傳統(tǒng)5G隨機(jī)接入的四個(gè)步驟基于UE和gNB之間的四條消息（MSG）交互：

• MSG1：由UE根據(jù)隨機(jī)接入配置和下行測(cè)量發(fā)送的一個(gè)或多個(gè)前導(dǎo)碼。

• MSG2：對(duì)gNB傳輸?shù)腗SG1前導(dǎo)的一個(gè)或多個(gè)響應(yīng)，提供MSG3的進(jìn)一步信息和調(diào)度。

• MSG3:L2/L3消息

• MSG4：競(jìng)爭(zhēng)解決方案

NR 4步過程大體上遵循LTE 4步隨機(jī)接入過程的原理。

為了支持不同的NR使用場(chǎng)景并確保前向兼容性，NR隨機(jī)接入需要靈活且可配置。然而，為了避免壓倒性的隨機(jī)接入配置，需要仔細(xì)選擇要靈活和可配置的方面。LTE中的隨機(jī)接入配置可以作為NR中的隨機(jī)接入配置的基線，并且如下所述修改一些方面。

在LTE中，前導(dǎo)碼格式和PRACH子幀集由PRACH配置索引（0-63）共同指示。在NR中，前導(dǎo)碼格式將包括幾個(gè)方面，包括重復(fù)次數(shù)（例如，支持TRP Rx波束掃描）和前導(dǎo)碼numerology （例如子載波間隔）。結(jié)合廣泛的PRACH子幀集，組合的數(shù)量可能過多。然而，典型的前導(dǎo)碼格式可能嚴(yán)重依賴于載波頻率，在更高的載波頻率下，更高的重復(fù)次數(shù)和更高的子載波間隔更為普遍。因此，PRACH配置指數(shù)的含義可能與NR中的頻率有關(guān)。

MSG1前導(dǎo)碼格式和資源配置（例如以PRACH配置索引的形式）定義了用于MSG1傳輸?shù)乃锌捎觅Y源，至少用于所配置的UE。然而，UE可以被配置為基于與下行廣播信道/信號(hào)的關(guān)聯(lián)來選擇那些資源的子集。

RACH?Group定義如下：

• RACH?group是以下各項(xiàng)的組合：

1.?RACH資源的子集

2.?PRACH前導(dǎo)碼的子集。

如果在最多一個(gè)RACH?group中包含RACH資源和前導(dǎo)碼的任何組合，則RACH?group是不相交的。

測(cè)量結(jié)果和RACH?group之間的關(guān)聯(lián)在隨機(jī)接入配置中配置。以下項(xiàng)目符號(hào)列出了定義RACH?group的參數(shù)示例以及測(cè)量結(jié)果與RACH?group之間的關(guān)聯(lián)：

A.測(cè)量結(jié)果的數(shù)量

1.?典型的“beam-level”RRM測(cè)量結(jié)果，如SSB?RSRP或附加RS的RSRP，用于連接移動(dòng)性。

2.?可能沒有必要明確配置測(cè)量結(jié)果的數(shù)量，例如SSB?RSRP的數(shù)量。

B.MSG1?preamble format

1.?包括MSG1傳輸中多個(gè)/重復(fù)前導(dǎo)碼的不同數(shù)量

C.MSG1傳輸?shù)臅r(shí)間和頻率資源

1.?RACH傳輸時(shí)機(jī)被定義為可以在其上傳輸MSG1的時(shí)頻資源。

2.?MSG1時(shí)間實(shí)例表示RACH傳輸場(chǎng)合的時(shí)間實(shí)例。換句話說，在同一MSG1時(shí)間實(shí)例上可能存在多個(gè)頻率復(fù)用的RACH傳輸場(chǎng)合。

D.RACH?group周期，即重復(fù)相同RACH組的MSG1時(shí)間實(shí)例數(shù)之后。

1.?One值（例如1）對(duì)應(yīng)于在每個(gè)MSG1時(shí)間實(shí)例中重復(fù)的相同RACH?group。這種配置在沒有TRP波束對(duì)應(yīng)的情況下非常有用，即測(cè)量結(jié)果與MSG1時(shí)間實(shí)例之間沒有特定關(guān)聯(lián)。

2.?其他值對(duì)應(yīng)于發(fā)生在MSG1時(shí)間實(shí)例子集中的RACH?group，例如，每16個(gè)MSG1時(shí)間實(shí)例，其例如在模擬波束賦形實(shí)現(xiàn)中具有TRP波束對(duì)應(yīng)的情況下是有用的，例如，具有16個(gè)模擬波束，即，測(cè)量結(jié)果與MSG1時(shí)間實(shí)例的子集相關(guān)聯(lián)。

