對于5G?RACH流程，協(xié)議有以下規(guī)定：

多MSG1傳輸：對于非競爭隨機(jī)接入，受監(jiān)控的RAR窗口結(jié)束之前僅傳輸一條Msg1信息，但UE可以配置為同時(shí)發(fā)送多個msg1消息。

多RAR：UE基本行為是UE假設(shè)在給定RAR窗口內(nèi)的UE處接收單個RAR，如果需要，NR隨機(jī)接入不應(yīng)排除UE在給定RAR窗口內(nèi)接收多個RAR。

RACH時(shí)機(jī)：至少在沒有g(shù)NB Tx/Rx波束對應(yīng)的情況下，gNB可以配置下行信號/信道與RACH資源子集或前導(dǎo)碼索引子集之間的關(guān)聯(lián)，以確定Msg2 下行Tx波束。

物理隨機(jī)接入信道

5G?RACH資源協(xié)議規(guī)定如圖1所示，PRACH區(qū)域應(yīng)與上行符號/時(shí)隙/子幀的邊界對齊。RACH格式應(yīng)考慮單個和多個波束分開情況，如下：

• 單波束gNB：典型的應(yīng)用場景是較大的小區(qū)，因此需要較長的前導(dǎo)碼長度。為了減少RACH開銷，RACH場合（RO：RACH occasions）N的數(shù)量應(yīng)該很小，最好像在LTE中那樣為N＝1。

• 多波束gNB：由于高路徑損耗和多波束部署，典型的應(yīng)用場景是小?小區(qū)。因此，短前導(dǎo)碼長度有助于減少RACH延遲和開銷。為了支持gNB波束掃描，RACH（RO）N的數(shù)量應(yīng)該很大。

在這兩種情況下，在LTE設(shè)計(jì)之后，OFDM符號的數(shù)量可以是1或2。

在NR中，gNB可以有或沒有波束對應(yīng)。為了獲得Msg2的DL-Tx波束，gNB可以配置SSB和RACH資源之間的關(guān)聯(lián)。有兩種配置，如圖2所示：

1） 在圖2（b）中，所有SSB都與相同且固定大小的RACH資源相關(guān)聯(lián)。具體地說，在該示例中，SS?burst1和SS?burst2中的每個SSB與一個RO相關(guān)聯(lián)。

2） 在圖2（c）中，SSB與不同且可配置的RACH資源大小相關(guān)聯(lián)，每個SSB與所需的RACH資源大小相關(guān)聯(lián)。具體地說，SS?burst1中的每個SSB與兩個RO相關(guān)聯(lián)，其中UE可以選擇其中一個來發(fā)送Msg1.在本例中，SS?burst2中的每個SSB與一個RO相關(guān)聯(lián)。

對于具有相同和固定大小的RACH資源的配置，沒有額外的信令來傳送RACH資源設(shè)置。然而，適應(yīng)RACH資源并不靈活。另一方面，通過不同且可配置的關(guān)聯(lián)，根據(jù)每個SS波束中的負(fù)載自適應(yīng)RACH資源時(shí)，是靈活且高效的。然而，關(guān)聯(lián)配置略微增加了額外的信令。表1給出了兩種配置的優(yōu)缺點(diǎn)。

實(shí)際上，UE隨機(jī)分布在一個小區(qū)中。SSB波束覆蓋下的UE數(shù)量是時(shí)變的，如圖3所示。在時(shí)間t1時(shí)SSB#1（定時(shí)索引）中的ue小于時(shí)間t2時(shí)的ue，因此在時(shí)間t2時(shí)可以分配與SSB#1相關(guān)聯(lián)的更多RACH資源。此外，由于SSB#2下的ue的數(shù)量相同，因此與SSB#2相關(guān)聯(lián)的RACH資源在t2中可以保持相同。

隨機(jī)接入流程

對于多波束部署，gNB以波束掃描方式在SSB上傳輸NR-PSS/SSS或NR-PBCH，如圖2（a）所示。UE通過檢測SSB來獲取gNB處的優(yōu)選DL-Tx波束和UE Rx波束信息?；谂cSSB/burst相關(guān)聯(lián)的RACH資源，UE啟動RACH過程。

Msg1

對于非競爭隨機(jī)接入，可以使用多個Msg1應(yīng)允許通過多個RO進(jìn)行傳輸，以減少由于TX-RX波束對不匹配造成的延遲。例如，在上行波束管理中，UE需要發(fā)送多個前導(dǎo)碼，以獲得更好的上行TX-RX波束對。

下行同步的UE將在與同步的DL-SSB相關(guān)聯(lián)的RACH資源處發(fā)送隨機(jī)接入信號。Msg1由于UE不知道波束通信是否保持或遭受深度信道衰落，傳輸可能失敗。為了Msg1重傳，UE有兩種選擇。1） 單次傳輸：UE只發(fā)送一條Msg1在RAR窗口之前的UE選擇的UL TX-RX波束對上。2） 多個傳輸：UE在RAR窗口之前的多個UL TX-RX波束對上發(fā)送多個Msg1，其中UE可以發(fā)送具有相同TX波束或不同TX波束的多個前導(dǎo)碼。兩種傳輸之間的比較如下所示：

