易理解？当然，这样的理解肯定是不甚准确的；所以如果是工作本身与通信相关的，可能还是看专业书籍、3GPP文档更适合。）

三、 资源

1. 时域

基本时间单位

。在时域上，上下行传输都被组织成10ms（

）的系统帧（system frame，或称为无线帧：radio frame）。有2种系统帧结构：用于FDD的类型1和用于TDD的类型2。

在帧结构类型1下，每个系统帧（如上述，时长10ms）由10个子帧（subframe）组成。每个子帧长达1ms，由2个连续的slot组成。每个slot长达0.5ms（

）。对于FDD，上下行传输是通过频域区分开的。在每一个10ms内，各有10个子帧可用于上行传输和下行传输。

在帧结构类型2下，上下行数据在同一频率内传输，每个系统帧由2个长达5ms的半帧（half-frame）组成。每个半帧由5个长达1ms的子帧组成。TDD中的子帧包括正常子帧和特殊子帧。

2. 频域

频域基本单位为一个子载波（subcarrier）。上行和下行的子载波间距均为15 kHz。15 kHz的子载波间隔对应每个符号（symbol）内可用的符号时间为2048 *Ts ，近似为66.7 us。频域上可用的所有资源称之为系统带宽单位是RB（Resource Block）。RB是基于一个slot（0.5 ms）定义的，每个RB包含12个子载波。

RE是最小物理资源。调度的基本时间单位是一个子帧（1 ms，对应2个slot），称为一个TTI。一个TTI内的调度（调度PDSCH和PUSCH资源）的最小单位实际上由同一子帧上时间上相连的2个RB（每个slot对应一个RB）组成，并被称为RB pair（RB对）。

图17 时频资源网格（CN114208322A）

3. 空域（空间域）

空间维度是以“层（layer）”来度量的，并使用多天线传输和多天线接收技术来实现。每层对应一条有效的数据流，并会映射到逻辑上的“天线端口（ antenna port）”上。每个天线端口对应一个时频资源网格，并有一个对应的参考信号（Reference Signal），以便接收端进行信道估计和相干解调等。

通俗点讲，如果不进行空间维度的复用，即不使用空分复用，则在相同的时频资源上，只能存在单层，同时只能传输一条数据流。而如果进行空间维度的复用，即使用空分复用，则在相同的时频资源上，可同时存在多层，同时传输多条数据流，这样频谱的利用率更高，吞吐量也越高。

四、 信令

1. 常见信令

比如MAC信令，比如RRC信令（又分好多种，比如常见的RRCReestablishment、RRCReestablishmentComplete、RRCReestablishmentRequest、RRCReconfiguration、RRCReconfigurationComplete、RRCRelease、RRCResume、RRCResumeComplete、RRCResumeRequest、RRCResumeRequest1、RRCSetup、RRCSetupComplete、RRCSetupRequest、RRCSystemInfoRequest等）。一个信令里可能包括好多IE，而一个IE里头可能又套着其他IE（有点像俄罗斯套娃）。还有各种消息也都是通过信令实现的。具体参见36.331。

2. 例举RRCSetupRequest信令

图18 RRCSetupRequest消息定义（38.331 V17.6.0）

这个消息定义中，最前2行以及最后2行是注释行，分别指示RRCSetupRequest消息的开始、结束。其中从第1行可以看出，该IE采用ASN.1抽象语法标记来定义。ASN.1抽象语法标记（Abstract Syntax Notation One）遵循 ISO/ITU-T 标准，描述了一种对数据进行表示、编码、传输和解码的数据格式。它提供了一整套正规的格式用于描述对象的结构。