E.每個(gè)MSG1時(shí)間實(shí)例的RACH?group數(shù)

1.?同一MSG1時(shí)間實(shí)例上的RACH?group由頻率或前導(dǎo)子集分隔。

F.RACH?group中前導(dǎo)碼的數(shù)量

例如，為了在LTE中指示MSG3傳輸資源大小，可以考慮在RACH?group中進(jìn)一步細(xì)分前導(dǎo)碼集。

C列出的參數(shù)對(duì)應(yīng)于LTE中的PRACH資源配置，因?yàn)樗鼈兌x了可用的RACH資源。注意，基于UE特定的隨機(jī)接入配置，其他RACH資源可用于其他UE。

參數(shù)D和E定義RACH組的數(shù)量（N），其等于每個(gè)MSG1時(shí)間實(shí)例的RACH組數(shù)量乘以具有不同RACH組的MSG1時(shí)間實(shí)例的數(shù)量，即N=E*D。

每種顏色對(duì)應(yīng)一個(gè)不相交的RACH組。在上圖中，在MSG1時(shí)間實(shí)例內(nèi)發(fā)送多個(gè)/重復(fù)的前導(dǎo)碼（例如4），并且在每個(gè)MSG1時(shí)間實(shí)例中重復(fù)相同的RACH組。上圖可用于沒有TRP波束對(duì)應(yīng)的情況，其中UE可（至少部分地）通過選擇前導(dǎo)碼子集或頻率來指示最佳下行Tx波束。在下圖中，在MSG1時(shí)間實(shí)例內(nèi)發(fā)送單個(gè)前導(dǎo)碼，并且在每4個(gè)MSG1時(shí)間實(shí)例中重復(fù)相同的RACH組。下圖可用于具有TRP波束對(duì)應(yīng)的情況，其中UE可（至少部分地）通過選擇MSG1時(shí)間實(shí)例指示最佳下行Tx波束。

對(duì)于波束對(duì)應(yīng)和模擬/混合波束賦形的情況，應(yīng)該可以將時(shí)間實(shí)例（例如，在SSB中）中的下行Rx與MSG1時(shí)間實(shí)例中的RACH組相關(guān)聯(lián)。這在TRP波束對(duì)應(yīng)的情況下非常有用，其中TRP可以在MSG1時(shí)間實(shí)例期間使用最佳上下行波束。設(shè)M表示已獲得不同測(cè)量結(jié)果的單獨(dú)時(shí)間實(shí)例的數(shù)量，例如，每個(gè)SS?burst set的SSB的數(shù)量，且設(shè)Q表示每個(gè)此類時(shí)間實(shí)例的測(cè)量結(jié)果的數(shù)量。換句話說，通常A＝M×Q。通過標(biāo)記/編號(hào)測(cè)量結(jié)果和RACH組，可以定義A測(cè)量結(jié)果和N個(gè)RACH組之間的隱式定義的關(guān)聯(lián)規(guī)則。如下圖所示，可以區(qū)分幾種情況。

盡可能（取決于參數(shù)A、D、E、M、N、Q），來自同一時(shí)間實(shí)例的測(cè)量值應(yīng)與同一MSG1時(shí)間實(shí)例中的RACH組相關(guān)聯(lián)。

如果最佳測(cè)量結(jié)果的指標(biāo)僅通過選擇RACH組部分傳達(dá)，則剩余部分可在MSG3中傳達(dá)。對(duì)于這種情況下的MSG2傳輸，并且使用TRP波束對(duì)應(yīng)，TRP可以基于檢測(cè)到的接收到的MSG1來估計(jì)與RACH組相關(guān)聯(lián)的多個(gè)下行Tx波束中對(duì)UE最好的一個(gè)。在沒有波束對(duì)應(yīng)的情況下，TRP可以在與RACH組相關(guān)聯(lián)的下行Tx波束的一個(gè)或組合上發(fā)送MSG2。

在空閑模式ue的情況下，通過SI獲得隨機(jī)接入配置，并且它對(duì)于所有空閑元素是公共的。假設(shè)需要隨機(jī)接入配置來請(qǐng)求其他SI的按需交付，則似乎適合將空閑ue的公共隨機(jī)接入配置包括在剩余最小SI中。

