851-5G RACH 流程和资源配置.docx

5GRACH流程和资源配置对于5GRACH流程，协议有以下规定：多MSGI传输：对于非竞争随机接入，受监控的RAR窗口结束之前仅传输一条MSgl信息，但UE可以配置为同时发送多个msgl消息。多RAR：UE基本行为是UE假设在给定RAR窗口内的UE处接收单个RAR,如果需要，NR随机接入不应排除UE在给定RAR窗口内接收多个RAR。RACH时机：至少在没有gNBTx/Rx波束对应的情况下，gNB可以配置下行信号/信道与RACH资源子集或前导码索引子集之间的关联，以确定Msg2下行TX波束。物理随机接入信道5GRACH资源协议规定如图1所示，PRACH区域应与上行符号/时隙/子帧的边界对齐。RACH格式应考虑单个和多个波束分开情况，如下：单波束gNB：典型的应用场景是较大的小区，因此需要较长的前导码长度。为了减少RACH开销，RACH场合(RO：RACHoccasions)N的数量应该很小，最好像在LTE中那样为N=Io多波束gNB：由于高路径损耗和多波束部署，典型的应用场景是小小区。因此，短前导码长度有助于减少RACH延迟和开销。为了支持gNB波束扫描，RACH(RO)N的数量应该很大。在这两种情况下，在LTE设计之后，OFDM符号的数量可以是1或2。CPKOFDMs图1:物理随机接入信道在NR中，gNB可以有或没有波束对应。为了获得Msg2的DL-Tx波束，gNB可以配置SSB和RACH资源之间的关联。有两种配置，如图2所示：1)在图2(b)中，所有SSB都与相同且固定大小的RACH资源相关联。具体地说，在该示例中，SSburstl和SSburst2中的每个SSB与一个RO相关联。2)在图2(c)中，SSB与不同且可配置的RACH资源大小相关联，每个SSB与所需的RAeH资源大小相关联。具体地说，SSbUrStl中的每个SSB与两个RO相关联，其中UE可以选择其中一个来发送MSgL在本例中，SSburst2中的每个SSB与一个Ro相关联。(a)在下行DLSignal/channel中的SSB和burstFreq./Seq.图2:RACH资源与SSB/burst之间的关联对于具有相同和固定大小的RACH资源的配置，没有额外的信令来传送RAeH资源设置。然而,适应RAeH资源并不灵活。另一方面，通过不同且可配置的关联，根据每个SS波束中的负载自适应RACH资源时，是灵活且高效的。然而，关联配置略微增加了额外的信令。表1给出了两种配置的优缺点。表1:在固定和可配置的RACH资源之间的比较RACH资源优点缺点Fixed固定较低的信号开销更低的资源效率Configurable可配置更高的资源效率略高的信令开销实际上，UE随机分布在一个小区中。SSB波束覆盖下的UE数量是时变的，如图3所示。在时间tl时SSB#1（定时索引）中的Ue小于时间12时的ue,因此在时间t2时可以分配与SSB#1相关联的更多RACH资源。此外，由于SSB#2下的Ue的数量相同，因此与SSB#2相关联的RACH资源在t2中可以保持相同。SS block(a)在t1时刻在小区中加载(b)在t2时刻在小区中加载图3:不同gNB中波束的不同载荷随机接入流程对于多波束部署，gNB以波束扫描方式在SSB上传输NR-PSS/SSS或NR-PBCH,如图2(a)所示。UE通过检测SSB来获取gNB处的优选DLTx波束和UERX波束信息。基于与SSB/burst相关联的RACH资源，UE启动RACH过程。Msgl对于非竞争随机接入，可以使用多个MSgl应允许通过多个RO进行传输，以减少由于TX-RX波束对不匹配造成的延迟。例如，在上行波束管理中，UE需要发送多个前导码，以获得更好的上行TX-RX波束对。下行同步的UE将在与同步的DLSSB相关联的RACH资源处发送随机接入信号。MSgl由于UE不知道波束通信是否保持或遭受深度信道衰落，传输可能失败。为了MSgI重传，UE有两种选择。1)单次传输：UE只发送一条MSgl在RAR窗口之前的UE选择的ULTX-RX波束对上。2)多个传输：UE在RAR窗口之前的多个ULTX-RX波束对上发送多个MSgL其中UE可以发送具有相同TX波束或不同TX波束的多个前导码。