5G RACH統(tǒng)一流程
當(dāng)gNB上的Tx/Rx互易性至少可用于多波束操作時,至少在空閑模式下的UE可以基于檢測到的RACH前導(dǎo)碼獲得UE的下行Tx波束,并且還將應(yīng)用于Msg2,Msg2中的UL grant可指示Msg3的傳輸定時,對于具有和不具有Tx/Rx互易性的情況,應(yīng)采用公共隨機接入流程;當(dāng)Tx/Rx互易性不可用時,至少對于處于空閑模式的UE,是否或如何向gNB報告下行Tx波束?通過RACH preamble/資源、Msg3?
測量結(jié)果與RACH?Group之間的關(guān)系
RACH?Group包含若干對{RACH resource, preamble},圖1顯示了三種不同顏色的RACH?Group。在圖1(a)中,由于時間多路復(fù)用,不相交的RACH?Group使用不同(不相交)的RACH資源子集,但使用相同的前導(dǎo)碼子集。在圖1(b)中,由于頻率復(fù)用,不相交的RACH?Group使用不同(不相交)的RACH資源子集,但使用相同的前導(dǎo)碼子集。在圖1(c)中,不相交的RACH?Group使用相同的RACH資源子集,但不同的不相交前導(dǎo)碼子集。在所有情況下(a)-(c),不存在包含在多個RACH?Group中的RACH資源和前導(dǎo)碼的組合。因此,RACH?Group是不相交的。

RACH?Group概念在關(guān)于各種RACH用例的討論中也可能有用,其中保留了“special preamble”。如果在所有RACH資源中沒有預(yù)留前導(dǎo)碼,那么考慮“special preamble?group”可能更合適。
對于在gNB處可用Tx/Rx互易性的情況,可以基于檢測到的前導(dǎo)來獲得UE的下行Tx波束。換句話說,通過UE對RACH資源子集的選擇,將最佳測量結(jié)果的索引(而不是結(jié)果本身)通知gNB,例如,最佳下行Tx波束的索引。
對于在gNB不可用Tx/Rx互易性的情況,應(yīng)進一步考慮是否或如何向gNB報告最佳下行Tx波束。因此,RACH框架應(yīng)能夠涵蓋所有級別的發(fā)送/接收互易性。此外,關(guān)聯(lián)框架還應(yīng)該包含連接模式隨機接入(注意,到目前為止的協(xié)議只處理空閑模式)。
下面討論典型的單波束隨機接入以及連接模式隨機接入情況。在關(guān)聯(lián)和選擇中包括前導(dǎo)碼子集的一個目的是允許也通過前導(dǎo)碼子集指示最佳測量結(jié)果,而不僅僅是通過RACH資源的子集。另一個目的是引入適合不同UE狀態(tài)甚至不同UE的靈活的前導(dǎo)碼子集。此外,LTE支持這種靈活性,其中符合空閑UE條件的前導(dǎo)碼子集可以在所有64個前導(dǎo)碼之間調(diào)整為僅4個前導(dǎo)碼。在連接模式下的無競爭隨機接入中,將特定前導(dǎo)分配給UE,即符合該UE條件的前導(dǎo)子集是單個前導(dǎo)。
圖2說明了下行信道/信號與不相交的RACH?Group之間的關(guān)聯(lián)以及基于最佳測量結(jié)果的RACH?Group選擇。只要不相交的RACH?Group(N)的數(shù)目等于不同的測量結(jié)果(N),UE就可以通過RACH?Group選擇向gNB指示最佳測量結(jié)果。換句話說,如果RACH?Group的數(shù)量等于SSB/beam的數(shù)量,則UE可以完全傳送最佳SSB/beam,即使gNB不支持Tx/Rx互易性并且所有SSB與RACH資源的相同子集相關(guān)聯(lián)。

