随机接入过程可由 PDCCH 命令、MAC 实体本身、或 RRC 初始化,在一个 MAC 实体的任一时间点只能有一个随机接入过程运行。在从小区(SCell)的随机接入过程只能由 PDCCH 命令初始化,随机接入序列指数不同于 0b000000 (指数为 0 表明不指明序列编号,采用竞争接入)。
注1:如果一个新的随机接入过程被触发而MAC 实体中另一个正在运行,由用户决定继续前面过程还是发起一个新的过程。
注2:如果已经有一个 PDCCH 命令所触发的随机接入过程在运行,另一个 PDCCH 命令触发一个具有相同的随机接入序列、PRACH mask 指数、及载波的随机接入,用户认为是同一个随机接入而不重新发起接入。
在物理层的随机接入过程初始化之前,
从物理层角度对比两种类型的随机接入过程:
PRACH载波间隔(SCS)
4 step 还是 2 step 接入
(1)如果随机接入过程由 PDCCH 命令发起,且随机接入序列指数不是 0b000000,或
(2)如果随机接入过程用于系统信息请求(SI request),且随机接入资源已由 RRC 明确提供,或
(3)如果随机接入过程用于特定小区的波束失效恢复(SpCell beam failure recovery),且该 BWP 用于波束失效恢复的 4-step RA type 的无竞争随机接入资源已由 RRC 明确提供,或
(4)如果随机接入过程用于同步重新配置(reconfiguration with sync),且该 BWP 用于同步重新配置的 4-step RA type 的无竞争随机接入资源已由 rach-ConfigDedicated 明确提供,
将 RA_TYPE 设为 4-stepRA。
否则
(1)如果 BWP 的随机接入过程配置了 2-step 和 4-step RA type 两种随机接入资源,且下行路径损耗参考信号的接收功率 (RSRP) 大于 msgA-RSRP-Threshold,或
(2)如果 BWP 的随机接入过程仅配置了 2-step RA type 随机接入资源,或
(4)如果随机接入过程用于同步重新配置(reconfiguration with sync),且该 BWP 用于同步重新配置的 2-step RA type 的无竞争随机接入资源已由 rach-ConfigDedicated 明确提供,
将 RA_TYPE 设为 2-stepRA,否则将 RA_TYPE 设为 4-stepRA。
随机接入序列是 Zadoff-Chu 序列
x u , v ( n ) = x u ( ( n + C v ) m o d L RA ) x_{u,v}(n)=x_u((n+C_v)mod L_text{RA}) xu,v(n)=xu((n+Cv)modLRA)
x u ( i ) = e − j π u i ( i + 1 ) L R A , i = 0 , 1 , ⋯ , L RA − 1 x_u(i)=e^{-j{pi ui(i+1)over L_{RA}}}, i=0,1,cdots, L_text{RA}-1 xu(i)=e−jLRAπui(i+1), i=0,1,⋯,LRA−1
这里 u u u 是根序列指数, C v C_v Cv 是循环移位, L RA L_text{RA} LRA 是随机序列长度。根据PRACH 前导序列格式, L R A L_{RA} LRA 的值有 839,139,1151,571 。
在每个 PRACH 时频位置定义 64 个前导序列,前导序列的序号顺序先按照相同根序列循环移位增加排列然后按照逻辑根序列增加排列。逻辑根序列起始的参数来源于上层的配置
如果一个Zadoff-Chu 根序列不能得到 64 个随机前导序列,则继续在后续相邻的逻辑根序列指数对应的根序列中搜寻,直到发现 64 个随机前导序列,逻辑根序列循环使用,逻辑指数 0 为逻辑指数 L R A − 2 L_{RA}-2 LRA−2 的后续指数。逻辑指数 i i i 和序列数 u u u 之间的对应关系见 TS38.211 Tables 6.3.3.1-3 到 6.3.3.1-4B.
定义逻辑指数 i i i:
prach-RootSequenceIndex CHOICE {l839 INTEGER (0..837),l139 INTEGER (0..137)},prach-RootSequenceIndex-r16 CHOICE {l571 INTEGER (0..569),l1151 INTEGER (0..1149)} OPTIONAL -- Need RrootSequenceIndex-BFR INTEGER (0..137)msgA-PRACH-RootSequenceIndex-r16 CHOICE {l839 INTEGER (0..837),l139 INTEGER (0..137),l571 INTEGER (0..569),l1151 INTEGER (0..1149)}
如果有 prach-RootSequenceIndex-r16,则忽略 prach-RootSequenceIndex。
rootSequenceIndex-BFR 用于波束失败恢复。
循环移位 C v C_v Cv
(1) 对于非限制集(unrestricted)的序列,循环移位 C v C_v Cv由参数 N C S N_{CS} NCS决定
C v = { v ⋅ N C S , N C S ≠ 0 , v = 0 , 1 , ⋯ , ⌊ L RA / N C S ⌋ − 1 C v = 0 , N C S = 0 C_v=begin{cases}vcdot N_{CS},&N_{CS}neq 0, v=0,1,cdots,lfloor L_text{RA}/N_{CS}rfloor-1 \C_v=0,& N_{CS}= 0end{cases} Cv={v⋅NCS,Cv=0,NCS=0, v=0,1,⋯,⌊LRA/NCS⌋−1NCS=0
参数 N C S N_{CS} NCS由 Tables 6.3.3.1-5 到 6.3.3.1-7 给出。根据PRACH 子载波带宽和序列长度选定表格(Table 6.3.3.1-5 1.25kHz L RA = 839 L_text{RA}=839 LRA=839 , Table 6.3.3.1-6 5kHz L RA = 839 L_text{RA}=839 LRA=839, Table 6.3.3.1-7 L RA = 139 , 1151 , 571 L_text{RA}=139,1151,571 LRA=139,1151,571)。序列集类型(unrestricted, restricted set A, 或 restricted set B)和上层参数 zeroCorrelationZoneConfig 决定 N C S N_{CS} NCS。
RACH-ConfigGeneric ::= SEQUENCE { zeroCorrelationZoneConfig INTEGER(0..15),
(2) 对于类型 A 限制集(restricted type A)的序列,循环移位 C v C_v Cv 由移位间隔 N C S N_{CS} NCS、分组起始位置 d start d_text{start} dstart 和 组内循环移位个数 n shift RA n_text{shift}^text{RA} nshiftRA 等参数决定
C v = d start ⌊ v / n shift RA ⌋ + ( v m o d n shift RA ) N C S , v = 0 , 1 , w − 1 C_v=d_text{start}lfloor v/n_text{shift}^text{RA}rfloor+(vmod n_text{shift}^text{RA})N_{CS},quad v=0,1,w-1 Cv=dstart⌊v/nshiftRA⌋+(vmodnshiftRA)NCS,v=0,1,w−1
其中, N C S N_{CS} NCS由 Tables 6.3.3.1-5 到 6.3.3.1-7 给出, w = n shift RA n group RA + n ˉ shift RA w=n_text{shift}^text{RA}n_text{group}^text{RA}+bar n_text{shift}^text{RA} w=nshiftRAngroupRA+nˉshiftRA。
类型 A 限制集的序列长度为 L RA = 839 L_text{RA}=839 LRA=839。循环移位构造过程:
(2) 对于类型 B 限制集(restricted type A)的序列,循环移位 C v C_v Cv 由移位间隔 N C S N_{CS} NCS、分组起始位置 d start d_text{start} dstart 和 组内循环移位个数 n shift RA n_text{shift}^text{RA} nshiftRA 等参数决定
