NR PRACH?Preamble的設(shè)計(jì)有標(biāo)準(zhǔn)嗎？高速UE（多普勒頻率）、覆蓋和序列容量的支持可能是PRACH前導(dǎo)碼設(shè)計(jì)的主要因素。

多普勒頻率

在NR中，至少在低于6GHz的載波頻率下，需要支持高達(dá)500km/h的高速UE。為了支持高速UE，在設(shè)計(jì)子載波間隔時(shí)應(yīng)考慮最大多普勒頻率，表1顯示了取決于載波頻率和UE速度的最大多普勒頻率值。4GHz頻段的系統(tǒng)應(yīng)支持500Km/h的速度。此外，如果考慮NR系統(tǒng)在未來的V2X使用情況下的潛在利用率，則應(yīng)該考慮在大約6 GHz頻帶（例如，對(duì)于V2x為5.9 GHz）的高速支持。從表1中可以看出，PRACH前導(dǎo)碼的設(shè)計(jì)應(yīng)能應(yīng)對(duì)2.78 KHz的多普勒頻率，至少適用于低于6GHz頻帶的系統(tǒng)，因此子載波間隔應(yīng)足夠大，足以承受高多普勒UE。

覆蓋

還要求NR至少支持與LTE相同的覆蓋范圍。在LTE中，為了支持各種覆蓋場景，已經(jīng)指定了多個(gè)PRACH前導(dǎo)碼格式。其中，format 3通過提供前導(dǎo)碼重復(fù)和足夠的CP長度和保護(hù)時(shí)間（GP）來支持半徑為100Km的小區(qū)。因此，即使對(duì)于NR，為了支持100Km的極端小區(qū)大小，CP和GP也應(yīng)該與LTE PRACH?format 3中的一樣大。

如果定義較大的子載波間隔只是為了應(yīng)對(duì)最大多普勒頻率，則PRACH帶寬會(huì)變大。PRACH中帶寬的增加將減少最大耦合損耗（MCL：maximum coupling loss），因?yàn)橛行г肼暩鶕?jù)PRACH傳輸?shù)挠行挾黾?。為了支持足夠的MCL，考慮到高多普勒支持和合理的PRACH帶寬之間的權(quán)衡，建議選擇合適的子載波間隔值。

容量

在一定的時(shí)間和頻率資源內(nèi)容納足夠數(shù)量的PRACH序列非常重要。在LTE中，通過使用不同的循環(huán)移位和Zadoff-Chu序列的不同根序列，為每個(gè)小區(qū)配置64個(gè)前導(dǎo)碼。在NR中，Zadoff-Chu序列可以作為基線，因?yàn)橐呀?jīng)證明Zadoff-Chu序列可以在LTE中以合理的復(fù)雜度提供足夠的容量。此外，Zadoff-Chu序列具有良好的互相關(guān)特性和較低的PAPR/CM。

所以，將Zadoff-Chu序列用于PRACH前導(dǎo)，NR PRACH應(yīng)考慮以下集合。5kHz可以是低于6GHz系統(tǒng)的基線子載波間隔，30kHz可以是高于6GHz系統(tǒng)的基線子載波間隔。假設(shè)在LTE中使用相同的序列長度作為起點(diǎn)，但是考慮到資源利用率和PRACH容量，序列長度大小可以進(jìn)一步減小，尤其是在6GHz以上的情況下。使用多種格式的原因是支持多個(gè)小區(qū)覆蓋，6 GHz以下的基站支持100公里的小區(qū)，6 GHz以上的基站支持13公里的小區(qū)，就像LTE中所做的那樣。

圖1和圖2分別顯示了4GHz和30GHz載波頻率下不同子載波間隔的漏檢概率和虛警概率。根據(jù)以下定義計(jì)算漏檢概率和虛警概率。

漏檢概率定義為漏檢事件數(shù)與發(fā)射前導(dǎo)碼總數(shù)的比值，其中漏檢事件包括以下3種情況：

1.?檢測到與發(fā)送的前導(dǎo)不同的前導(dǎo)

2.?根本檢測不到前導(dǎo)

3.?正確的前導(dǎo)碼檢測，但時(shí)間估計(jì)錯(cuò)誤

虛警概率定義為未實(shí)際傳輸?shù)臋z測序列總數(shù)與可能發(fā)生的檢測事件總數(shù)的比率。

對(duì)于4GHz的情況，比較了UE速度為3、120和500Km/h時(shí)的1.25 KHz、2.5 KHz和5 KHz子載波間隔，如圖1所示。根據(jù)SNR值，選擇檢測閾值以滿足0.1%的實(shí)際誤報(bào)率。假設(shè)使用簡單的時(shí)域匹配濾波器進(jìn)行序列檢測，對(duì)于較窄的子載波間隔（包括1.25 KHz和2.5 KHz），500 km/h的速度性能會(huì)降低，因?yàn)樵谶@些情況下，相對(duì)較大的多普勒頻率會(huì)導(dǎo)致匹配濾波器輸出的峰值偏移。隨著使用更寬的子載波間隔，10-2漏檢概率所需的信噪比正在增加。這是因?yàn)閷?duì)于更寬的子載波間隔，頻率分集增益更大。

對(duì)于30GHz的情況，我們?cè)趫D2中比較了UE速度3和120km/h的15kHz、30kHz和60kHz子載波間隔。我們沒有看到500km/h的結(jié)果，因?yàn)楦咚俨皇?GHz以上系統(tǒng)的主要使用情況。假設(shè)誤報(bào)率小于0.1%，這三個(gè)結(jié)果都可以顯示合理的漏檢結(jié)果。10-2漏檢概率所需SNR的相對(duì)較小差異在于，在15 KHz的情況下，頻率分集增益已經(jīng)足夠。根據(jù)結(jié)果，15 kHz和30 kHz可以是很好的候選者，但是如果我們考慮在后面的相位中潛在地使用更高的頻帶，則30 kHz的子載波間隔將是更安全的選擇。

表3和表4顯示了分別假設(shè)3km/h UE的不同頻帶的最大耦合損耗分析。每個(gè)表都比較了不同子載波間隔的MCL。在表3中，對(duì)于2.5 KHz的子載波間隔，MCL是最大的，但子載波間隔之間的差異是微乎其微的?？紤]到5 KHz子載波間隔更有效地支持高速UE，并且在鏈路預(yù)算分析中沒有太大差異，5 KHz子載波間隔對(duì)于低于6 GHz頻帶的NR是一個(gè)很好的候選。在表4中，15 KHz的MCL優(yōu)于其他兩種情況，但15 KHz和30 KHz之間的差異僅為1.5 dB。