5G隨機接入流程
隨機接入流程用于初始系統(tǒng)訪問、從空閑模式過渡到激活模式以及切換。它是高效蜂窩網(wǎng)絡的關(guān)鍵部分。
如果gNB能夠識別哪個SSB(NR-PSS、NR-SSS和PBCH)波束賦形最適合UE,那么相同的波束賦形可用于發(fā)送RAR和后續(xù)下行傳輸。當RAR波束賦形不能基于PRACH接收的互易性時,這尤其有用。例如,關(guān)于互易性,應進一步調(diào)查FDD和具有高干擾水平的場景。利用波束賦形的SSB和最佳接收的SSB與PRACH前導碼或資源之間的關(guān)聯(lián),接收PRACH前導碼的gNB被告知UE處最佳接收的SSB。
SSB和PRACH資源之間的關(guān)聯(lián)如圖1所示。在每個波束賦形的SSB和PRACH資源之間固定定時。可以在物理廣播信道(PBCH)上傳輸?shù)闹餍畔K(MIB)也插入到每個SSB中。該MIB可替換地在與NR-PSS或NR-SSS相同的OFDM符號中傳輸,但在不同的子載波上。在PRACH的接收中,gNB可以使用與發(fā)送SSB時相同的波束賦形。通過gNB接收機中的模擬波束賦形,可以為每個PRACH資源評估一個波束賦形。
PRACH資源數(shù)量的開銷以及SSB傳輸之間未使用時間間隔的開銷可能很大,如圖1所示。在該圖示中,每個SSB使用3個OFDM符號,并且7個OFDM符號(0.5ms)的PRACH前導碼資源。在從SSB的開始到PRACH資源的固定定時為2ms的情況下,在PRACH資源之前最多可以發(fā)送四個SSB,這意味著TDD系統(tǒng)中的波束數(shù)量受到限制。此外,在SSB之間將有許多OFDM符號。對于更長的PRACH資源,例如LTE中的1或2ms,波束的數(shù)量將進一步受到限制。為了保持與LTE中相同的鏈路預算,NR中的PRACH前導分配可以是至少14個OFDM符號。

圖2中定義了一個PRACH資源,該資源對于幾個SSB是通用的。與使用固定定時相比,PRACH資源的這種靈活定時指示具有更低的資源開銷,如圖1所示,使用不同的波束賦形傳輸四個不同的SSB,需要相等數(shù)量的4個PRACH資源。這與圖2不同,圖2中對于相同數(shù)量的SSB波束賦形候選,只需要2個PRACH資源。

從SSB到PRACH資源的時間可以在MIB中指示。或者,不同的NR-PSS和NR-PSS用于不同的定時,使得在NR-PSS和NR-SSS內(nèi)檢測到的序列提供PRACH資源。該PRACH配置可以被指定為相對于SSB的定時,并且可以作為MIB中的有效載荷和另一廣播系統(tǒng)信息的組合來給出。
通過定義SSB和PRACH前導碼之間的關(guān)聯(lián),可以潛在地包括在UE中最佳接收的SSB的指示。例如,每個MIB可以指示一組PRACH前導,使得UE隨后從該組PRACH前導中隨機選擇一個PRACH前導。該集合可以定義為在解碼該MIB之前接收的MIB和其他廣播系統(tǒng)信息的組合。
通常,cell ID由SSB指示。如圖2所示,如果在PBCH中的MIB中指示PRACH資源,則相同的NR-PSS和NR-SSS可用于該方法內(nèi)的所有波束。在這里,不同PBCH中的有效載荷以及因此MIB在波束之間也將不同。UE不必知道gNB使用的波束數(shù)。相反,UE在檢測到NR-PSS和NR-SSS并且在成功解碼MIB之后發(fā)送PRACH。這里,在PBCH中需要CRC(Cyclic Redundancy Check)。然后,在PBCH中不顯式指示波束,而僅在PRACH配置中隱式指示波束。
PRACH資源的動態(tài)指示使gNB的DTX成為可能。此外,在該方法中,監(jiān)視UE中的SSB所需的時間間隔短。
當檢測PRACH前導時,對幾個波束賦形候選的評估可能是有益的。