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NR 随机接入过程(1)

作者:互联网

本文参考协议38300 38211 38212 38213 38321 38331
本文尽量只用协议原话,加入部分翻译以及一些自己的理解是为了让过程更加清晰明了
本文对preamble的序列生成相关内容只做简单介绍,具体可参考38211
由于篇幅限制,本文分为上下两篇,此篇是上篇

一、NR RA的触发

NR随机接入的发起者可以是下面的三种情况:
[TS 38.321] The Random Access procedure described in this subclause is initiated by a PDCCH order, by the MAC entity itself, or by RRC for the events in accordance with TS 38.300 [2].
触发原因列出如下:
与LTE相比多出了最下面的四种情况,主要是因为NR中新加入了一种状态RRC-INACTIVE态,从该状态到连接态要触发随机接入;并且NR中有波束管理,所以对于Beam failure recovery会触发随机接入;在NR中,系统消息SI可以广播也可以单播,如果UE请求其他SI,也会触发随机接入。
[TS 38.300] The random access procedure is triggered by a number of events:

二、Preamble序列生成

Preamble序列通过下式生成
在这里插入图片描述
这是它的频域变换(说白了就是个傅里叶变换)
在这里插入图片描述
NR有长格式的preamble(序列长839位)和短格式的preamble(序列长139位)。
一个PRACH对应64个preamble,preamble按照先一个逻辑根序列的循环移位再逻辑根序列增序的顺序产生直到够64个,prach-RootSequenceIndex指示了起始逻辑根序列。逻辑根序列是循环的,与物理根序列一一对应,具体对应关系参考[TS 38211]Table 6.3.3.1-3(长格式)和Table 6.3.3.1-4(短格式)。
循环移位公式给出如下:
在这里插入图片描述

三、NR RA preamble配置

对于资源配置,上面也说过触发随机接入的事件主要多了beam failure recovery和SI request,对于这两个多出来的事件,RRC会配置单独的information element,还有配置除了这两个事件的其他非竞争随机接入和竞争随机接入的information element。IE中会配置preamble和PRACH等信息,下面分不同的触发case分别给出38331中IE原文,在后续的整个随机接入过程中涉及到的信令在本部分中给出的IE中全部可以对照。这部分先只介绍preamble的配置相关的信令。
1、非竞争随机接入
(1)beam failure recovery
在这里插入图片描述
candidateBeamRSList:
这个参数指示了波束失败后,哪些SSB或者CSI-RS可以用于波束恢复,UE会从中选择一个参考信号测量功率RSRP 大于门限值rsrp-ThresholdSSB的SSB或CSI-RS。
ra-PreambleIndex:
如果选择了CSI-RS用于波束恢复,则该参数指示了对应于CSI-RS的preamble,如果不存在,则使用与CSI-RS准共位置的SSB对应的preamble。如果选择了SSB用于波束恢复,则该参数指示了对应于所选SSB的preamble。从上面的IE中可以看出,有两套用于波束恢复的参数:BFR-SSB-Resource和BFR-CSIRS-Resource。

(2)SI request
在这里插入图片描述
对于SI request,RRC不会指示要用的SSB,UE先选择RSRP大于门限值rsrp-ThresholdSSB的SSB,没有的话任选一个SSB。
ra-PreambleStartIndex:
这个参数指示了SI request情况下要用的preamble,具体的方式如下(其中N的含义会在后面介绍):

2、竞争随机接入
在这里插入图片描述
totalNumberOfRA-Preambles:
这个参数指示了用于竞争和非竞争的随机接入的preamble的总数,但是不包括用于SI request的,如果该参数不存在,则全部64个preamble都是用于竞争和非竞争随机接入的。
numberOfRA-PreamblesGroupA
这个参数指示了用于竞争随机接入的Group A中的preamble的个数。

总结一下上面的preamble选择过程:
NR RA的preamble分为用于竞争随机接入、非竞争随机接入和其他三部分,其他用于如上面说到的SI request,用于竞争随机接入的preamble又分为Group A和Group B。对于非竞争随机接入,高层参数会指示具体用哪个preamble,从而避免了不同UE选择了相同preamble进而造成干扰的情况,而竞争随机接入情况下UE就要随机选择要用的preamble了,先选group,然后在group里随机选择一个,group的选择方式如下:
如果满足下列条件,则选择group B,否则选择group A:

四、NR RA PRACH配置

1、PRACH时频域配置
(1)基本配置
在这里插入图片描述
prach-ConfigurationIndex:
这个参数会指示一个默认配置表格中的index,这个表格给出了PRACH occasion所在的系统帧号、子帧、时隙、起始符号、个数等信息,每一个index对应一种不同的情况。
msg1-FrequencyStart:
这个参数指示了PRACH所在频域位置
msg1-FDM:
这个参数指示了每个PRACH在频域上的复用个数
上面所说的基本配置是不管什么原因触发的随机接入也不管是竞争还是非竞争随机接入,都要遵循的配置,在基本配置的基础上,非竞争随机接入会进行进一步的配置,对于不同的触发情况,RRC中会有相应的参数指示PRACH Mask Index:
(1)beam failure recovery
ra-ssb-OccasionMaskIndex (in BeamFailureRecoveryConfig)
(3)SI request
ra-ssb-OccasionMaskIndex (in SI-SchedulingInfo)
(4)其他非竞争随机接入
ra-ssb-OccasionMaskIndex (in RACH-ConfigDedicated)
PRACH Mask Index会根据下表来具体指示用哪个PRACH occasion,要注意只有非竞争随机接入才会配置PRACH Mask Index,指定了UE用哪个PRACH,避免了不同UE之间的干扰。
在这里插入图片描述
2、参数N和R的指示
(1)beam failure recovery
ssb-perRACH-Occasion(for CF-BFR in BeamFailureRecoveryConfig)
指示参数N的取值,N={1/8 1/4 1/2 1 2 4 8 16}
(1)SI request
ssb-perRACH-Occasion (for SI request in SI-SchedulingInfo)
指示参数N的取值,N={1/8 1/4 1/2 1 2 4 8 16}
(2)Other CFRA
ssb-perRACH-Occasion (for CFRA in RACH-ConfigDedicated)
指示参数N的取值,N={1/8 1/4 1/2 1 2 4 8 16}
(3)CBRA
ssb-perRACH-OccasionAndCB-PreamblesPerSSB(in RACH-ConfigCommon)
指示参数N和R的取值,N={1/8 1/4 1/2 1 2 4 8 16}
在这里插入图片描述

剩下的见下一篇

标签:接入,PRACH,SI,随机,NR,preamble,SSB
来源: https://blog.csdn.net/m0_45416816/article/details/99679364