對(duì)于空閑ue，測(cè)量結(jié)果的數(shù)量（A）對(duì)應(yīng)于用于空閑RRM測(cè)量的RS的配置天線端口的數(shù)量。可以提供給SI中空閑ue的另一個(gè)參數(shù)是每個(gè)SS?burst set的SSB的數(shù)量（M）。假設(shè)每個(gè)SSB有一個(gè)RS天線端口（Q=1），則表示A=M*Q=M。

NR中的連接模式隨機(jī)接入適用于LTE中的用例，例如切換、建立上行同步、調(diào)度請(qǐng)求等，但也可能適用于新的用例。模擬波束賦形和波束對(duì)應(yīng)的空閑模式問題也適用于連接模式隨機(jī)接入。因此，應(yīng)將測(cè)量結(jié)果與RACH組之間具有關(guān)聯(lián)性的相同框架應(yīng)用于連接模式隨機(jī)接入。這意味著還應(yīng)支持在一個(gè)MSG1時(shí)間實(shí)例內(nèi)具有多個(gè)RACH組（通過不相交的前導(dǎo)碼子集區(qū)分）的場(chǎng)景。在這種情況下，UE不是配置有單個(gè)（專用）前導(dǎo)碼索引，而是配置有每個(gè)RACH組的專用前導(dǎo)碼索引。以圖4為例，進(jìn)一步假設(shè)單個(gè)頻率資源用于MSG1。這意味著4個(gè)RACH組由前導(dǎo)碼的4個(gè)子集創(chuàng)建。對(duì)于無競(jìng)爭(zhēng)隨機(jī)接入，UE被配置為每個(gè)RACH組（即每個(gè)前導(dǎo)的子集）具有一個(gè)前導(dǎo)。對(duì)于連接模式隨機(jī)接入也采用關(guān)聯(lián)框架，使得MSG1的波束賦形接收（在TRP波束互易的情況下）和最佳下行Tx波束指示也能夠用于無競(jìng)爭(zhēng)隨機(jī)接入。

MSG1

基于所配置的關(guān)聯(lián)和測(cè)量結(jié)果，UE選擇RACH組，優(yōu)選與最佳測(cè)量結(jié)果相關(guān)聯(lián)的RACH組。所選擇的RACH組定義UE應(yīng)用于MSG1傳輸?shù)腞ACH資源子集和RACH前導(dǎo)碼子集。

當(dāng)UE需要發(fā)送MSG1時(shí)，它從所選擇的RACH組中選擇RACH資源和前導(dǎo)碼。

在LTE中，UE直到MSG2接收窗口結(jié)束后才重新傳輸MSG1。這具有減少不必要的MSG1傳輸?shù)膬?yōu)點(diǎn)。然而，在NR中，存在應(yīng)考慮在被監(jiān)視的MSG2接收窗口結(jié)束之前重復(fù)MSG1傳輸?shù)挠美?，例如，?dāng)需要低隨機(jī)接入延遲和高可靠性時(shí)，或者當(dāng)需要對(duì)MSG1進(jìn)行UE Tx波束掃描時(shí)。重復(fù)的MSG1傳輸意味著在接收到第一個(gè)MSG1的MSG2之前，即在被監(jiān)視的MSG2接收窗口結(jié)束之前，傳輸另一個(gè)MSG1，如圖6所示。

對(duì)于使用專用隨機(jī)接入配置的ue支持多個(gè)MSG1傳輸，上面討論的多個(gè)MSG1傳輸不同于由廣播系統(tǒng)信息通知的多個(gè)/重復(fù)前導(dǎo)傳輸?shù)膫鬏?，在該傳輸期間UE使用相同的Tx波束。

如上所述，UE基于具有最佳測(cè)量結(jié)果的RS（例如，SSB?RSRP）選擇RACH組，其可對(duì)應(yīng)于最佳下行Tx波束。MSG1發(fā)射功率控制的功率控制應(yīng)基于此測(cè)量結(jié)果。

至少對(duì)于沒有波束對(duì)應(yīng)的ue，上行Tx波束掃描通常應(yīng)在前導(dǎo)發(fā)射功率上升之前執(zhí)行。在隨機(jī)接入過程中盡早找到匹配的波束對(duì)，有利于節(jié)省UE功率，降低干擾功率水平。特別地，如果在被監(jiān)視的MSG2接收窗口結(jié)束之前使用多個(gè)MSG1傳輸，則UE不應(yīng)在這些傳輸期間增加Tx功率。

