836-5G随机接入流程.docx

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1、5G随机接入流程传统5G随机接入的四个步骤基于LE和gNB之间的四条消息（MSG）交互： MSG1：由UE根据随机接入配置和下行测量发送的一个或多个前导码。 MSG2：对gNB传输的MSG1前导的一个或多个响应，提供MSG3的进一步信息和调度。 MSG3:L2/L3 消息MSG4：竞争解决方案NR 4步过程大体上遵循LTE 4步随机接入过程的原理。为了支持不同的NR使用场景并确保前向兼容性，NR随机接入需要灵活且可配置。然而, 为了防止压倒性的随机接入配置，需要仔细选择要灵活和可配置的方面。LTE中的随 机接入配置可以作为NR中的随机接入配置的基线，并且如下所述修改一些方面。在LTE中,前导码

2、格式和PRACH子帧集由PRACH配置索引（0-63）共同指示。在NR中, 前导码格式将包括几个方面，包括重复次数（例如，支持TRP Rx波束扫描）和前导码 numerology （例如子载波间隔）。结合广泛的PRACH子帧集，组合的数量可能过多。 然而，典型的前导码格式可能严重依赖于载波频率，在更高的载波频率下，更高的重 复次数和更高的子载波间隔更为普遍。因此，PRACH配置指数的含义可能与NR中的频 率有关。MSG1前导码格式和资源配置（例如以PRACH配置索引的形式）定义了用于MSG1传输的 所有可用资源，至少用于所配置的UEO然而，UE可以被配置为基于与下行广播信道/ 信号的关联来选择

3、那些资源的子集。RACK Group定义如下: RACH group是以下各项的组合：1. RACH资源的子集2. PRACH前导码的子集。如果在最多一个RACII group中包含RAC1I资源和前导码的任何组合，那么RACH group是 不相交的。测量结果和RACH group之间的关联在随机接入配置中配置。以下工程符号列出了定义 RACH group的参数例如以及测量结果与RACH group之间的关联：A.测量结果的数量.典型的“beam-level” RRM测量结果,如SSB RSRP或附力口 RS的RSRP,用于连 接移动性。1 .可能没有必要明确配置测量结果的数量，例如SSB

4、RSRP的数量。B. MSG1 preamble format1 .包括MSG1传输中多个/重复前导码的不同数量MSG1传输的时间和频率资源1. RACH传输时机被定义为可以在其上传输MSG1的时频资源。2. MSG1时间实例表示RACH传输场合的时间实例。换句话说，在同一 MSG1时间实 例上可能存在多个频率复用的RACH传输场合。C. RACH group周期,即重复相同RACH组的MSG1时间实例数之后。1 . One值(例如1)对应于在每个MSG1时间实例中重复的相同RACH group这种 配置在没有TRP波束对应的情况下非常有用，即测量结果与MSG1时间实例之间 没有特定关联。2

5、.其他值对应于发生在MSG1时间实例子集中的RACH group,例如，每16个MSG1 时间实例，其例如在模拟波束赋形实现中具有TRP波束对应的情况下是有用的, 例如，具有16个模拟波束，即，测量结果与MSG1时间实例的子集相关联。E.每个MSG1时间实例的RACH group数1.同一 MSG1时间实例上的RACH group由频率或前导子集分隔。K RACH group中前导码的数量例如，为了在LTE中指示MSG3传输资源大小，可以考虑在RACH group中进一步细分前 导码集。C列出的参数对应于LTE中的PRACH资源配置，因为它们定义了可用的RACH资源。注 意，基于UE特定的随机

6、接入配置，其他RACH资源可用于其他UE。参数D和E定义RACH组的数量(N),其等于每个MSG1时间实例的RACH组数量乘以具 有不同RACH组的MSG1时间实例的数量，即N=E*DORACH groupRACH groupMSG1 time instanceB. Preamble format = multiple/repeated preamblesD. RACH group period = 1 (RACH groups repeat in every MSG1 time instance)The number of RACH groups per MSG1 time instance

7、 = 8RACHIRACHIRACHIRACHRACHgroupIgroupIgroupIgroupH groupHMSG1 time instanceB. Preamble format = single preambleD. RACH group period = 4 （RACH groups repeat in every fourth MSG 1 time instance） E. The number of RACH groups per MSG1 time instance = 2图1：RACH组配置示意图。每种颜色对应一个不相交的RACH组。在上图中，在MSG1时间实例内发送多个

8、/重复的 前导码（例如4）,并且在每个MSG1时间实例中重复相同的RACH组。上图可用于没有 TRP波束对应的情况，其中UE可（至少局部地）通过选择前导码子集或频率来指示最 佳下行Tx波束。在下列图中，在MSG1时间实例内发送单个前导码，并且在每4个MSG1 时间实例中重复相同的RACH组。下列图可用于具有TRP波束对应的情况，其中UE可（至 少局部地）通过选择MSG1时间实例指示最正确下行Tx波束。对于波束对应和模拟/混合波束赋形的情况，应该可以将时间实例（例如，在SSB中） 中的下行Rx与MSG1时间实例中的RACH组相关联。这在TRP波束对应的情况下非常有 用，其中TRP可以在MSG1时

