在LTE中，隨機(jī)接入過程采用兩種不同的形式（如圖1所示）：

• 基于競爭

• 基于非競爭

在基于競爭的隨機(jī)接入過程中，UE將在步驟1中從確定的前導(dǎo)碼組中隨機(jī)選擇一個前導(dǎo)碼。如果多個UE在同一子幀中選擇相同的前導(dǎo)碼，則將發(fā)生沖突。在這種情況下，沖突將通過步驟4中的后續(xù)競爭解決過程來解決，RRC_CONNECTED期間的下行數(shù)據(jù)到達(dá)（例如，當(dāng)上行同步狀態(tài)為“非同步”時）和RRC_CONNECT期間的上行數(shù)據(jù)到達(dá)（如當(dāng)上行狀態(tài)為“不同步”或沒有用于SR的PUCCH資源時）。

在基于非競爭的隨機(jī)接入過程中，eNB將分配不同的前導(dǎo)碼（例如，通過專用RRC信令或PDCCH命令），因此可以避免沖突?；诜歉偁幍碾S機(jī)接入過程適用于切換、RRC_CONNECTED期間的下行數(shù)據(jù)到達(dá)（例如，當(dāng)上行同步狀態(tài)為“非同步”時）、定位（例如，UE定位需要定時提前時）和獲得sTAG的定時提前對準(zhǔn)。

在NR中，似乎基本上所有上述場景仍然有效，因此也支持基于競爭的隨機(jī)接入過程和基于非競爭的隨機(jī)接入過程。從技術(shù)上講，使用LTE中現(xiàn)有的隨機(jī)接入過程（即Msg 1、2、3和4）是NR中設(shè)計的基線。

從UE的角度來看，規(guī)范支持在子幀持續(xù)時間內(nèi)/跨個子幀持續(xù)時間的TDM或FDM中復(fù)用numerology技術(shù)

在Rel-8中，LTE主要設(shè)計用于支持MBB服務(wù)。在Rel-12和Rel-13中，引入了面向低端機(jī)器類型通信的低成本UE（即NB-IoT和eMTC）。低成本UE與普通UE截然不同，它們僅支持有限的信道帶寬（NB-IoT為180kHz，eMTC為6個PRB）、有限的傳輸塊大?。∟B-IIoT為680bit，eMTC是1000bit）、單接收器RF等。此外，低成本UE需要支持例如20db的覆蓋增強(qiáng)。為了實(shí)現(xiàn)低成本UE的網(wǎng)絡(luò)接入，對隨機(jī)接入過程進(jìn)行了重大修改（例如，在eMTC中，RAR中的UL?grant需要提供Msg3/4 MPDCCH窄帶索引，而Msg1/2/3/4需要考慮大量重復(fù)），這顯著增加了規(guī)范復(fù)雜性。

NR旨在支持多種使用場景，包括eMBB、mMTC和URLLC。不同的使用場景具有不同的關(guān)鍵性能要求，這會導(dǎo)致不同的無線設(shè)計。例如，URLLC服務(wù)需要以非常短的延遲和非常高的可靠性接入網(wǎng)絡(luò)，然而，此類嚴(yán)格的要求不應(yīng)適用于同一級別的eMBB。在NR中設(shè)計隨機(jī)接入過程時，盡管不同的使用場景應(yīng)該以分階段的方式得到支持，但最好從一開始就考慮所有的使用場景（即，支持足夠的前向兼容性），以避免在未來增加對某些使用場景的支持時產(chǎn)生重大的規(guī)范影響。

在LTE中，討論過支持短CP時延。UE可以在隨機(jī)接入過程中組合Msg3中的RRC連接請求和NAS服務(wù)請求。或者物理層過程中提到的基于兩步競爭的隨機(jī)接入過程。這允許分別在eNB和MME處并行處理這兩個消息，這可以減少從空閑模式到連接模式的總時延。然而，由于eNB難以確定哪個UE發(fā)送了組合消息，因此該解決方案最終未能達(dá)成一致。在NR中，控制面時延的目標(biāo)是10ms，這是指從終端有效狀態(tài)（例如，IDLE）移動到開始連續(xù)數(shù)據(jù)傳輸（例如，ACTIVE）的時間。為了滿足控制面時延目標(biāo)，在NR中的隨機(jī)接入過程時，需要考慮支持短CP延遲的解決方案。