C v = { d start ⌊ v / n shift RA ⌋ + ( v m o d n shift RA ) N C S , v = 0 , 1 , ⋯ , w − 1 d ‾ ‾ start + ( v − w ) N C S , v = w , ⋯ , w + n ˉ ˉ shift RA − 1 d ‾ ‾ ‾ start + ( v − w − n ˉ ˉ shift RA ) N C S , v = w + n ˉ ˉ shift RA , ⋯ , w + n ˉ ˉ shift RA + n ˉ ˉ ˉ shift RA − 1 C_v=begin{cases} d_text{start}lfloor v/n_text{shift}^text{RA}rfloor+(vmod n_text{shift}^text{RA})N_{CS},& v=0,1,cdots,w-1 \ overline{overline d}_text{start}+(v-w)N_{CS},& v=w,cdots,w+bar{bar n}_text{shift}^text{RA}-1\ overline{overline{overline d}}_text{start}+(v-w- bar{bar n}_text{shift}^text{RA})N_{CS},& v=w+ bar{bar n}_text{shift}^text{RA},cdots, w+bar{bar n}_text{shift}^text{RA}+bar{bar{bar n}}_text{shift}^text{RA}-1end{cases} Cv=⎩⎪⎪⎨⎪⎪⎧dstart⌊v/nshiftRA⌋+(vmodnshiftRA)NCS,dstart+(v−w)NCS,dstart+(v−w−nˉˉshiftRA)NCS,v=0,1,⋯,w−1v=w,⋯,w+nˉˉshiftRA−1v=w+nˉˉshiftRA,⋯,w+nˉˉshiftRA+nˉˉˉshiftRA−1
其中, N C S N_{CS} NCS由 Tables 6.3.3.1-5 到 6.3.3.1-7 给出, w = n shift RA n group RA + n ˉ shift RA w=n_text{shift}^text{RA}n_text{group}^text{RA}+bar n_text{shift}^text{RA} w=nshiftRAngroupRA+nˉshiftRA。
类型 B 限制集的序列长度为 L RA = 839 L_text{RA}=839 LRA=839。循环移位构造过程:
对序列长度进行分段,每段的长度均不超过 L RA / 2 L_text{RA}/2 LRA/2。设 q q q 是满足 ( q u ) m o d L RA = 1 (qu)!!mod L_text{RA}=1 (qu)modLRA=1 的最小整数,令 d u = { q 0 < q < L RA / 2 L RA − q orthers d_u=begin{cases} q & 0<q<L_text{RA}/2\L_text{RA}-q& text{orthers}end{cases} du={qLRA−q0<q<LRA/2orthers
如果 N C S ≤ d u < L RA / 5 N_{CS}le d_u<L_text{RA}/5 NCS≤du<LRA/5,最大分段长度小于总长度的 1/5,在分段长度 d u d_u du 内循环移位个数为
n shift RA = ⌊ d u / N C S ⌋ n_text{shift}^text{RA}=lfloor d_u/N_{CS}rfloor nshiftRA=⌊du/NCS⌋
一个分段组的长度为
d start = 4 d u + n shift RA N C S d_text{start}=4d_u+n_text{shift}^text{RA}N_{CS} dstart=4du+nshiftRANCS
整个长度能够分割成的完整的分段组个数为
n group RA = ⌊ L RA / d start ⌋ n_text{group}^text{RA}=lfloor L_text{RA}/d_text{start}rfloor ngroupRA=⌊LRA/dstart⌋
扣除完整的组和 4 d u 4d_u 4du 的长度后剩余长度支持的循环移位个数为
n ˉ shift RA = max ( ⌊ ( L RA − 4 d u − n group RA d start ) / N C S ⌋ , 0 ) bar n_text{shift}^text{RA}=max(lfloor(L_text{RA}-4d_u-n_text{group}^text{RA}d_text{start})/N_{CS}rfloor ,0) nˉshiftRA=max(⌊(LRA−4du−ngroupRAdstart)/NCS⌋,0)
结果:在每个完整分段组的第一段分配 n shift RA n_text{shift}^text{RA} nshiftRA 个循环移位,如果非完整分段组部分的长度大于 4 d u 4d_u 4du 则分配 n ˉ shift RA bar n_text{shift}^text{RA} nˉshiftRA 个循环移位,(如果分配的个数大于 0,则分配在非完整分段组的开始部分,在尾部留出 4 d u 4d_u 4du 的保护间隔)。
如果 L RA / 5 ≤ d u ≤ ( L RA / 4 − N C S ) L_text{RA}/5le d_ule(L_text{RA}/4-N_{CS}) LRA/5≤du≤(LRA/4−NCS),在长度 L RA − 4 d u L_text{RA}-4d_u LRA−4du 内循环移位个数为
n shift RA = ⌊ ( L RA − 4 d u ) / N C S ⌋ n_text{shift}^text{RA}=lfloor (L_text{RA}-4d_u)/N_{CS}rfloor nshiftRA=⌊(LRA−4du)/NCS⌋
一个组的长度为
d start = L RA − 4 d u + n shift RA N C S d_text{start}=L_text{RA}-4d_u+n_text{shift}^text{RA}N_{CS} dstart=LRA−4du+nshiftRANCS
在分段长度 d u d_u du 内分割成的完整组个数为
n group RA = ⌊ d u / d start ⌋ n_text{group}^text{RA}=lfloor d_u/d_text{start}rfloor ngroupRA=⌊du/dstart⌋
在分段长度 d u d_u du 扣除完整的组后剩余长度支持的循环移位个数为
n ˉ shift RA = min ( max ( ⌊ ( d u − n group RA d start ) / N C S ⌋ , 0 ) , n shift RA ) bar n_text{shift}^text{RA}=min(max(lfloor(d_u-n_text{group}^text{RA}d_text{start})/N_{CS}rfloor ,0),n_text{shift}^text{RA}) nˉshiftRA=min(max(⌊(du−ngroupRAdstart)/NCS⌋,0),nshiftRA)
结果:整个长度分成 d u , d u , d u , d u , L RA − 4 d u d_u, d_u, d_u, d_u, L_text{RA}-4d_u du, du, du, du, LRA−4du 五部分,对长度为 d u d_u du的第一部分分组,每组分配 n shift RA n_text{shift}^text{RA} nshiftRA 个循环移位,空余 L RA − 4 d u L_text{RA}-4d_u LRA−4du,分组后剩余部分分配 n ˉ shift RA bar n_text{shift}^text{RA} nˉshiftRA 个循环移位。循环移位只分配在第一部分。
如果 ( L RA / 4 + N C S ) ≤ d u < 2 L RA / 7 (L_text{RA}/4+N_{CS})le d_u<2L_text{RA}/7 (LRA/4+NCS)≤du<2LRA/7,在长度 4 d u − L RA 4d_u-L_text{RA} 4du−LRA 内循环移位个数为
n shift RA = ⌊ ( 4 d u − L RA ) / N C S ⌋ n_text{shift}^text{RA}=lfloor (4d_u-L_text{RA})/N_{CS}rfloor nshiftRA=⌊(4du−LRA)/NCS⌋
一个组的长度为
