在NR中，統(tǒng)一初始接入流程需考慮單波束和多波束操作。接入方案的設(shè)計(jì)應(yīng)涵蓋不同的場(chǎng)景以及TRP和UE的不同假設(shè)能力。在NR的低頻網(wǎng)絡(luò)中，TRP/UE的下行覆蓋區(qū)域或上行覆蓋距離可以由單個(gè)波束覆蓋，這被稱為基于單波束的方法。然而，在更高頻率的情況下，由于較大的路徑損耗，信道/信號(hào)傳輸嚴(yán)重依賴于高度定向鏈路。在這種情況下，需要多個(gè)定向波束來覆蓋下行覆蓋區(qū)域并執(zhí)行初始接入，這稱為基于多波束的方法。無論如何，從UE的角度來看，對(duì)于基于單波束或多波束的方法，初始接入過程應(yīng)盡可能統(tǒng)一。

此外，TRP的不同波束賦形能力和UE的波束賦形能力也將影響基于波束的接入設(shè)計(jì)。例如，取決于TRP的波束賦形能力，它可能能夠在一個(gè)方向、多個(gè)方向或?qū)嶋H上在所有可能的方向上同時(shí)發(fā)送同步信號(hào)。無論如何，對(duì)于TRP/UE的不同波束賦形能力，初始接入過程也應(yīng)該盡可能統(tǒng)一。

對(duì)于高頻情況下基于多波束的接入操作，小區(qū)所需的波束數(shù)量可能非常大。具有不同波束的初始接入信道/信號(hào)通常是具有相同傳送信息的多次重復(fù)。與基于單波束的方法相比，這些信道/信號(hào)的開銷隨著小區(qū)中所需波束數(shù)的增加而增加。因此，基于波束接入的第一個(gè)問題是開銷。

此外，由于UE的移動(dòng)性，接收初始接入信道/信號(hào)的UE的服務(wù)波束可能需要改變。UE處頻繁的波束切換將在可靠性方面帶來新的挑戰(zhàn)。所以，對(duì)于基于波束的初始接入信道/信號(hào)，NR系統(tǒng)設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮以下問題：

• 基于多波束方法的開銷問題

• 基于波束傳輸?shù)目煽啃詥栴}

初始接入流程取決于網(wǎng)絡(luò)部署場(chǎng)景?？紤]到單波束只是多波束的一個(gè)特例，多波束的設(shè)計(jì)也可以應(yīng)用于單波束。以下設(shè)計(jì)適用于兩種方法。

非獨(dú)立場(chǎng)景中的初始接入

當(dāng)NR在低頻率（例如sub-6 GHz）和較高頻率下工作時(shí)，NR較低頻率的TRP可協(xié)助較高頻率的TRP完成接入過程。此部署稱為多連接操作。在這種情況下，假設(shè)UE已經(jīng)實(shí)現(xiàn)到LF-TRP的粗略同步，并且已經(jīng)連接到低頻網(wǎng)絡(luò)。非獨(dú)立場(chǎng)景中的初始接入步驟如下圖1所示：。

考慮到HF-TRP上的時(shí)間粒度可能更小，仍然需要HF-TRP上的精細(xì)同步來完成HF-TRP的符號(hào)/子幀定時(shí)。從圖1可以看出，UE在從LF覆蓋獲得上行接入前導(dǎo)后執(zhí)行隨機(jī)接入。假設(shè)上下行保持信道互易性，UE可以將在下行同步信號(hào)（HF）接收期間檢測(cè)到的優(yōu)選下行接收寬波束視為上行接入前導(dǎo)（HF）傳輸?shù)膬?yōu)選波束。甚至，UE可以利用一些窄波束掃描來提高TRP側(cè)的SNR。波束掃描后，HF TRP決定最佳的Tx/Rx波束對(duì)。因此，在下面的步驟中，TRP將另外向UE通知最佳UE?beam ID。此后，UE應(yīng)使用窄波束進(jìn)行傳輸和接收。

SA場(chǎng)景中的初始接入

在NR中，高頻網(wǎng)絡(luò)也可以獨(dú)立運(yùn)行。在這種情況下，除了小區(qū)搜索、粗同步和MIB/SIB傳送之外，流程還應(yīng)盡可能采用低頻輔助高頻的通用設(shè)計(jì)?；诓ㄊx形的SS/廣播信道/SIB和相應(yīng)的RACH傳輸?shù)脑敿?xì)初始接入過程可以在圖2中找到。

發(fā)送多個(gè)波束賦形的同步信號(hào)/廣播信道，用于幀/子幀/符號(hào)定時(shí)、超cell ID識(shí)別和初始系統(tǒng)信息的獲取。并且UE的前導(dǎo)/RAR?由與波束信息相關(guān)聯(lián)的所選資源索引分組。為了在初始接入之前實(shí)現(xiàn)所選資源的上行響應(yīng)，可使用該響應(yīng)的專用新前導(dǎo)來指示所選資源索引。在UE連接到小區(qū)之后，gNB配置波束賦形RS以用于波束細(xì)化/移動(dòng)性。