如图18所示，RRCSetupRequest定义为RRCSetupRequest-IEs类型的变量rrcSetupRequest的序列（SEQUENCE）。其中RRCSetupRequest-IEs则被定义为第二个{}所示序列。如上图每个RRCSetupRequest-IE包括一个InitialUE-Identity类型的变量ue-Identity（被包括在RRCSetupRequest消息中用于低层的竞争解决）、一个EstablishmentCause类型的变量establishmentCause（被包括在RRCSetupRequest中用于提供UE请求建立RRC连接的理由（cause））、以及一个1位（bit）长的比特串类型的空白位（spare bit）。第三个{}是InitialUE-Identity类型定义，其被定义为从39位字符串的如下二者中择一：ng-5G-S-TMSI-Part1或randomValue。第四个{}是EstablishmentCause类型定义，其被定义为枚举类型（ENUMERATED），{}中是该枚举类型的各个元素，可以看出该枚举类型中除包括emergency、mt-Access等元素之外，还包括从spare6到spare1共6个空值（保留一部分空值可能是为了将来标准版本更新、例如当出现更多可取值时对现有标准、UE实现改动小；另外，也留出了必要时将这些空值挪作他用（例如前述的SDT传输）的选择空间）。

其后的“RRCSetupRequest-IEs field descriptions”是对RRCSetupRequest-IEs中各字段（field）的描述。对“establishmentCause”的描述中特意提到“gNB is not expected to reject an RRCSetupRequest due to unknown cause value being used by the UE”（若UE使用了未知（即，在EstablishmentCause类型中未定义）的cause，则gNB并不会因此而拒绝该RRCSetupRequest）。注意，这里，RRCSetupRequest-IEs被定义在RRCSetupRequest消息定义内；某个消息有可能会用到在其外部定义的IE。对消息、以及其中IE的解读方式类似。

“InitialUE-Identity field descriptions”是对InitialUE-Identity中各字段的描述。

五、 IE

IE构成了message。IE可以参照数据结构来理解。此处亦可参见上边对RRCSetupRequest消息的解读。

以SIB2 IE定义为例，如图19所示，一行中始于“--”到行尾的部分属于注释，最前2行和最后2行是注释行，类似“--Need S”、“--Need S”也属于注释。SIB2被定义为一个SEQUENCE，这个SEQUENCE中有个元素cellReselectionServingFreqInfo其自身也是一个SEQUENCE，SEQUENCE类型的cellReselectionServingFreqInfo中包括一个ReselectionThreshold类型的变量s-NonIntraSearchP。而ReselectionThreshold类型自身是在SIB2 IE外定义的另一个IE（即，ReselectionThreshold IE，如图20所示）。换言之，IE可以彼此嵌套（这一点也跟数据结构类似），许多定义简单的IE彼此组合、嵌套，可以构成比较复杂的消息。

请注意，为便于简化说明，这里仅示出了SIB IE定义的一部分，如果需要了解SIB2 IE更多，可以查阅标准文档。

图19 SIB2 IE定义（TS 38.331 V17.6.0）

图20 ReselectionThreshold IE定义（TS 38.331 V17.6.0）

六、 参考信号（RS）

1. 上行参考信号

（1）DMRS（DeModulation Reference Signal），主要用于eNodeB对上行物理信道进行信道估计，以便正确地解调PUCCH和PUSCH。其中，对于PUCCH中使用的DMRS，其长度固定为12，此时保证在同一RB pair上传输PUCCH的不同UE间的DMRS彼此正交即可。

（2） SRS（Sounding Reference Signal），主要用于上行信道质量估计以便eNodeB进行上行的频选调度。SRS还可用于估计上行timing，且在假设下行/上行信道互益的情况下利用信道对称性来估计下行信道质量。SRS可以是周期性SRS或者非周期性SRS。

载波聚合中，UE可以同时在不同的服务小区（serving cell）上发送SRS。一个UE可以在每个服务小区上都配置周期性SRS和非周期性SRS。UE在不同的服务小区上可以有不同的SRS 配置参数。SRS配置是可选的。

2. 下行参考信号

（1）小区特定参考信号（Cell-specific Reference Signal）

小区特定参考信号对小区内所有UE都有效，可被UE用于除PMCH和TM 7/8/9下的PDSCH传输之外的其它任何下行物理信道的信道估计，还可被UE用来获取CSI。基于小区特定参考信号的UE测量可用于决定小区选择和切换。