d start = 4 d u − L RA + n shift RA N C S d_text{start}=4d_u-L_text{RA}+n_text{shift}^text{RA}N_{CS} dstart=4du−LRA+nshiftRANCS
在分段长度 d u d_u du 内分割成的完整组个数为
n group RA = ⌊ d u / d start ⌋ n_text{group}^text{RA}=lfloor d_u/d_text{start}rfloor ngroupRA=⌊du/dstart⌋
总长度扣除 3 d u 3d_u 3du 和 n group RA d start n_text{group}^text{RA}d_text{start} ngroupRAdstart 后支持的循环移位个数(这部分循环移位在第一段 d u d_u du 长度内)
n ˉ shift RA = max ( ⌊ ( L RA − 3 d u − n group RA d start ) / N C S ⌋ , 0 ) bar n_text{shift}^text{RA}=max(lfloor(L_text{RA}-3d_u-n_text{group}^text{RA}d_text{start})/N_{CS}rfloor ,0) nˉshiftRA=max(⌊(LRA−3du−ngroupRAdstart)/NCS⌋,0)
确定第二起点
d ‾ ‾ start = L RA − 3 d u + n group RA d start + n ˉ shift RA N C S overline{overline d}_text{start}=L_text{RA}-3d_u+n_text{group}^text{RA}d_text{start}+bar n_text{shift}^text{RA} N_{CS} dstart=LRA−3du+ngroupRAdstart+nˉshiftRANCS
第二起点后分配循环移位个数
n ˉ ˉ shift RA = ⌊ min ( d u − n group RA d start , 4 d u − L RA − n ˉ shift RA N C S ) / N C S ⌋ bar{bar n}_text{shift}^text{RA}=lfloormin(d_u-n_text{group}^text{RA}d_text{start}, 4d_u-L_text{RA}-bar n_text{shift}^text{RA}N_{CS})/N_{CS}rfloor nˉˉshiftRA=⌊min(du−ngroupRAdstart,4du−LRA−nˉshiftRANCS)/NCS⌋
确定第三起点
d ‾ ‾ ‾ start = L RA − 2 d u + n group RA d start + n ˉ ˉ shift RA N C S overline{overline{overline d}}_text{start}=L_text{RA}-2d_u+n_text{group}^text{RA}d_text{start}+bar{bar n}_text{shift}^text{RA} N_{CS} dstart=LRA−2du+ngroupRAdstart+nˉˉshiftRANCS
第三起点后分配循环移位个数
n ˉ ˉ ˉ shift RA = { ⌊ ( d u − n group RA d start ) / N C S ⌋ − n ˉ ˉ shift RA , n ˉ shift RA = 0 ⌊ ( 4 d u − L RA − n ˉ shift RA N C S ) / N C S ⌋ − n ˉ ˉ shift RA , n ˉ shift RA ≥ 1 bar{bar{bar n}}_text{shift}^text{RA}=begin{cases}lfloor(d_u-n_text{group}^text{RA}d_text{start})/N_{CS}rfloor-bar{bar n}_text{shift}^text{RA}, & bar n_text{shift}^text{RA}=0\ lfloor(4d_u-L_text{RA}-bar n_text{shift}^text{RA}N_{CS})/N_{CS}rfloor-bar{bar n}_text{shift}^text{RA}, & bar n_text{shift}^text{RA}ge 1 end{cases} nˉˉˉshiftRA={⌊(du−ngroupRAdstart)/NCS⌋−nˉˉshiftRA,⌊(4du−LRA−nˉshiftRANCS)/NCS⌋−nˉˉshiftRA,nˉshiftRA=0nˉshiftRA≥1
结果:整个长度分成 d u , d u , d u , L RA − 3 d u d_u, d_u, d_u, L_text{RA}-3d_u du, du, du, LRA−3du 四部分,对长度为 d u d_u du的第一部分分组,每组分配 n shift RA n_text{shift}^text{RA} nshiftRA 个循环移位,空余 4 d u − L RA 4d_u-L_text{RA} 4du−LRA,分组后剩余部分分配 n ˉ shift RA bar n_text{shift}^text{RA} nˉshiftRA 个循环移位;第二起点与第一部分结束间隔 L RA − 3 d u L_text{RA}-3d_u LRA−3du,第二部分分配 n ˉ ˉ shift RA bar{bar n}_text{shift}^text{RA} nˉˉshiftRA 个循环移位;第三起点与第二部分结束间隔 d u − n ˉ shift RA d_u-bar n_text{shift}^text{RA} du−nˉshiftRA,第三部分分配 n ˉ ˉ ˉ shift RA bar{bar{bar n}}_text{shift}^text{RA} nˉˉˉshiftRA 个循环移位。
如果 2 L RA / 7 ≤ d u ≤ ( L RA − N C S ) / 3 2L_text{RA}/7le d_ule (L_text{RA}-N_{CS})/3 2LRA/7≤du≤(LRA−NCS)/3,在长度 L RA − 3 d u L_text{RA}-3d_u LRA−3du 内循环移位个数为
n shift RA = ⌊ ( L RA − 3 d u ) / N C S ⌋ n_text{shift}^text{RA}=lfloor (L_text{RA}-3d_u)/N_{CS}rfloor nshiftRA=⌊(LRA−3du)/NCS⌋
一个组的长度为
d start = L RA − 3 d u + n shift RA N C S d_text{start}=L_text{RA}-3d_u+n_text{shift}^text{RA}N_{CS} dstart=LRA−3du+nshiftRANCS
在分段长度 d u d_u du 内分割成的完整组个数为
n group RA = ⌊ d u / d start ⌋ n_text{group}^text{RA}=lfloor d_u/d_text{start}rfloor ngroupRA=⌊du/dstart⌋
在第一个 d u d_u du 长度内完整分组的后部分配的循环移位个数
n ˉ shift RA = max ( ⌊ ( 4 d u − L RA − n group RA d start ) / N C S ⌋ , 0 ) bar n_text{shift}^text{RA}=max(lfloor(4d_u-L_text{RA}-n_text{group}^text{RA}d_text{start})/N_{CS}rfloor ,0) nˉshiftRA=max(⌊(4du−LRA−ngroupRAdstart)/NCS⌋,0)
确定第二起点
d ‾ ‾ start = d u + n group RA d start + n ˉ shift RA N C S overline{overline d}_text{start}=d_u+n_text{group}^text{RA}d_text{start}+bar n_text{shift}^text{RA} N_{CS} dstart=du+ngroupRAdstart+nˉshiftRANCS
第二起点后分配循环移位个数
n ˉ ˉ shift RA = ⌊ min ( d u − n group RA d start , L RA − 3 d u − n ˉ shift RA N C S ) / N C S ⌋ bar{bar n}_text{shift}^text{RA}=lfloormin(d_u-n_text{group}^text{RA}d_text{start}, L_text{RA}-3d_u-bar n_text{shift}^text{RA}N_{CS})/N_{CS}rfloor nˉˉshiftRA=⌊min(du−ngroupRAdstart,LRA−3du−nˉshiftRANCS)/NCS⌋