Preamble是網(wǎng)絡(luò)接收的第一個上行鏈路消息。在LTE中，總共有64個前導(dǎo)碼，它們被分為三組：專用前導(dǎo)碼、Group A和Group B。專用前導(dǎo)碼用于基于非競爭的隨機(jī)接入。Group A和group B用于基于競爭的隨機(jī)接入，這為eNB提供了知道UE處的Msg3大小和路徑損耗的可能性。在LTE中，有幾個先前的討論來進(jìn)一步劃分前導(dǎo)碼以向eNB傳送附加信息。例如，在Rel-12 eMTC中，建議使用單獨(dú)的前導(dǎo)碼來向eNB指示Category 0信息。然而，考慮到額外的前導(dǎo)碼劃分意味著增加了沖突概率，Msg3中的Category 0指示最終被同意。在Rel-13 eMTC中，為了避免過多的前導(dǎo)碼劃分，一致認(rèn)為eNB可以在時域/頻域中配置額外的PRACH資源，以便eNB在接收到前導(dǎo)碼時可以知道UE的當(dāng)前覆蓋增強(qiáng)級別（即4個覆蓋增強(qiáng)級別中的一個）。

在NR中采用類似的方法，使得gNB可以從UE接入開始就知道關(guān)于UE的Msg3大小/路徑損耗/CE級別的信息。NR預(yù)計將支持同一載波中的多個numerology和切片，并且允許gNB為它們分配專用/特定隨機(jī)接入資源可能是有益的，以便gNB可以從UE接入開始就適當(dāng)?shù)卣{(diào)度它們。因此，當(dāng)在NR隨機(jī)接入過程時，期望支持可擴(kuò)展的隨機(jī)接入資源（例如，以FDM/TDM/CDM的方式），以便可以針對不同的隨機(jī)接入配置不同的隨機(jī)訪問資源，例如Msg3大小、路徑損耗、覆蓋增強(qiáng)級別、UE能力、QoS要求、numerology、切片等。

在LTE中，Msg3的大小取決于Msg2中傳遞的UL grant。從規(guī)范的角度來看，基站可以一起配置前導(dǎo)組A和前導(dǎo)組B。在這種情況下，UE將使用Msg3大小和Pathloss來確定前導(dǎo)碼是從哪個組中選擇的，然后基于接收到的前導(dǎo)碼，eNB可以知道Msg3的大小。然而，在實(shí)踐中，Msg3被固定為56位，因?yàn)?）將前導(dǎo)碼組A和前導(dǎo)碼組B一起配置意味著在高負(fù)載情況下增加了沖突概率；2） Msg3大小不是確定從哪個組選擇前導(dǎo)碼的唯一因素，因此eNB不能總是基于接收到的前導(dǎo)碼知道Msg3的大?。?） 在Msg2中提供不必要的大UL grant是無效的。固定的Msg3大小施加了幾個限制，其中之一是難以擴(kuò)展Msg3中容納的RRC消息。例如，在Rel-13中的“CIoT optimisations for non-NB-IoT”上下文中，討論了如何支持更大的Msg2大?。矗捎赗esume ID為40位，Msg3的大小為80位），最后，當(dāng)選擇前導(dǎo)組B時，Msg3和Pathloss被解耦。

在NR中，希望支持靈活的Msg3大?。ㄖ辽僭谀撤N程度上），以便為容納在Msg3中的RRC消息提供良好的前向擴(kuò)展性。如果業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)應(yīng)該容納在Msg 3中，靈活的Msg 3大小也有利于支持free grant/無連接傳輸?？紤]到gNB可以在Msg2中為針對不同numerology的接入嘗試提供不同的UL grant，支持多個numerology也可能需要支持靈活的Msg3大小。

在LTE中，在Rel-10中引入載波聚合以增加UE操作帶寬，從而增加UE感知的數(shù)據(jù)速率，并增加eNB調(diào)度靈活性。在LTE CA中，UE可以在SCell中發(fā)起隨機(jī)接入過程，以便獲得sTAG的定時提前對準(zhǔn)，并且在這種情況下，將在PCell上發(fā)送相應(yīng)的RAR。采用這種解決方案主要是為了簡化。

在NR中，作為基線，可以支持針對從一個SCell發(fā)起的接入嘗試在PCell上調(diào)度RAR傳輸。采取進(jìn)一步的步驟以允許在任何分量載波上發(fā)送RAR是有益的。通過這種方式，如果gNB可以選擇在最佳分量載波上調(diào)度RAR傳輸，則可以實(shí)現(xiàn)更魯棒/有效的RAR傳輸。