（2）UE特定参考信号（UE-specific Reference Signal）

UE特定的参考信号又称为解调参考信号（DeModulation Reference Signal，简称DMRS），只在分配给某个特定UE的RB上传输，并且只对该UE有效。UE特定参考信号只用于配置了TM 7/8/9的UE的PDSCH信道估计，即应用于基于非码本的预编码的场景。

（3）CSI-RS

CSI-RS只应用于TM 9。在TM 9中，CSI-RS被UE用于获取CSI，而UE特定参考信号被用于信道估计。与小区特定参考信号（也可用于获取CSI）相比，CSI-RS的时频密度更低，因此开销更小。

（4）PRS（positioning reference signal）

定位参考信号，用于定位UE。

还有其他一些参考信号，例如跟踪参考信号(TRS)、相位跟踪参考信号(PTR)、主同步信号(PSS)、辅同步信号(SSS)、同步信号块(SSB)、探测参考信号(SRS)等也很重要，时间关系不写了。

其他：

TM、编解码（含码本）等内容也非常重要。太专业（其实是我基本上不懂）此处不写。感兴趣的同仁可以自行查找相关书籍和标准。

此外，标准一直处在更新换代中。因此需要keep learning。

附：软件基础知识

鉴于UE、BS等通信entity功能都是通过芯片（软件）实现，且3GPP文档中IE可视为自定义数据结构、信令可视为entity间（也可能是一个实体内不同layer之间）交互函数（pull或push函数消息或者notify函数等），正好（在入行前）从事过手机软件开发，顺便一起小结如下。

最基本的基础：OS、数据结构、算法、编程语言、编译原理

OS：Windows、Linux（HP-UNIX，RedHat、MAC）；手机软件的话，一般在LINUX系统下开发Windows是GUI界面，只要会点鼠标就能操作。手机软件开发基本不用Windows OS。

Linux有GUI界面和CUI界面，CUI界面由于不需要像GUI界面那样处理图形，此外双手可以一直在键盘上打操作指令，不需要像用鼠标那样拖着鼠标滑动花时间，因此处理速度更快。很多大型应用的服务器、数据库服务器都采用Linux OS。尤其是使用大数据的服务器或者存储大数据的数据库服务器，更是基本上全都是Linux OS，因为Windows GUI界面几乎没法直接处理或者存储大数据，很容易s机。

数据结构：基本结构，自定义结构，3GPP spec中很多IE都是自定义struct。

算法：编解码，搜索，排序等等实现都是靠算法实现的；包括最近一些年出现的“智慧城市”、“智慧家居”，其实硬件结构、功能与此前比并无太大差异，真正的改进主要是在互联网技术基础上开发、升级了所搭载的芯片（软件），即，优化了处理流程和可能涉及到的算法（还可能增设了传感器）。提到算法不能不提算法复杂度，不过算法复杂度偏数学问题，在专利中并不会侧重于此方面，因此这里不赘言。

编译原理：原始代码、中间代码、可执行代码（exe、dll、lib或publisher）。

编程语言；Java、C、C++、C#、Ruby、Python、Objective-C等。

开发环境/编译工具：Microsoft Visual Studio .NET、Eclipse、Xcode等

数据库；Oracle、MySQL、PostgreSQL、SQLite、DB2

开发模式：top-bottom（也称作V模型），Agile

脚本语言：Java-Script，J-Script，shell（bshell、kshell、cshell等）

通信机制：同步（pull）、异步（push）（ajax用的比较多）

设计模式（design pattern）：在以往C语言时代这个非常重要，后来JAVA时代OOP、UML受到普遍认可和欢迎，“面向对象设计”也简化了对软件功能（模块）的设计，降低了难度。（不过C语言时代那帮负责设计模式的人都相当厉害）