结果:对长度为 d u d_u du的第一部分分组,每组分配 n shift RA n_text{shift}^text{RA} nshiftRA 个循环移位,空余 L RA − 3 d u L_text{RA}-3d_u LRA−3du,分组后剩余部分分配 n ˉ shift RA bar n_text{shift}^text{RA} nˉshiftRA 个循环移位;第二起点与第一部分结束间隔 d u d_u du,第二部分分配 n ˉ ˉ shift RA bar{bar n}_text{shift}^text{RA} nˉˉshiftRA 个循环移位。
如果 ( L RA + N C S ) / 3 ≤ d u < 2 L RA / 5 (L_text{RA}+N_{CS})/3le d_u<2L_text{RA}/5 (LRA+NCS)/3≤du<2LRA/5,在长度 3 d u − L RA 3d_u-L_text{RA} 3du−LRA 内循环移位个数为
n shift RA = ⌊ ( 3 d u − L RA ) / N C S ⌋ n_text{shift}^text{RA}=lfloor (3d_u-L_text{RA})/N_{CS}rfloor nshiftRA=⌊(3du−LRA)/NCS⌋
一个组的长度为
d start = 3 d u − L RA + n shift RA N C S d_text{start}=3d_u-L_text{RA}+n_text{shift}^text{RA}N_{CS} dstart=3du−LRA+nshiftRANCS
在分段长度 d u d_u du 内分割成的完整组个数为
n group RA = ⌊ d u / d start ⌋ n_text{group}^text{RA}=lfloor d_u/d_text{start}rfloor ngroupRA=⌊du/dstart⌋
在分段长度 d u d_u du 扣除完整的组后剩余长度支持的循环移位个数为
n ˉ shift RA = max ( ⌊ ( L RA − 2 d u − n group RA d start ) / N C S ⌋ , 0 ) bar n_text{shift}^text{RA}=max(lfloor(L_text{RA}-2d_u-n_text{group}^text{RA}d_text{start})/N_{CS}rfloor ,0) nˉshiftRA=max(⌊(LRA−2du−ngroupRAdstart)/NCS⌋,0)
结果:对长度为 d u d_u du的第一部分分组,每组分配 n shift RA n_text{shift}^text{RA} nshiftRA 个循环移位,空余 3 d u − L RA 3d_u-L_text{RA} 3du−LRA,分组后剩余部分分配 n ˉ shift RA bar n_text{shift}^text{RA} nˉshiftRA 个循环移位。循环移位只分配在第一部分。
如果 2 L RA / 5 ≤ d u ≤ ( L RA − N C S ) / 2 2L_text{RA}/5le d_ule(L_text{RA}-N_{CS})/2 2LRA/5≤du≤(LRA−NCS)/2,在长度 L RA − 2 d u L_text{RA}-2d_u LRA−2du 内循环移位个数为
n shift RA = ⌊ ( L RA − 2 d u ) / N C S ⌋ n_text{shift}^text{RA}=lfloor (L_text{RA}-2d_u)/N_{CS}rfloor nshiftRA=⌊(LRA−2du)/NCS⌋
一个组的长度为
d start = 2 ( L RA − 2 d u ) + n shift RA N C S d_text{start}=2(L_text{RA}-2d_u)+n_text{shift}^text{RA}N_{CS} dstart=2(LRA−2du)+nshiftRANCS
在分段长度 L RA − d u L_text{RA}-d_u LRA−du 内分割成的完整组个数为
n group RA = ⌊ ( L RA − d u ) / d start ⌋ n_text{group}^text{RA}=lfloor (L_text{RA}-d_u)/d_text{start}rfloor ngroupRA=⌊(LRA−du)/dstart⌋
在分段长度 L RA − d u L_text{RA}-d_u LRA−du 扣除完整的组后剩余长度支持的循环移位个数为
n ˉ shift RA = max ( ⌊ ( 3 d u − L RA − n group RA d start ) / N C S ⌋ , 0 ) bar n_text{shift}^text{RA}=max(lfloor(3d_u-L_text{RA}-n_text{group}^text{RA}d_text{start})/N_{CS}rfloor ,0) nˉshiftRA=max(⌊(3du−LRA−ngroupRAdstart)/NCS⌋,0)
结果:对长度为 L RA − d u L_text{RA}-d_u LRA−du的第一部分分组,每组分配 n shift RA n_text{shift}^text{RA} nshiftRA 个循环移位,空余 2 ( L RA − 2 d u ) 2(L_text{RA}-2d_u) 2(LRA−2du),分组后剩余部分分配 n ˉ shift RA bar n_text{shift}^text{RA} nˉshiftRA 个循环移位。循环移位只分配在第一部分。
前导序列格式
前导序列按照以下公式映射到物理资源
a k ( p , RA ) = β PRACH y u , v ( k ) , k = 0 , 1 , ⋯ , L RA − 1 a_k^{(p,text{RA})}=beta_text{PRACH} y_{u,v}(k), quad k=0,1,cdots, L_text{RA}-1 ak(p,RA)=βPRACHyu,v(k),k=0,1,⋯,LRA−1
其中, β PRACH beta_text{PRACH} βPRACH 是满足功率规范的幅度放大因子, p = 4000 p=4000 p=4000 表示端口号,
y u , v ( n ) = ∑ m = 0 L RA − 1 x u , v m exp ( − j 2 π m n L RA ) y_{u,v}(n)=sum_{m=0}^{L_text{RA}-1}x_{u,v}^mexp(-j{2pi mnover L_text{RA}}) yu,v(n)=m=0∑LRA−1xu,vmexp(−jLRA2πmn)
基带信号
时间连续的 PRACH 基带信号为
s l ( p , μ ) ( t ) = ∑ k = 0 L RA − 1 a k ( p , RA ) e j 2 π ( k + K k 1 + k ˉ ) Δ f RA ( t − N C P , l RA T c − t start RA ) s_l^{(p,mu)} (t)=sum_{k=0}^{L_text{RA}-1} a_k^{(p,text{RA})} e^{j2pi(k+Kk_1+bar k)Delta f_text{RA} (t-N_{CP,l}^text{RA} T_c -t_text{start}^text{RA})} sl(p,μ)(t)=k=0∑LRA−1ak(p,RA)ej2π(k+Kk1+kˉ)ΔfRA(t−NCP,lRATc−tstartRA)
其中, t start RA ≤ t < t start RA + ( N u + N C P , l RA ) T c t_text{start}^text{RA}le t <t_text{start}^text{RA}+(N_u+N_{CP,l}^text{RA})T_c tstartRA≤t<tstartRA+(Nu+NCP,lRA)Tc。