圖3說明了一個多波束示例,其中g(shù)NB不支持Tx/Rx互易性,這意味著gNB在接收前置碼時也需要執(zhí)行時域波束掃描。這意味著,無論哪個SSB(下行Tx波束)具有最佳測量結(jié)果,SSB都需要與相同的時域間隔相關(guān)聯(lián),在此期間gNB執(zhí)行上行波束掃描。因此,時域不能用于指示最佳測量結(jié)果,即最佳下行Tx波束。相反,通過使用頻率或前導(dǎo)域來創(chuàng)建不相交的RACH?Group。通過使用頻域,擴展了RACH資源的數(shù)量。通過使用前導(dǎo)碼域,減少了與每個SSB相關(guān)聯(lián)的前導(dǎo)碼子集。只要測量結(jié)果(SSB)N的數(shù)量小于或等于不相交的RACH?Group的數(shù)量(=F*P,其中F是頻域中RACH資源的不相交子集的數(shù)量,P是前導(dǎo)碼的不相交子集的數(shù)量),則可以通過檢測到的前導(dǎo)碼完全指示最佳測量結(jié)果。

當(dāng)Tx/Rx互易性在gNB處可用時的情況更容易,因為每個SSB可與RACH資源的不相交子集(在時域中)相關(guān)聯(lián)。因此,不需要使用頻域或前導(dǎo)域來提供最佳下行Tx波束指示。
在單波束情況下,存在單個SSB/波束,因此無需指示最佳下行Tx波束。然而,gNB可以選擇將單個SSB與多個時域RACH資源相關(guān)聯(lián),并指示重復(fù),以便提供覆蓋或性能增強。
連接模式UE不一定使用與空閑UE相同的用于移動性的信號集,即SSB/burst/burst set中的小區(qū)級下行信號。相反,連接模式UE可以使用UE專門配置的RS,稱之為beam RS(BRS),其例如可以表示小區(qū)內(nèi)的窄波束、波束組或單個trp。如果在連接模式RACH過程中也可以使用用于最佳測量結(jié)果(例如,最佳窄波束,最佳TRP)的通信模式,則可以實現(xiàn)更高效的過程(例如,較低的UE發(fā)射功率、更好的前導(dǎo)碼檢測性能、MSG2-4的更高頻譜效率等)。因此,上述關(guān)聯(lián)和RACH組選擇框架也應(yīng)用于連接模式UE。
在某些情況下,例如,對于許多DL-Tx波束,創(chuàng)建足夠多的不相交RACH組來支持通過選擇RACH組來完全指示最佳DL-Tx波束可能是不可行的。在這種情況下,可通過選擇RACH組實現(xiàn)最佳DL TX波束的部分指示,同時在MSG3中完成指示。在部分指示的一個示例中,多個(而不是單個)測量結(jié)果與同一RACH組相關(guān)聯(lián)。gNB仍然可以使用部分指示來改進RACH前導(dǎo)碼檢測和RAR傳輸性能。
UE側(cè)的不同Tx/Rx互易
作為一般原則,用于RACH前導(dǎo)傳輸?shù)腢E Tx波束選擇應(yīng)由UE決定,即對網(wǎng)絡(luò)透明。
例如,UE可以使用其支持的任何Tx/Rx互易級別來基于下行信號選擇UE Tx波束。一些UE不支持Tx/Rx互易性,并且可能必須對前置碼執(zhí)行UE Tx波束掃描。前導(dǎo)碼的UE Tx波束掃描應(yīng)取決于UE實現(xiàn),但應(yīng)考慮對前導(dǎo)碼傳輸量或速率的一些固定或可配置限制,以保持PRACH負(fù)載處于控制之下。多個前導(dǎo)碼傳輸應(yīng)該在所選的RACH組中。
網(wǎng)絡(luò)可通知UE應(yīng)執(zhí)行重復(fù)的前導(dǎo)傳輸。對于那些情況,如果UE在所配置的重復(fù)期間不改變UE Tx波束,例如,以實現(xiàn)gNB中前導(dǎo)碼的相干組合,則可能是有益的。
在gNB和UE都不支持互易性的最壞情況下,雙方都需要執(zhí)行波束掃描。在這種情況下,gNB可以在重復(fù)的前導(dǎo)傳輸期間執(zhí)行波束掃描,其中UE被通知,并且在UE不改變其UE Tx波束期間執(zhí)行波束掃描。另一方面,UE將不得不在這種重復(fù)的前導(dǎo)傳輸之間改變其UE Tx波束。
圖4–圖7顯示了不同gNB和UE互易性級別的波束掃描。由于匹配了UE Tx和gNB Rx波束,“star”表示成功的前導(dǎo)檢測。UE可以在“star”之后終止前導(dǎo)傳輸,因為它接收到隨機接入響應(yīng)。