代码规范：记得当时发到手上的代码规范有好几十页，各种规范。里边的命名规则（naming convention）就有好几页。然后，code review时与reviewer面对面，旁边还有个记录员记录指出了哪些问题（然后后续reviewee得对着记录一条一条确认或者修改）。reviewer从代码文档的第1个字符一直review到最后1个字符，包括注释格式（其中包括注释行或代码行前头留白部分不得用tab，因为不同OS下tab可能对应着不同字符数）、变量/函数是否符合命名规则。一开始不熟悉这个代码规范的时候，review时能因为注释被挑出来很多处。后来习惯了才好些。而且后来也发现这么做其实是有好处的，比如就算是需要修改好几年前别的同事处理的代码，由于注释清楚、规范、complete（当时代码规范中要求不论是新建还是修改代码，都要写明缘由，即，出于什么目的新建或修改代码，还要写明下边一行或几行代码是做什么的、又因为什么原因、由谁于何时修改），所以即使不认识那时处理的前同事、也联系不到ta本人，看到注释和代码还是能够很清楚代码文件、代码行都是什么意思。

然而，作为软件工程师，写代码竟然还不是最重要的。软件工程师重中之重（最重要的）始终是：security。当时需要封死电脑的所有USB接口、头顶监控、进大楼刷卡、进屋刷卡＋指纹，所有文档、任务严格按照密级管理、处理；例如，密级在小组内的，同一个office里不能与小组外同事谈及，更不用说电梯里甚至大楼外了；大楼入口保安室早晚一直有人值班盯着进出的人，后来听说是退休的某位部长。。。下班后严禁、一定不许在私人电脑上查找跟工作相关的东西(即使是上班时困扰自己的技术问题，也不得下班后在个人电脑上在网上自行查阅解决方法。。。这就是当初手机开发的security要求。还有，所有测试结果(包括画面截图、log)全部保存，一个版本开发完成后，电脑全部封存，然后换新的。电脑基本上只有显示功能，因为一上班就TTL到服务器进行作业，所以代码也好、文档也好，都直接存在了服务器上。

当时也曾质疑过管理需要这么严格吗？答案可以从我至今记忆深刻的2个小例子中找到，都是真实案例。第一个，A公司牵头开发一个重要项目，项目组中除A公司小组外还有B公司、C公司的小组都参与该项目开发。测试阶段B公司小组写出了一个自动测试工具软件发给A公司小组TL，该TL出于提高整个项目效率的考虑未经B公司小组同意直接将该工具软件发给了C公司小组使用，引发了知识产权争议。另一个，甲公司开发了HP更新版，打算在即将到来的节日上新做推广。该甲公司某高管在节日前离职，离职前用U盘拷走了该HP更新版的全部软件代码，然后跳槽到甲公司的竞争对手乙公司稍微改头换面（移动UI上模块位置、更改背景色等）后抢先在乙公司官网挂出来，导致甲公司相当被动。

前一阵曝光了2个萝卜章骗300亿的巨额诈骗事件，一开始还以为是自媒体噱头呢，后来曝出来竟然是真的！当时就想，但凡苦主公司的管理规范一点，绝不至于都有人派人进自己公司冒充自己公司员工了都还没发觉直到最终被告上庭，苦主公司内部管理也太混乱了些，这么大的管理漏洞出这么大事才发现。试想想，如果是指纹打卡，还会这样么？（记得当初我所在公司是不让后边人跟随进入，如果是本公司许多人进的话，需要有人在旁边看着确认进去的都是本公司员工；员工入职2年内不得单独进入会议室等地方，我也是被部长叫去会议室看着一些新同事才知道有这回事，后来问我们主任他就批评我没有认真看“就业规则”（类似员工手册，但内容多的多，A4 100页上下忘了超过100页还是不到100页了总之厚厚一本拿在手里挺沉的））

##caution again！本小结用于个人用途且非常概略，既不全面也不严谨，本意并非向他人传授知识。对希望大致了解3GPP通信领域基础知识的非专业人士可能有点小小帮助；非常不适合专业人士，此处劝退专业人士以及希望对3GPP有更全面、更深入了解的人士。如果希望对3GPP了解更多，使用专业书籍并同时参考3GPP官网上的TS标准、TR文档以及各种通信会议投稿进行系统学习可能学习效果更好。

非常感谢看到最后的读者！