此式表明 a k ( p , RA ) a_k^{(p,text{RA})} ak(p,RA)映射到 L RA L_text{RA} LRA 个连续的子载波上,子载波的宽度为 Δ f RA Delta f_text{RA} ΔfRA, K k 1 + k ˉ Kk_1+bar k Kk1+kˉ 表示映射子载波的起点。通过DFT插值将ZC序列 x u , v x_{u,v} xu,v 扩展到长度为 ( N u + N C P , l RA ) T c (N_u+N_{CP,l}^text{RA})T_c (Nu+NCP,lRA)Tc 的时间连续信号,周期为 1 / Δ f RA = 4096 T c Δ f max / Δ f RA 1/Delta f_text{RA}=4096T_cDelta f_text{max}/Delta f_text{RA} 1/ΔfRA=4096TcΔfmax/ΔfRA,这里 Δ f max = 480 Delta f_text{max}=480 Δfmax=480KHz, T c = 1 / ( Δ f max ⋅ N f ) T_c=1/(Delta f_text{max}cdot N_f) Tc=1/(Δfmax⋅Nf), N f = 4096 N_f=4096 Nf=4096。
例如:
PRACH format 0,1,2, Δ f RA = 1.25 Delta f_text{RA}=1.25 ΔfRA=1.25kHz,时间域信号周期为 24576 κ 24576kappa 24576κ,
PRACH format 3, Δ f RA = 5 Delta f_text{RA}=5 ΔfRA=5kHz,时间域信号周期为 6144 κ 6144kappa 6144κ,
这里, κ = T s / T c = 64 kappa=T_s/T_c=64 κ=Ts/Tc=64, T s = 1 / ( Δ f ref ⋅ N r e f ) T_s=1/(Delta f_text{ref}cdot N_{ref}) Ts=1/(Δfref⋅Nref), ( Δ f ref = 15 (Delta f_text{ref}=15 (Δfref=15kHz, N r e f ) = 2048 N_{ref})=2048 Nref)=2048。Format 0 和 Format 3 时域信号长度相同,但信号波形不同 (1个周期和4个周期),PRACH 所占的带宽不同(839×1.25kHz 约 6RB 和 839×5kHz 约 24RB)。
Format A1,A2,A3,B1,B2,B3,B4,C1,C2 的 Δ f RA = 15 ⋅ 2 μ Delta f_text{RA}=15cdot 2^mu ΔfRA=15⋅2μkHz。对于 L RA = 139 , μ ∈ { 0 , 1 , 2 , 3 } L_text{RA}=139, muin{0,1,2,3} LRA=139,μ∈{0,1,2,3},PRACH 在频域占 12RB;对于 L RA = 1151 , μ = 0 L_text{RA}=1151, mu=0 LRA=1151,μ=0,PRACH 在频域占 96RB(假定 15KHz RB);对于 L RA = 571 , μ = 1 L_text{RA}=571, mu=1 LRA=571,μ=1,PRACH 在频域占 48RB(假定 15KHz RB)。时间域信号周期为 2048 κ ⋅ 2 − μ 2048kappacdot 2^{-mu} 2048κ⋅2−μ。Format A1,A2,A3 分别占 2,4,6 周期;Format B1,B2,B3,B4 分别占 2,4,6,12 周期;Format C1,C2 分别占 1,2 周期(长 CP 信号)。
频域起点 K k 1 + k ˉ Kk_1+bar k Kk1+kˉ
时间资源
t start RA ≤ t < t start RA + ( N u + N C P , l RA ) T c t_text{start}^text{RA}le t <t_text{start}^text{RA}+(N_u+N_{CP,l}^text{RA})T_c tstartRA≤t<tstartRA+(Nu+NCP,lRA)Tc
PRACH 载波调制
ℜ { s l ( p , μ ) ( t ) e j 2 π f 0 t } Re{s_l^{(p,μ)} (t) e^{j2πf_0 t} } ℜ{sl(p,μ)(t)ej2πf0t}
随机接入发起:上层或 PDCCH 命令。
SSB、 occasion 和 preamble
对于 Type-1 随机接入过程,对应一个 PRACH occasion,UE 由参数 ssb-perRACH-OccasionAndCB-PreamblesPerSSB 提供 N 个 SS/PBCH block indexes,以及 R 个基于竞争的前导序列每 SSB 每 occasion。
ssb-perRACH-OccasionAndCB-PreamblesPerSSB CHOICE {oneEighth ENUMERATED {n4,n8,n12,n16,n20,n24,n28,n32,n36,n40,n44,n48,n52,n56,n60,n64},oneFourth ENUMERATED {n4,n8,n12,n16,n20,n24,n28,n32,n36,n40,n44,n48,n52,n56,n60,n64},oneHalf ENUMERATED {n4,n8,n12,n16,n20,n24,n28,n32,n36,n40,n44,n48,n52,n56,n60,n64},one ENUMERATED {n4,n8,n12,n16,n20,n24,n28,n32,n36,n40,n44,n48,n52,n56,n60,n64},two ENUMERATED {n4,n8,n12,n16,n20,n24,n28,n32},four INTEGER (1..16),eight INTEGER (1..8),sixteen INTEGER (1..4)}
选择项表示 SSB 每 occasion,选项的值表示每 SSB 每 occasion 基于竞争的(CB) 前导个数,例如 oneEighth 表示 1个 SSB 对应 8 个 occasions,n4 表示每 occasion 对应 4 个 CB 前导序列。对应码字为 0000000,前 3 比特表示选择 oneEighth 后四比特表示取值为 n4。
对于 Type-2 随机接入过程,
(1)与 Type-1 随机接入过程共同配置情况: 对应一个 PRACH occasion,UE 由参数 ssb-perRACH-OccasionAndCB-PreamblesPerSSB 提供 N 个 SS/PBCH block indexes,msgA-CB-PreamblesPerSSB 为每个 SSB 提供 Q 个基于竞争的前导序列。PRACH 传输可以是 对应一个 SSB 的 PRACH occasions 的一个子集,子集由参数 msgA-ssb-sharedRO-MaskIndex的 PRACH mask indes 限定(见 38.321 Clause 7.4)。
(2)与 Type-1 随机接入过程分开配置情况: 对应一个 PRACH occasion,UE 由参数 ssb-perRACH-OccasionAndCB-PreamblesPerSSB-msgA(如果有,否则 ssb-perRACH-OccasionAndCB-PreamblesPerSSB) 提供 N 个 SS/PBCH block indexes,为每个 SSB 提供 R 个基于竞争的前导序列。
前导序列分配
SS/PBCH 块映射到 PRACH occasions
SS/PBCH block的编号按照以下顺序映射的到有效 PRACH occasions:
一个 SS/PBCH 块映射到 PRACH occasions 的对应区间指从 frame 0 开始, 由Table 8.1-1 中参数 PRACH configuration period 所决定的区间集中的最小值, 满足 N T X S S B N_{TX}^{SSB} NTXSSB 个 SSB 映射到 PRACH occasions 最少一次。
根据Table 8.1-1, PRACH configuration period =10 msec 时, Association period (number of PRACH configuration periods)={1,2,4,8,16};PRACH configuration period =20 msec 时, Association period={1,2,4,8};PRACH configuration period =40 msec 时, Association period={1,2,4};PRACH configuration period =80 msec 时, Association period={1,2};PRACH configuration period =160 msec 时, Association period={1}。Association period 表示在 160 毫秒最多重复的次数。
在一个对应区间,经过整数次映射循环后,如果部分 PRACH occasions 或 preambles 没有被 N T X S S B N_{TX}^{SSB} NTXSSB 个 SSB 映射,则不再映射。经过整数个对应区间映射,如果部分 PRACH occasions 或 preambles 没有被 SSB 映射,则不再映射。