MSG2

LTE MSG2可以作為NR中MSG2的基線。在LTE中，UE期望MSG2位于某個(gè)可配置的MSG2接收窗口（“RAR?window”）內(nèi)，這有助于例如不同的網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)。在某些情況下，eNB可以快速響應(yīng)，例如在MSG1之后3ms。在其他情況下，例如，對(duì)于具有非理想回程的多個(gè)TRP，eNB可以在更長(zhǎng)的時(shí)間后響應(yīng)，例如，在MSG1之后10ms。同樣靈活的機(jī)構(gòu)也適用于NR。

在LTE中，UE可以在第一次成功接收MSG2之后終止MSG2解碼嘗試。在NR中，可能需要重新考慮這一假設(shè)。至少可以考慮兩種情況：

• 情況1：多個(gè)TRP檢測(cè)到相同的MSG1，并分別用MSG2進(jìn)行響應(yīng)。

• 情況2：相同的UE在成功接收對(duì)應(yīng)于前一個(gè)MSG1的MSG2之前發(fā)送另一個(gè)MSG1。

上述兩種情況如圖7和圖8所示。在情況1中，同一小區(qū)中的兩個(gè)trp檢測(cè)到相同的MSG1，但沒有時(shí)間協(xié)調(diào)MSG2，例如，由于非理想回程或高延遲要求。相反，每個(gè)TRP獨(dú)立地發(fā)送MSG2，響應(yīng)相同的MSG1。即使TRP沒有時(shí)間協(xié)調(diào)和動(dòng)態(tài)調(diào)度單個(gè)MSG2傳輸，它們可能已經(jīng)半靜態(tài)地預(yù)先分配了資源，用于自己的MSG2傳輸。

情況2遵循上面的討論，在接收到對(duì)應(yīng)于先前MSG1傳輸?shù)腗SG2之前允許另一個(gè)MSG1傳輸。這可能是有用的，例如對(duì)于低延遲高可靠性隨機(jī)接入或?qū)τ诰哂蠱SG1的UE Tx波束掃描的情況。

因此，NR應(yīng)當(dāng)支持由同一UE接收多個(gè)MSG2的機(jī)制。

在第一次成功的MSG2接收之后終止MSG2解碼具有較低的UE功耗的優(yōu)點(diǎn)。多個(gè)MSG2的接收具有通信模式的早期UE選擇的優(yōu)點(diǎn)，通過UE選擇MSG2來響應(yīng)。

MSG2的UE選擇可以基于多個(gè)因素，例如不同接收MSG2上的UE側(cè)測(cè)量，以及多個(gè)接收MSG2中攜帶的網(wǎng)絡(luò)側(cè)信息。網(wǎng)絡(luò)端排名可以反映在每個(gè)MSG2中包含的單個(gè)標(biāo)量參數(shù)中。此參數(shù)的實(shí)際含義應(yīng)取決于網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)，但其值可基于以下情況：

• 接收到MSG1功率電平。例如，當(dāng)多個(gè)MSG2是由于UE Tx波束掃描而導(dǎo)致的多個(gè)MSG1傳輸時(shí)，可以使用該方法。通過選擇與具有最高接收功率的MSG1相對(duì)應(yīng)的MSG2，UE可以在隨后的MSG3傳輸中使用相同的UE Tx波束。

• 可用無線電/回程容量。這可由UE用于快速建立與具有最大可用容量的TRP的鏈路。

當(dāng)計(jì)算不同MSG2的網(wǎng)絡(luò)側(cè)排名值時(shí)，網(wǎng)絡(luò)還可以使用上述因素或其他因素的組合。

但是，也存在不需要接收多個(gè)MSG2的情況。因此，允許網(wǎng)絡(luò)配置單個(gè)MSG2（如在LTE中）或多個(gè)MSG2的接收將是有益的。這可以在隨機(jī)接入配置中或在MSG2中配置，即MSG2指示UE可以終止MSG2接收。

MSG3?和MSG4

LTE MSG3和MSG4可以作為MSG3和MSG4在NR中的基線。MSG1可以通過UE對(duì)RACH組的選擇完全、部分或甚至根本不指示哪個(gè)下行測(cè)量結(jié)果（例如下行波束或TRP）是最好的。這取決于測(cè)量結(jié)果的數(shù)量以及RACH資源和RACH組的配置。因此，可能需要使用MSG3完成指示。這意味著MSG4可以使用最佳下行Tx波束進(jìn)行傳輸，即使MSG1根本沒有指示這一點(diǎn)（例如，如果僅配置了單個(gè)RACH組）。