NR應(yīng)針對(duì)不同的UE能力/類型（例如，eMBB/URLLC UE和mMTC UE）設(shè)計(jì)不同的同步信號(hào)和系統(tǒng)信息交付方法。為了在不同場(chǎng)景下的多個(gè)波束賦形控制面信道/信號(hào)（例如，同步信號(hào)和系統(tǒng)信息）的時(shí)延和開銷之間進(jìn)行折衷，可以考慮通過波束開/關(guān)逐漸按需傳輸，如圖3所示，稱為MBC（Multiple Beamforming for Control）。在圖中，同步信號(hào)（SS）/mib/sib以always-on的方式傳輸，對(duì)于空閑ue和活動(dòng)ue都具有長(zhǎng)周期性。這些長(zhǎng)周期的常開SS/MIB/SIB可用于維護(hù)基本同步和初始接入過程。此外，基于來自活動(dòng)UE的關(guān)于這些始終在線的SS/mib/sib的反饋，TRP可以進(jìn)一步打開那些優(yōu)選的波束/資源，并以短周期發(fā)送一些按需SS/mib/sib以服務(wù)于那些活動(dòng)UE。這些按需SS/mib/sib還可以使空閑UE受益，并幫助它們更高效地完成初始接入。然后關(guān)閉未檢測(cè)到的波束/資源，短周期內(nèi)不使用。

在圖4中可以找到波束ON/OFF程序的圖示。有源UE解析優(yōu)選波束（例如，beam 2和4）并將其報(bào)告給TRP?；诖朔答?，beam 2和4被打開，用于按需SS/MIB/SIB傳輸，beam 1、3和5未使用，因此被關(guān)閉。

在以下過程中，波束賦形系統(tǒng)信息（例如SIB1/SIB2）僅與所選波束一起發(fā)送。因此，對(duì)于基于多波束的方法，基于UE的波束發(fā)現(xiàn)過程的按需系統(tǒng)信息交付可以減少開銷。同步信號(hào)和廣播信道的占空比可以相應(yīng)地伸縮。

信道將受到由移動(dòng)或靜止物體引起的阻塞效應(yīng)的影響，此阻塞問題可能會(huì)嚴(yán)重影響無線鏈路的信道質(zhì)量。為了緩解這種阻塞問題，基于波束的接入流程可以考慮多波束關(guān)聯(lián)。UE同時(shí)保持與不同波束的多個(gè)連接，如圖5所示。一些波束可能不用于傳輸，而僅用于備份。例如，UE可以測(cè)量和選擇具有不同波束的多個(gè)SS資源，以保持粗略的時(shí)間/頻率同步。此外，對(duì)于UE，如圖5的右部分所示，可以同時(shí)發(fā)送多個(gè)前導(dǎo)碼以克服UE的旋轉(zhuǎn)或移動(dòng)性的影響。

在LTE中，它允許在連續(xù)的四個(gè)幀中發(fā)送PBCH的最大四次組合，以提高PBCH的接收性能。與LTE類似，在NR中，為了進(jìn)一步提高基于波束的接入中傳輸?shù)聂敯粜?，可以考慮具有不同波束的信號(hào)/信息的組合，如圖6所示。組合的信號(hào)/信息可以包括具有不同波束的多個(gè)廣播信道或具有不同波束的多個(gè)系統(tǒng)信息等。

波束賦形同步信號(hào)/廣播信道可用于幀/子幀/符號(hào)定時(shí)。然而，如果子幀索引和符號(hào)索引都通過PBCH進(jìn)行，則具有不同波束的PBCH的內(nèi)容需要不同。然后，不可能執(zhí)行在不同資源處發(fā)送的PBCH的組合以增強(qiáng)PBCH檢測(cè)性能。

另一方面，如果同步信號(hào)單獨(dú)攜帶子幀/符號(hào)索引信息，則需要大量不同的同步信號(hào)資源來識(shí)別不同的子幀/幀索引。UE的盲檢測(cè)復(fù)雜度和功耗將顯著增加。同時(shí)，應(yīng)當(dāng)注意，多個(gè)波束賦形同步信號(hào)的多個(gè)資源位置可能導(dǎo)致幀定時(shí)的模糊性。初始接入過程中的幀定時(shí)模糊問題需要在NR中進(jìn)一步研究。

NR中初始接入的其他可靠增強(qiáng)方法

• 基于重復(fù)的接入

在LTE Rel-13 eMTC上，針對(duì)LTE信道和信號(hào)（如PBCH、PDCCH等）指定了基于重復(fù)的方案。在以低移動(dòng)性和窄頻帶運(yùn)行的NR中，基于重復(fù)的方法也可以與基于波束的方法聯(lián)合考慮。

• SFN

SFN是一種眾所周知的提高覆蓋率的技術(shù)，特別是對(duì)于廣播信號(hào)/頻道。該方案通常假設(shè)小區(qū)之間密集部署基站/TRP?？紤]到密集城市是NR中的一個(gè)重要部署場(chǎng)景，SFN可能是干擾受限場(chǎng)景中覆蓋擴(kuò)展的補(bǔ)充解決方案。

• 功率提升

功率提升是擴(kuò)展窄帶同步和廣播信號(hào)覆蓋范圍的另一種選擇。功率提升方法具有一些優(yōu)點(diǎn)，例如所需的預(yù)期規(guī)范工作量最小。