N T X S S B N_{TX}^{SSB} NTXSSB 来自 SIB1 或 ServingCellConfigCommon 中的参数 ssb-PositionsInBurst
ServingCellConfigCommon ::= SEQUENCE {
ssb-PositionsInBurst CHOICE {shortBitmap BIT STRING (SIZE (4)),mediumBitmap BIT STRING (SIZE (8)),longBitmap BIT STRING (SIZE (64))} ServingCellConfigCommonSIB ::= SEQUENCE {
ssb-PositionsInBurst SEQUENCE {inOneGroup BIT STRING (SIZE (8)),groupPresence BIT STRING (SIZE (8)) OPTIONAL -- Cond FR2-Only},
PRACH occasions 映射
(1)如果 PRACH 传输由 PDCCH 的命令触发,(DCI 1-0) PRACH mask index 域的值,如果非全 0, 指示 PRACH 传输的 occasion,这些 occasions 与 SS/PBCH block index 域所指示的 SSB 关联。
如果 DCI format 1_0 的 CRC 被 C-RNTI 加扰且 “Frequency domain resource assignment” 域全 1,DCI format 1_0用于随机接入初始化
(2)如果 PRACH 传输由上层触发,如果提供了 ssb-ResourceList,PRACH mask index 由 ra-ssb-OccasionMaskIndex指示,表示与 SSB 关联的 PRACH 传输的 occasion。
对于每个关联 SSB,PRACH occasions 的映射是连续的。由 mask index 所指示的 PRACH occasion 在每个映射周期被复位。PRACH occasion 的排序按以下顺序规则:
(3)如果 PRACH 传输由上层触发,如果提供了 csirs-ResourceList,ra-OccasionList 的值指示 PRACH 传输的 occasions,这些 PRACH occasions 与参数 csi-RS 所指示的 CSI-RS 关联。在每个映射周期被复位。
PRACH occasions 的有效性
(1)对于成对频谱 (FDD),所有的 PRACH occasions 是有效的。
(2)对于非成对频谱 (TDD)
如果 PRACH 传输由 PDCCH 的命令初始化,如果根据上层请求发送 PRACH,PRACH 的第一个符号和 PRACH 的最后一个符号的间隔应当大于或等于 N T , 2 + ∆ BWPSwitching + ∆ Delay + T switch N_{T,2}+ ∆_text{BWPSwitching}+∆_text{Delay}+T_text{switch} NT,2+∆BWPSwitching+∆Delay+Tswitch 毫秒,其中
对应同频段, UE 不在相邻时隙传输间隔小于 N 个符号情况下或同一时隙传输 PRACH 和 PUSCH/PUCCH/SRS。对于 μ=0 或 μ=1 N=2,对于 μ=3 或 μ=4 N=4, μ 是活动 UL BWP 的 SCS 配置。
对于Type-2 随机接入过程,UE 在发送 PRACH 后 发送一个 PUSCH。PUSCH 传输块的编码使用冗余版本 0 ( r v i d = 0 rv_{id}=0 rvid=0)。PUSCH 在PRACH 后间隔至少 N 个符号,对于 μ=0 或 μ=1 N=2,对于 μ=3 或 μ=4 N=4, μ 是活动 UL BWP 的 SCS 配置。
如果一个 PUSCH occasion 没有被映射到有效 PRACH occasions 的 preamble,或者对应的 PRACH preamble 没有被发送,则不发送该 PUSCH。反过来,如果 PRACH preamble 没有被映射到一个有效的 PUSCH occasion,UE 可以发送该 preamble。
PRACH preambles 和 PUSCH occasion 的映射针对每个 PUSCH 进行配置。
MsgA-PUSCH 频域资源
UE 通过 msgA-PUSCH-Config 决定 PUSCH occasions 在活动 UL BWP 的时间和频率资源。如果活动 BWP 不是初始 BWP 且活动 BWP 的 msgA-PUSCH-Config 没有提供,则使用初始 UL BWP 的 msgA-PUSCH-Config。
UE 从参数 interlaceIndexFirstPO-MsgA-PUSCH 或 frequencyStartMsgA-PUSCH 决定第一个 PUSCH occasion 的首个 interlace 或首个 RB。 nrofInterlacesPerMsgA-PO 或 nrofPRBs-perMsgA-PO 确定 PUSCH occasion 的连续 interlaces 或 RB 的数量。
interlaceIndexFirstPO-MsgA-PUSCH-r16 INTEGER (1..10)
在 PUSCH 已经有 interlace 配置的前提下,根据 interlaceIndex 确定第一个 PUSCH occasion 的首个 interlace。
inrofInterlacesPerMsgA-PO-r16 INTEGER (1..10)
确定连续的 interlace 数量。
对于交织数为 M 的交织结构, interlace m 的各 RB 所对应的 CRB 为
n C R B μ = M n I R B , m μ + N B W P , i s t a r t , μ + ( ( m − N B W P , i s t a r t , μ ) m o d M ) n_{CRB}^μ=Mn_{IRB,m}^μ+N_{BWP,i}^{start,μ}+((m-N_{BWP ,i}^{start,μ})mod M) nCRBμ=MnIRB,mμ+NBWP,istart,μ+((m−NBWP,istart,μ)modM)
在 BWP 中起始的 interlace 不一定是 interlace 0。
ifrequencyStartMsgA-PUSCH-r16 INTEGER (0..maxNrofPhysicalResourceBlocks-1),
i
nrofPRBs-PerMsgA-PO-r16 INTEGER (1..32),
确定 MsgA-PUSCH 起始物理 RB 和连续 RB 数量。物理 RB 的参考点是 BWP 的起始位置。
MsgA-PUSCH 时域资源
如果 UE 没有专有 RRC 配置或初始 UL BWP 作为活动 UL BWP 或没有被提供 startSymbolAndLengthMsgA-PO,由 msgA-PUSCH-timeDomainAllocation 提供 SLIV 和 PUSCH 映射类型通过指示
msgA-PUSCH-TimeDomainAllocation-r16 INTEGER (1..maxNrofUL-Allocations)
否则由 startSymbolAndLengthMsgA-PO 指示 SLIV,由 mappingTypeMsgA-PUSCH 指示 PUSCH 映射类型。
startSymbolAndLengthMsgA-PO-r16 INTEGER (0..127)
mappingTypeMsgA-PUSCH-r16 ENUMERATED {typeA, typeB}
对于映射一个PRACH slot 内的一个或多个前导序列到一个 PUSCH occasion,UE 通过 msgA-PUSCH-TimeDomainOffset 决定活动 UL BWP 中第一个 PUSCH occasion 的第一个 slot 相对于包含 PRACH slot 起始的 PUSCH slot 的偏移量。PRACH preamble 和 msgA PUSCH 传输不应当在同一时隙,msgA PUSCH occasions 不应当有重叠。每个时隙的首个 PUSCH occasion 有相同的 SLIV。
msgA-PUSCH-TimeDomainOffset-r16 INTEGER (1..32)
在一个时隙内的连续 PUSCH occasions 被 guardPeriodMsgA-PUSCH 个符号分隔开,具有相同的时间长度。每一时隙的时间域 PUSCH occasions 数量 N t N_t Nt 由 nrofMsgA-PO-perSlot 提供,包含 PUSCH occasions 的连续时隙的数量 N s N_s Ns 由 nrofSlotsMsgA-PUSCH 提供。
