5G RACH配置
RACH流程包括RACH前導碼(Msg1) ,隨機訪問響應RAR(Msg2),而且從物理層角度來看,至少還有Msg3和Msg4,但是,在后期演進中,簡化了RACH流程,只有Msg1(UL)和Msg2(DL)。
隨機接入流程應考慮可能使用單波束和多波束操作,包括
1.BS或UE處的非Rx/Tx互易性
2.在BS或UE處完全或部分Rx/Tx互易
如果對下行廣播頻道/信號應用多波束賦形以進行初始接入,RACH資源由UE從檢測到的下行廣播信道/信號中獲得。
此外,關于初始接入所需信息的傳輸,特別是為了傳輸初始接入所需的信息(例如:隨機接入資源的配置),有3個選項:
選項?1:通過動態(tài)信令(例如控制信道)調(diào)度傳輸
選項2:通過半靜態(tài)信令(例如通過前一部分)安排傳輸
選項3:傳輸是單獨完成的,沒有相關的信令(例如,在規(guī)范中預定義)
RACH流程可以通過諸如初始接入、切換、RRC重建、TA調(diào)整等觸發(fā)器來啟動。在RACH流程啟動之前,UE應當從高層接收PRACH和前導碼配置信息。
在LTE系統(tǒng)中,UE通過系統(tǒng)信息(SIB2)確定PRACH資源和前導碼的集合。另外,PRACH配置與TDD系統(tǒng)中的UL/DL配置耦合?;谶@樣的配置方法,如圖1所示,假設一個PRACH的長度是一個子幀,并且在一個幀中有10個子幀,則PRACH資源被配置為靜態(tài)或半靜態(tài),這將限制資源靈活性并且使得難以支持諸如動態(tài)TDD之類的操作。
因此,為了提高資源的靈活性,NR系統(tǒng)還應支持PRACH資源的動態(tài)配置。例如,如圖2所示,橙色的資源靜態(tài)或半靜態(tài)配置,以保證RACH流程的基本要求,而藍色部分動態(tài)配置,作為補充,以增強容量,減少碰撞的可能性。

如上所述,RACH流程可以由不同的事件觸發(fā),并且UE可以處于RRC_IDLE 或RRC_CONNECTED狀態(tài)。因此,時延和可靠性要求以及UE獲取用于發(fā)起RACH流程信息的能力可以隨觸發(fā)器而變化。例如,當觸發(fā)RACH流程以進行初始接入時,UE只能確定由特定小區(qū)信令指示的資源。這種特定于小區(qū)的信號可以半靜態(tài)或動態(tài)傳輸。另一個例子是,如果諸如切換或TA調(diào)整之類的事件在RRC_CONNECTED狀態(tài)下觸發(fā)RACH流程,則UE可以接收UE特定的動態(tài)信令。因此,為了支持由不同事件觸發(fā)的RACH過程并提高資源靈活性,BS應當被配置成通過小區(qū)特定的半靜態(tài)/動態(tài)信令和UE特定的動態(tài)信令兩者來傳輸發(fā)起RACH流程所需的信息。
Multi-numerology場景下的PRACH
考慮到多numerology場景,指示用于發(fā)起RACH過程的信息控制信令可以在每個numerology上或僅在參考numerology上傳送,PRACH資源不僅可以配置在參考numerology上,還可以配置在其他numerology上,以保證容量和減少隨機訪問的沖突。因此,圖3給出了PRACH配置的幾個例子。

Case 1:每個numerology上的控制信令分別表示每個numerology上的PRACH資源。
Case 2:參考numerology上的控制信令隱式/顯式地指示每個numerology上的PRACH資源。
Case 3:參考numerology上的控制信令隱式/顯式表示每個numerology上的靜態(tài)/半靜態(tài)PRACH資源,而每個numerology上的控制信令分別表示動態(tài)資源。
Case 4:參考numerology上的控制信令隱式/顯式地表示每個numerology上的靜態(tài)PRACH資源,而每個numerology上的控制信令分別表示半靜態(tài)/動態(tài)資源。
所以,在多numerology場景中,啟動RACH流程所需的信息可以在每個numerology上傳輸,也可以僅在參考numerology上傳輸,而PRACH資源也配置在其他命理上,以保證容量和減輕沖突。
多波束場景中的PRACH
在NR系統(tǒng)中,波束掃描是必要的操作,以便用窄波束覆蓋整個小區(qū),特別是在高頻段。在這種操作下,這里提出了兩種PRACH配置方案。
方案1如圖4所示。這里,每個下行TX波束與專用PRACH資源相關聯(lián)。UE應利用與其優(yōu)選下行波束相關聯(lián)的PRACH來發(fā)起RACH流程。

對于圖5所示的選項2,2個下行波束可以共享公共PRACH資源。與在選項1中相同,UE應利用與其優(yōu)選下行波束相關聯(lián)的PRACH資源。

與選項1相比,選項2具有更低的資源開銷和時延。在相同的開銷下,由于PRACH信號持續(xù)時間較長,選項2可能支持更大的小區(qū)范圍。此外,具有非/部分互惠性的UE可以更容易地接入網(wǎng)絡。因此,基于比較,方案2是支持基于波束掃描的RACH程序的更好選擇。