重傳過程可能會對UE造成非常大的延遲，因此支持多個Msg1傳輸是合理的。另一方面，在RAR之前的傳輸期間，應(yīng)使用相同的傾斜功率來提高RA檢測概率，以及TX波束切換與否取決于UE。

多Msg1傳輸下的Msg2傳輸

用于基于競爭的多Msg1傳輸?shù)?/span>隨機(jī)接入，gNB可以檢測不同RO中的前置碼，如圖4所示：

1） UE1發(fā)送兩個前導(dǎo)碼P1和P2，gNB檢測這兩個前導(dǎo)碼，其中P1和P2可能是相同或不同的前導(dǎo)碼。

2） UE2發(fā)送兩個前導(dǎo)碼P3和P4，但gNB僅檢測一個前導(dǎo)碼P4，其中P3和P4可能是相同或不同的前導(dǎo)碼。

TRP不知道檢測到的前導(dǎo)碼來自同一個UE還是不同的UE，這將導(dǎo)致歧義問題。為了解決這種模糊性，gNB可以采用兩種方法：

方法1：gNB在單個Msg2中為每個檢測到的前導(dǎo)發(fā)送RAR，如圖4（a）所示。

方法2：gNB分兩個階段傳輸RAR，如圖4（b）所示。gNB首先只響應(yīng)RO#1中的P1，然后gNB接收Msg3。UE1將報(bào)告Preamble P2已傳輸，但gNB未響應(yīng)。然后gNB將知道檢測到的P2來自同一個UE，并且只決定在下一個Msg2中響應(yīng)P4。換句話說，gNB首先通過單個Msg2響應(yīng)檢測到的前導(dǎo)碼的一個子集。然后在接收到Msg3后響應(yīng)部分/所有剩余檢測到的前置碼。表3列出了這兩種方法的優(yōu)缺點(diǎn)。

在多個TRP場景中，UE可以使用不同的UE Tx波束在多個RACH時(shí)刻發(fā)送前導(dǎo)碼。具有不同UE Tx波束的UE的前導(dǎo)碼可由多個trp接收。網(wǎng)絡(luò)可以指示接收到的最佳RACH時(shí)機(jī)，以幫助UE確定Msg3的上行Tx波束。

Msg3傳送

Msg3傳輸將使用低MCS，以確保穩(wěn)健性。它不需要高數(shù)據(jù)速率和高M(jìn)CS。

對于具有多個trp的NR小區(qū)內(nèi)的4步RACH流程，由于NR小區(qū)包含比LTE小區(qū)更多的ue，因此給定在LTE中相同的前導(dǎo)序列池大小，前導(dǎo)碼的沖突率更高。減少隨機(jī)接入沖突的方法包括增加RACH資源和前導(dǎo)序列池大小。在LTE競爭解決方案中，沖突的UE中只有一個UE獲得永久CRNTI，而其他沖突的UE重新啟動RACH。在NR中，放大的小區(qū)大小或高頻區(qū)域中的定向波束賦形傳輸可用于解決RACH沖突，使得在RACH之后NR小區(qū)中的多個沖突ue可獲得（不同的）CRNTI。如果NR競爭解決方案不成功，它會退回到類似LTE的競爭解決方案，并且至少一個沖突的UE會重新啟動RACH。

NR小區(qū)中的競爭解決方案有兩種選擇：

·方案1：Msg 1中的競爭解決方案。Msg 1中相同前導(dǎo)的傳輸可以在Msg 1中通過地理上分離的不同接收trp?group來區(qū)分，或者通過不同的定向天線波束（來自可能的多個trp），或者通過連接到前導(dǎo)的不同有效載荷來區(qū)分。然后，發(fā)送多個不同的Msg 2，以通過不同的TRP集或不同的波束集將不同的UL-grant/TA/T-CRNTI分配給沖突的UE，或者在UE側(cè)使用附加在Msg 1中的不同有效負(fù)載進(jìn)行區(qū)分。從這一步開始，Msg 3和Msg 4分別針對每個不同的沖突UE發(fā)送，并且這些UE最終可能具有不同的CRNTI。

·方案2：Msg 3中的競爭解決方案。如果沖突的UE被分配相同的Msg 2并在Msg 3中的相同資源上發(fā)射，則可以通過地理上分離的不同TRP集或通過不同的定向天線波束來減輕相互干擾，從而可以解碼多個Msg 3，盡管Msg 2中包含的TA可以僅用于一個UE。在這種情況下，可以發(fā)送多個Msg 4，并且至少一個Msg 4為其中一個碰撞UE攜帶新的CRNTI。其中一個解碼沖突UE將其臨時(shí)CRNTI提升為永久CRNTI，而Msg 3中的其他解碼沖突UE在Msg 4中獲得新的CRNTI。

在方案2中，Msg 4的應(yīng)支持承載新的CRNTI，以解決NR中的潛在競爭問題。