guardPeriodMsgA-PUSCH-r16 INTEGER (0..3)
nrofMsgA-PO-PerSlot-r16 ENUMERATED {one, two, three, six},
nrofSlotsMsgA-PUSCH-r16 INTEGER (1..4),
PUSCH 的 DMRS(解调参考信号) 配置由 msgA-DMRS-Configuration 配置。数据的 MCS (调制编码方案)由 msgA-MCS 提供。
MsgA-DMRS-Config-r16 ::= SEQUENCE {msgA-DMRS-AdditionalPosition-r16 ENUMERATED {pos0, pos1, pos3} OPTIONAL, -- Need SmsgA-MaxLength-r16 ENUMERATED {len2} OPTIONAL, -- Need SmsgA-PUSCH-DMRS-CDM-Group-r16 INTEGER (0..1) OPTIONAL, -- Need SmsgA-PUSCH-NrofPorts-r16 INTEGER (0..1) OPTIONAL, -- Need SmsgA-ScramblingID0-r16 INTEGER (0..65535) OPTIONAL, -- Need SmsgA-ScramblingID1-r16 INTEGER (0..65535) OPTIONAL -- Need S
}msgA-MCS-r16 INTEGER (0..15),
如果 PUSCH 根据 msgA-intraSlotFrequencyHopping 采用时隙内跳频,第二个 hop 的频域偏移量根据 Clause 8.3 所述决定,在 Table 8.3-1 中用 msgA-HoppingBits 代替 N U L , h o p N_{UL,hop} NUL,hop。 如果有 guardPeriodMsgA-PUSCH,第二个 hop 的首个符号和第一个 hop 的最后一个符号由 guardPeriodMsgA-PUSCH 个符号分隔开,否则跳频前后没有时间分隔。如果 UE 在 BWP-UplinkCommon 被提供useInterlacePUCCH-PUSCH,则不采用跳频。
UE 可使用或不使用变换预编码(transform precoding)进行 PUSCH 传输。
PUSCH 传输的空间滤波器和相应的 PRACH 相同。
MsgA-PUSCH-Config-r16 ::= SEQUENCE {msgA-PUSCH-ResourceGroupA-r16 MsgA-PUSCH-Resource-r16 OPTIONAL, -- Cond InitialBWPConfigmsgA-PUSCH-ResourceGroupB-r16 MsgA-PUSCH-Resource-r16 OPTIONAL, -- Cond GroupBConfiguredmsgA-TransformPrecoder-r16 ENUMERATED {enabled, disabled} OPTIONAL, -- Need RmsgA-DataScramblingIndex-r16 INTEGER (0..1023) OPTIONAL, -- Need SmsgA-DeltaPreamble-r16 INTEGER (-1..6) OPTIONAL -- Need R
}MsgA-PUSCH-Resource-r16 ::= SEQUENCE {msgA-MCS-r16 INTEGER (0..15),nrofSlotsMsgA-PUSCH-r16 INTEGER (1..4),nrofMsgA-PO-PerSlot-r16 ENUMERATED {one, two, three, six},msgA-PUSCH-TimeDomainOffset-r16 INTEGER (1..32),msgA-PUSCH-TimeDomainAllocation-r16 INTEGER (1..maxNrofUL-Allocations) OPTIONAL, -- Need SstartSymbolAndLengthMsgA-PO-r16 INTEGER (0..127) OPTIONAL, -- Need SmappingTypeMsgA-PUSCH-r16 ENUMERATED {typeA, typeB} OPTIONAL, -- Need SguardPeriodMsgA-PUSCH-r16 INTEGER (0..3) OPTIONAL, -- Need RguardBandMsgA-PUSCH-r16 INTEGER (0..1),frequencyStartMsgA-PUSCH-r16 INTEGER (0..maxNrofPhysicalResourceBlocks-1),nrofPRBs-PerMsgA-PO-r16 INTEGER (1..32),nrofMsgA-PO-FDM-r16 ENUMERATED {one, two, four, eight},msgA-IntraSlotFrequencyHopping-r16 ENUMERATED {enabled} OPTIONAL, -- Need RmsgA-HoppingBits-r16 BIT STRING (SIZE(2)) OPTIONAL, -- Cond FreqHopConfiguredmsgA-DMRS-Config-r16 MsgA-DMRS-Config-r16,nrofDMRS-Sequences-r16 INTEGER (1..2),msgA-Alpha-r16 ENUMERATED {alpha0, alpha04, alpha05, alpha06,alpha07, alpha08, alpha09, alpha1} OPTIONAL, -- Need SinterlaceIndexFirstPO-MsgA-PUSCH-r16 INTEGER (1..10) OPTIONAL, -- Need RnrofInterlacesPerMsgA-PO-r16 INTEGER (1..10) OPTIONAL, --
}
前导序列和 PUSCH 的映射
在一个 PRACH slot 内的有效 PRACH occasions 的连续 N preamble N_text{preamble} Npreamble 个 preamble indexes,顺序为
映射到 PUSCH occasion 和关联的 DMRS 资源,其顺序为
这里 N preamble = ⌈ ( T preamble ⁄ T PUSCH ⌉ N_text{preamble} =lceil (T_text{preamble} ⁄T_text{PUSCH} rceil Npreamble=⌈(Tpreamble⁄TPUSCH⌉, N preamble N_text{preamble} Npreamble 是每个关联模式期间内总的有效 PRACH occasions 乘以每个有效 PRACH occasion 所对应的 preambles 数量,由 msgA-PUSCH-PreambleGroup 定义; N PUSCH N_text{PUSCH} NPUSCH 是每个关联模式期间内总的有效 PUSCH occasions 乘以每个有效 PUSCH occasion 所对应的 DMRS 资源数量,由 msgA-DMRS-Configuration 定义。
PUSCH occasion 的有效性
有效的 PUSCH occasion 在时间和频率上与任何Type-1 或 Type-2 的 PRACH occasion 没有重叠。另外对于非成对频谱且 SS/PBCH 由 SIB1或 ServingCellConfigCommon 的 ssb-PositionsInBurst 提供
MsgA 的内容
首次 MSGA 传输:
(1)CCCH logical channel,或
(2)C-RNTI MAC CE,或
(3)BFR MAC CE 或截短的 BFR MAC CE 用于 SpCell 波束失效恢复
在波束失效恢复的随机接入过程,UE 的 MAC 实体发送非竞争接入的前导序列,在响应时间窗口 UE 在 SpCell 的recoverySearchSpaceId 所指示的搜索空间检测 PDCCH,SpCell 被 C-RNTI 标识。如果在此空间接收到 PDCCH,且 PDCCH 传输以 C-RNTI 寻址,认为随机接入过程成功结束。
PDCCH 传输以 RA-RNTI 寻址