两种传输之间的比较如下所示：表2：单传输和多传输之间的比较传输方案优点缺点单传输MSg2的开销很低，碰撞概率低大延迟多传输低延时Msg2高碰撞率和高开销重传过程可能会对UE造成非常大的延迟，因此支持多个MSgl传输是合理的。另一方面，在RAR之前的传输期间，应使用相同的倾斜功率来提高RA检测概率，以及TX波束切换与否取决于UE。多MSgl传输下的Msg2传输用于基于竞争的多MSgI传输的随机接入，gNB可以检测不同Ro中的前置码，如图4所示：1)UEl发送两个前导码PI和P2,gNB检测这两个前导码，其中PI和P2可能是相同或不同的前导码。2)UE2发送两个前导码P3和P4,但gNB仅检测一个前导码P4,其中P3和P4可能是相同或不同的前导码。TRP不知道检测到的前导码来自同一个UE还是不同的UE,这将导致歧义问题。为了解决这种模糊性，gNB可以采用两种方法：方法1：gNB在单个Msg2中为每个检测到的前导发送RAR,如图4(a)所示。方法2：gNB分两个阶段传输RAR,如图4(b)所示。gNB首先只响应R0#l中的Pl,然后gNB接收MSg3。UEI将报告PreambIeP2已传输，但gNB未响应。然后gNB将知道检测到的P2来自同一个UE,并且只决定在下一个Msg2中响应P4。换句话说，gNB首先通过单个Msg2响应检测到的前导码的一个子集。然后在接收到Msg3后响应部分/所有剩余检测到的前置码。表3列出了这两种方法的优缺点。TRPdetccts PreHmMeS TRP responses PrVambiCS Pl. P2. and P4PlP2P3P4表3：单个和多个RAR的利弊RAR传送ProsCons方法1低延时高开销方法2低开销延迟略有增加(a)方法1:TRP响应所有检测到的前导码TRP detects preambles TRP responses Pl. P2, and P4 preamble Pl by RARlTRP knows P2 is from a same UEUEl beamUE2 beamRO#1 RO#2（b）方法2：两阶段响应图1:多个MSgl的传输在多个TRP场景中，UE可以使用不同的UETX波束在多个RACH时刻发送前导码。具有不同UETX波束的UE的前导码可由多个trp接收。网络可以指示接收到的最佳RACH时机，以帮助UE确定Msg3的上行TX波束。Msg3传送Msg3传输将使用低MCS,以确保稳健性。它不需要高数据速率和高MCS。对于具有多个trp的NR小区内的4步RACH流程，由于NR小区包含比LTE小区更多的ue,因此给定在LTE中相同的前导序列池大小，前导码的冲突率更高。减少随机接入冲突的方法包括增加RACH资源和前导序列池大小。在LTE竞争解决方案中，冲突的UE中只有一个UE获得永久CRNTI,而其他冲突的UE重新启动RACH。在NR中，放大的小区大小或高频区域中的定向波束赋形传输可用于解决RAeH冲突，使得在RACH之后NR小区中的多个冲突Ue可获得（不同的）CRNTIo如果NR竞争解决方案不成功，它会退回到类似LTE的竞争解决方案，并且至少一个冲突的UE会重新启动RACH。NR小区中的竞争解决方案有两种选择：方案1：Msg1中的竞争解决方案。Msg1中相同前导的传输可以在MSg1中通过地理上分离的不同接收"Pgroup来区分，或者通过不同的定向天线波束（来自可能的多个trp）,或者通过连接到前导的不同有效载荷来区分。然后，发送多个不同的MSg2,以通过不同的TRP集或不同的波束集将不同的UL-grant/TA/T-CRNTI分配给冲突的UE,或者在UE侧使用附加在MSgI中的不同有效负载进行区分。从这一步开始，Msg3和MSg4分别针对每个不同的冲突UE发送，并且这些UE最终可能具有不同的CRNTI。方案2：Msg3中的竞争解决方案。如果冲突的IJE被分配相同的MSg2并在MSg3中的相同资源上发射，则可以通过地理上分离的不同TRP集或通过不同的定向天线波束来减轻相互干扰,从而可以解码多个Msg3,尽管Msg2中包含的TA可以仅用于一个UE。在这种情况下，可以发送多个MSg4,并且至少一个MSg4为其中一个碰撞UE携带新的CRNTI。其中一个解码冲突UE将其临时CRNTl提升为永久CRNTI,而MSg3中的其他解码冲突UE在MSg4中获得新的CRNTI。在方案2中，Msg4的应支持承载新的CRNTI,以解决NR中的潜在竞争问题。