9、间实例期间使用最正确上下行波束。设M表示已获得不同测 量结果的单独时间实例的数量,例如，每个SS burst set的SSB的数量，且设Q表示 每个此类时间实例的测量结果的数量。换句话说，通常A=MXQO通过标记/编号测量 结果和RACH组，可以定义A测量结果和N个RACH组之间的隐式定义的关联规那么。如下 图所示，可以区分几种情况。AssociationsSSblockSSblockSSblockSSblockRACH groupRACHgroupRACH groupRACHgroupRACH groupM=4, Q=1D=4, E=1Time图2：如果D=M和E二Q,图2：如果D=M和E二

10、Q,那么所有测量结果都可以与不相交的RACH组相关联，这样只有来自相同时间实例的测量结果与相同MSG1时间实例中的RACH组唯一关联。通过选择RACH组，可以充分传达最正确测量结果。可以充分利用模拟波束通信。ociati-SSblockSSblockM=2, Q=2RACH groupRACHgroupTime图3：如果D=M且EQ,那么所有测量结果都可以与不相交的RACH组相关联，从而只有来 自相同时间实例的测量结果与相同MSG1时间实例中的RACH组相关联。然而，来自同一 时间实例的多个测量结果必须与同一 RACH组相关联。可以充分利用模拟波束通信。如 果NA （此处N=2A=4）,那么最

11、好的测量结果只能通过选择RACH组局部传达。注意,例 如，如果在SSB期间发送具有多个天线端口的MRS,那么每个SSB可能有多个测量结果。XTime图4：如果DM且N=A（此处N=A=4）,那么所有测量结果不能与不相交的RACH组相关联, 因此只有来自同一时间实例的测量结果与同一 MSG1时间实例中的RACH组相关联。相反, 来自不同时间实例的测量结果需要与同一 MSG1时间实例相关联，这意味着不可能完全 利用模拟波束赋形对应关系。然而，通过选择RACH组（由于在同一 MSG1时间实例中有 许多前导码子集或频率资源），仍然可能完全传达最正确测量结果。M=4, Q=1图5:如果DM且NA （此处

12、N=2且A=4）,那么所有测量结果不能与不相交的RACH组相 关联，因此只有来自相同时间实例的测量结果与相同MSG1时间实例中的RACH组相关联。 相反，来自不同时间实例的测量结果需要与同一 MSG1时间实例相关联，这意味着不可 能完全利用模拟波束赋形对应关系。此外，通过选择RACH组（由于RACH组太少），只 能局部传达最正确测量结果。尽可能（取决于参数A、D、E、M、N、Q）,来自同一时间实例的测量值应与同一MSG1 时间实例中的RACH组相关联。如果最正确测量结果的指标仅通过选择RACH组局部传达，那么剩余局部可在MSG3中传达。 对于这种情况下的MSG2传输，并且使用TRP波束对应，T

13、RP可以基于检测到的接收到 的MSG1来估计与RACH组相关联的多个下行Tx波束中对UE最好的一个。在没有波束对 应的情况下，TRP可以在与RACH组相关联的下行Tx波束的一个或组合上发送MSG2。在空闲模式ue的情况下，通过SI获得随机接入配置，并且它对于所有空闲元素是公共 的。假设需要随机接入配置来请求其他SI的按需交付，那么似乎适合将空闲ue的公共随 机接入配置包括在剩余最小SI中。对于空闲ue,测量结果的数量（A）对应于用于空闲RRM测量的RS的配置天线端口的 数量。可以提供给SI中空闲ue的另一个参数是每个SS burst set的SSB的数量（M）。 假设每个SSB有一个RS天线端

14、口 （Q=l）,那么表示A二M*Q二M。NR中的连接模式随机接入适用于LTE中的用例，例如切换、建立上行同步、调度请求 等，但也可能适用于新的用例。模拟波束赋形和波束对应的空闲模式问题也适用于连 接模式随机接入。因此，应将测量结果与RACH组之间具有关联性的相同框架应用于连 接模式随机接入。这意味着还应支持在一个MSG1时间实例内具有多个RACH组（通过不 相交的前导码子集区分）的场景。在这种情况下，UE不是配置有单个（专用）前导码 索引，而是配置有每个RACH组的专用前导码索引。以图4为例，进一步假设单个频率 资源用于MSG1。这意味着4个RACH组由前导码的4个子集创立。对于无竞争随机接入

15、, UE被配置为每个RACH组（即每个前导的子集）具有一个前导。对于连接模式随机接入 也采用关联框架，使得MSG1的波束赋形接收（在TRP波束互易的情况下）和最正确下行 Tx波束指示也能够用于无竞争随机接入。MSG1基于所配置的关联和测量结果，UE选择RACH组，优选与最正确测量结果相关联的RACH 组。所选择的RACH组定义UE应用于MSG1传输的RACH资源子集和RACH前导码子集。 当UE需要发送MSG1时它从所选择的RACH组中选择RACH资源和前导码。在LTE中，UE直到MSG2接收窗口结束后才重新传输MSG1。这具有减少不必要的MSG1 传输的优点。然而，在NR中，存在应考虑在被监