为了响应 PRACH 传输,UE 在一个窗口时间内尝试检测 DCI 1_0, 该 DCI 使用 RA-RNTI 对 CRC 扰码。窗口的起始位置在 UE 被配置接收 PDCCH的 Type1-PDCCH 通用搜索空间集(CSS set) 最中早的CORESET 的第一个符号, 至少是在对应 PRACH 传输的 PRACH occasion 的最后一个符号的后一个符号,符号长度所对应的 Type1-PDCCH CSS set SCS 见 Clause 10.1 所述。Msg2 (RAR) 窗由ra-ResponseWindow 定义,长度以 slot 为单位,对应 Type1-PDCCH CSS set 的 SCS。网络配置的值在授权频谱(licensed spectrum)小于等于 10 ms,在共享频谱小于等于 40 ms。在 SCellConfig 中忽略该域。如果配置了 ra-ResponseWindow-v1610 则忽略 ra-ResponseWindow。
对应随机序列传输的 PRACH occasion 的 RA-RNTI:
RA-RNTI = 1 + s_id + 14 × t_id + 14 × 80 × f_id + 14 × 80 × 8 × ul_carrier_id
这里,
响应窗口
ra-ResponseWindow ENUMERATED {sl1, sl2, sl4, sl8, sl10, sl20, sl40, sl80},
ra-ResponseWindow-v1610 ENUMERATED { sl60, sl160}
RAR检测成功
如果 UE 检测到以相应的 RA-RNTI 加扰 CRC 的 DCI 1_0,DCI 1_0 的 SFN 域的 LSBs 与 UE 传输 PRACH 的 SFN 的 LSBs 相同,并且在窗口内在相应的 PDSCH 收到传输块, UE 将传输块传递给上层。上层在传输块中解析对应于 PRACH 的随机接入序列号 (RAPID) 。如果上层在传输块中识别出相应的 RAPID,将上行链路授权(uplink grant)指示给物理层,作为 RAR 上行资源分配。
RAR检测不成功
如果 UE 在窗口时间没有检测到以相应的 RA-RNTI 加扰 CRC 的 DCI 1_0,或者检测到 DCI 1_0 但 DCI 1_0 的 SFN 域的 LSBs 与 UE 传输 PRACH 的 SFN 的 LSBs 不同,或者在窗口内在相应的 PDSCH 没有收到传输块,或者上层在传输块中没有解析出对应于 PRACH 的随机接入序列号 (RAPID) ,上层可指示物理发送 PRACH。
重发 PRACH 时间要求
如果上层请求,UE 在窗口的最后一个符号或 PDSCH 接收的最后一个符号后不晚于 N T , 1 + 0.75 N_{T,1}+0.75 NT,1+0.75 ms 发送 PRACH ,其中, N T , 1 N_{T,1} NT,1 是 N 1 N_1 N1 个符号的时间,对应于 UE 在capability 1 情况下的 PDSCH 的处理时间,符号时间所对应的 SCS 是 DCI 1-0 所在的 PDCCH、额外 PDSCH DM-RS 所对应的 PDSCH 及 PRACH 的 SCS 的最小值。对于 μ = 0 mu=0 μ=0, UE 假定 N 1 , 0 = 14 N_{1,0}=14 N1,0=14。 对于 1.25 kHz 或 5 kHz SCS 的 PRACH 传输, UE 决定 N 1 N_1 N1 时假定 μ = 0 mu=0 μ=0。
quasi co-location
UE 在检测 DCI 1-0 和PDSCH 时使用的 DM-RS 天线端口准同位(quasi co-location)特征和 PRACH 相对应的SS/PBCH块或 CSI-RS 资源相同,不管 UE 是否被提供 DCI 1-0 CORESET 的 TCI-state。
如果 UE 尝试检测以 RA-RNTI 加扰 CRC 的 DCI 1_0, 该 RA-RNTI 所对应的 PRACH 传输由 PDCCH 命令初始化所触发的一个特定小区(Special Cell,SpCell) 的非竞争随机接入过程,UE 假定 DCI_0 所在的 PDCCH 和 命令所在的 PDCCH 有相同的 DM-RS 天线端口准同位特征。
如果PDCCH 命令初始化所触发的是一个次小区(secondary cell) 的非竞争随机接入过程,UE 假定 CORESET 的 DM-RS 天线端口准同位特征和用于接收 DCI_0 所在的 PDCCH 的 Type1-PDCCH CSS set 相对应。
Msg3 的内容
(1)CCCH logical channel,或
(2)C-RNTI MAC CE,或
(3)BFR MAC CE 或截短的 BFR MAC CE 用于 SpCell 波束失效恢复
UE 在一个窗口时间内尝试检测 DCI 1_0, 该 DCI 使用 MsgB-RNTI 对 CRC 扰码。窗口的起始位置在 UE 被配置接收 PDCCH的 Type1-PDCCH 通用搜索空间集(CSS set) 最中早的CORESET 的第一个符号, 至少是在对应 PRACH 传输的 PRACH occasion 的最后一个符号的后一个符号,符号长度对应 Type1-PDCCH CSS set 的 SCS 。窗口长度由 msgB-ResponseWindow 定义,长度以 slot 为单位,对应 Type1-PDCCH CSS set 的 SCS。
MSGB-RNTI = 1 + s_id + 14 × t_id + 14 × 80 × f_id + 14 × 80 × 8 × ul_carrier_id + 14 × 80 × 8 × 2
响应窗口
msgB-ResponseWindow-r16 ENUMERATED {sl1, sl2, sl4, sl8, sl10, sl20, sl40, sl80, sl160, sl320}
RAR检测
如果 UE 检测到以相应的 MsgB-RNTI 加扰 CRC 的 DCI 1_0,DCI 1_0 的 SFN 域的 LSBs 与 UE 传输 PRACH 的 SFN 的 LSBs 相同,并且在窗口内在相应的 PDSCH 收到传输块, UE 将传输块传递给上层。
上层指示物理层以下信息:
fallbackRAR 负载的域 (TS 38.321 6.2.3a):
successRAR 负载的域:
如果随机接入用于特定小区的波束恢复,如果 C-RNTI MAC CE 包含在 MSGA,检测由 C-RNTI 进行识别的特定小区的 PDCCH,如果接收到 PDCCH,认定 RAR 接收成功,随机接收过程成功。
如果从 MSGB-RNTI 识别的 PDCCH 得到有效的下行分配且接收到传输块(TB)被成功译码。
如果 msgB-ResponseWindow 时间到而 RAR 接收不成功,准备新的发送。
Msg3 发送之后,MAC 实体在 Msg3 的最后一个符号后启动随机竞争解析定时器(ra-ContentionResolutionTimer),检测 PDCCH。
如果 C-RNTI MAC CE 包含在 Msg3:
(1)如果随机接入用于 SpCell 的波束恢复,且 PDCCH 采用 C-RNTI 寻址,或
(2)如果随机接入由PDCCH 命令发起,且 PDCCH 采用 C-RNTI 寻址,或
(3)如果随机接入由 MAC 子层或 RRC 子层发起,PDCCH 采用 C-RNTI 寻址且包含 UL grant 用于新的传输,
竞争解析结束。停定时器 ra-ContentionResolutionTimer,丢弃 TEMPORARY_C-RNTI。随机接入成功结束。
如果 CCCH SDU 包含在 Msg3,且 PDCCH 采用 TEMPORARY_C-RNTI 寻址:
(1)如果 UE 接收到的 MAC PDU 被成功解码,则停止定时器 ra-ContentionResolutionTimer,
(2)如果 MAC PDU 包含 UE 的竞争识别码的 MAC CE 和 UE 在 Msg3 发送的 CCCH SDU 相匹配,
竞争解析成功。
如果随机接入用于系统信息请求,指示接收到系统信息请求的反馈信息。否则,将 C-RNTI 设置为TEMPORARY_C-RNTI,丢弃 TEMPORARY_C-RNTI。 随机接入过程成功结束。
如果 MAC PDU 包含 UE 的竞争识别码的 MAC CE 和 UE 在 Msg3 发送的 CCCH SDU 不匹配,丢弃 TEMPORARY_C-RNTI,随机接入过程不成功。
如果 ra-ContentionResolutionTimer 时间到,没有完成竞争解析,则竞争解析不成功。
重新发送过程:
(1)刷新 Msg3 buffer;
(2)传输次数 +1,如果超过最大限定次数,随机接入过程以不成功接收;
(3)选择随机后退时间,时间在 0 到 PREAMBLE_BACKOFF 均匀分布;
(4)执行随机接入过程;
(5)如果是 2 step RA,次数超过了 msgA-TransMax,转为 4-stepRA。
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