16、视的MSG2接收窗口结束之前重复 MSG1传输的用例，例如，当需要低随机接入延迟和高可靠性时，或者当需要对MSG1进 行UE Tx波束扫描时。重复的MSG1传输意味着在接收到第一个MSG1的MSG2之前,即 在被监视的MSG2接收窗口结束之前，传输另一个MSG1,如图6所示。NOMSG2 received图6:在先前传输的MSG1 (即MSG1 transmission 1)的MSG2接收窗口结束之前的MSG1 传输(即 MSG1 transmi ss ion 2)示意图。对于使用专用随机接入配置的ue支持多个MSG1传输，上面讨论的多个MSG1传输不同 于由广播系统信息通知的多个/重复前导传

17、输的传输，在该传输期间UE使用相同的Tx 波束。如上所述，UE基于具有最正确测量结果的RS (例如，SSBRSRP)选择RACH组，其可对应 于最正确下行Tx波束。MSG1发射功率控制的功率控制应基于此测量结果。至少对于没有波束对应的ue,上行Tx波束扫描通常应在前导发射功率上升之前执行。 在随机接入过程中尽早找到匹配的波束对，有利于节省UE功率，降低干扰功率水平。 特别地，如果在被监视的MSG2接收窗口结束之前使用多个MSG1传输，那么UE不应在这 些传输期间增加Tx功率。MSG2LTEMSG2可以作为NR中MSG2的基线。在LTE中，UE期望MSG2位于某个可配置的MSG2 接收窗口( “

18、RAR window)内，这有助于例如不同的网络实现。在某些情况下，eNB 可以快速响应，例如在MSG1之后3ms。在其他情况下，例如,对于具有非理想回程的 多个TRP, eNB可以在更长的时间后响应，例如，在MSG1之后10ms。同样灵活的机构 也适用于NR。在LTE中，UE可以在第一次成功接收MSG2之后终止MSG2解码尝试。在NR中，可能需 要重新考虑这一假设。至少可以考虑两种情况： 情况1：多个TRP检测到相同的MSGL并分别用MSG2进行响应。情况2：相同的UE在成功接收对应于前一个MSG1的MSG2之前发送另一个MSGlo 上述两种情况如图7和图8所示。在情况1中，同一小区中的两个

19、trp检测到相同的 MSG1,但没有时间协调MSG2,例如,由于非理想回程或高延迟要求。相反,每个TRP 独立地发送MSG2,响应相同的MSG1。即使TRP没有时间协调和动态调度单个MSG2传输, 它们可能已经半静态地预先分配了资源，用于自己的MSG2传输。Case 1:图7:TRP1和TRP2都接收相同的MSG1,但没有足够的时间来协调响应。因此，两个trp 各自发送响应，可能在不同的时间实例中。Time情况2遵循上面的讨论，在接收到对应于先前MSG1传输的MSG2之前允许另一个MSG1 传输。这可能是有用的，例如对于低延迟高可靠性随机接入或对于具有MSG1的UE Tx 波束扫描的情况。Ca

20、se 2:TRPFirstMSGlUETimeTRP.JecondmsgTUETRP TRPgsgpnsetQ second MSGl-Resgonse tp first MSG图8:在接收到对第一个MSG1的响应之前，UE发送第二个MSG1。因此，NR应当支持由同一 UE接收多个MSG2的机制。在第一次成功的MSG2接收之后终止MSG2解码具有较低的UE功耗的优点。多个MSG2 的接收具有通信模式的早期UE选择的优点，通过UE选择MSG2来响应。MSG2的UE选择可以基于多个因素，例如不同接收MSG2上的UE侧测量，以及多个接收 MSG2中携带的网络侧信息。网络端排名可以反映在每个MSG2中

21、包含的单个标量参数中。 此参数的实际含义应取决于网络实现，但其值可基于以下情况： 接收到MSG1功率电平。例如，当多个MSG2是由于UE Tx波束扫描而导致的多个MSG1 传输时，可以使用该方法。通过选择与具有最高接收功率的MSG1相对应的MSG2, UE可以在随后的MSG3传输中使用相同的UE Tx波束。可用无线电/回程容量。这可由UE用于快速建立与具有最大可用容量的TRP的链路。当计算不同MSG2的网络侧排名值时，网络还可以使用上述因素或其他因素的组合。但是，也存在不需要接收多个MSG2的情况。因此，允许网络配置单个MSG2 （如在LTE 中）或多个MSG2的接收将是有益的。这可以在随机接入配置中或在MSG2中配置，即 MSG2指示UE可以终止MSG2接收。MSG3 和 MSG4LTE MSG3和MSG4可以作为MSG3和MSG4在NR中的基线。MSG1可以通过UE对RACH组 的选择完全、局部或甚至根本不指示哪个下行测量结果（例如下行波束或TRP）是最好 的。这取决于测量结果的数量以及RACH资源和RACH组的配置。因此，可能需要使用 MSG3完成指示。这意味着MSG4可以使用最正确下行Tx波束进行传输，即使MSG1根本没 有指示这一点（例如，如果仅配置了单个RACH组）。