2-step RACH信道結(jié)構(gòu)及資源映射
協(xié)議提出了兩個關(guān)于PO配置的選項,這兩個選項都可以用于兩步RACH。對于選項1,PO的配置與PRACH資源配置分開。獨立于PRACH配置的PO是靈活的,因為PUSCH可能具有與PRACH不同的持續(xù)時間或頻帶。此外,選項1具有前向兼容性,因此它可以用于small cell、NR-U或無RACH切換情況,其中只有msgA的有效載荷在msgA中傳輸。。
對于選項2,PRACH和PUSCH之間的關(guān)聯(lián)是基于PO的配置來確定的。確定用于msgA傳輸?shù)腜USCH資源是簡單的。然而,在SIB中引入這樣的配置機(jī)制將需要大量的規(guī)范工作。此外,難以在例如NR-U或無RACH切換情況下支持前向兼容應(yīng)用,其中僅在msgA中發(fā)送msgA的有效載荷。
選項1的設(shè)計:
對于PO,它可以通過類似于type 1 UL配置授權(quán)的信令來配置,包括時域和頻域資源、周期性、MCS等。UE根據(jù)配置導(dǎo)出每個周期內(nèi)的PO。在一段時間內(nèi),可以配置時域或頻域中的一個或多個PO,這可能會增加PUSCH的傳輸嘗試并減少延遲。圖1中顯示了一個示例,其中一個周期內(nèi)有2個傳輸時機(jī),對于一個傳輸時機(jī)有4個FDMed PO。在時域和頻域中PO的數(shù)量是可配置的。

另一種選擇是使用PRACH配置機(jī)制來配置PO。PUSCH配置索引由gNB配置,其指示PUSCH設(shè)置表的條目。每個條目包括用于給定PUSCH配置的PO時域資源。msgA的PUSCH只能在gNB給出的配置索引所指示的時間資源中傳輸。頻域資源和FDMed PO的數(shù)量可以由高層配置。FDMed PO在帶寬內(nèi)按遞增順序編號,從最低頻率開始。
在4步RACH中,PRACH傳輸與特定SSB相關(guān)聯(lián)?;诟邔咏o出的配置來確定SSB和PO/Preamble之間的關(guān)聯(lián)。
對于2步RACH,PUSCH傳輸需要與特定SSB相關(guān)聯(lián)。類似地,PO可以與SSB相關(guān)聯(lián)。SSB與PO之間的關(guān)聯(lián)由高層給出,例如,N個SSB與一個PO相關(guān)聯(lián),如圖2所示。
在PO中,多個DMRS配置/參數(shù)可用于多用途復(fù)用。例如,可以為PO配置多達(dá)12個正交DMRS端口和每個DMRS端口的一個或多個scrambling ID。一般來說,“PUSCH?resource unit”是為PO定義的,表示UE區(qū)分的最小粒度。比如,如果僅使用正交DMRS,則PUSCH資源單元由DMRS端口定義。如果使用準(zhǔn)正交DMRS的話,則PUCCH資源單元是由DMRS端口和DMRS加擾ID定義的。根據(jù)小區(qū)負(fù)載和資源量,可以配置PUSCH資源單元的正交DMRS或準(zhǔn)正交DMRS。
PO的PUSCH資源單元可以與對應(yīng)于PO的SSB相關(guān)聯(lián)。當(dāng)將PO的PUSCH資源單元與SSB相關(guān)聯(lián)時,可以采用隔行映射,其中相鄰的PUSCH資源單元被映射到兩個不同的SSB。PUSCH資源單元的隔行間隔L是可配置的。結(jié)果,來自不同波束的多個UE可以在PO中被復(fù)用。這有利于減少訪問延遲和增加PUSCH的容量。圖2顯示了一個示例。4個SSB與PO 0相關(guān)聯(lián),其中包括8個正交DMRS端口。PO 0的DMRS端口以L=4的隔行方式與4個SSB(SSB#0~#3)相關(guān)聯(lián),例如,DMRS 0被映射到SSB#0,而DMRS 1被映射到SSB#1。

SSB和4步RACH的RO之間的波束關(guān)聯(lián)規(guī)則將用于2步RACH。據(jù)此,2步RACH的PRACH時機(jī)和前導(dǎo)碼將與給定的SSB相關(guān)聯(lián)。如上所述,SSB與PO和PUSCH資源單元相關(guān)聯(lián)。因此,PO和PUSCH資源單元可以通過SSB與前導(dǎo)碼相關(guān)聯(lián)是自然的,例如,PUSCH資源單元和前導(dǎo)碼之間存在關(guān)聯(lián),其中PUSCH和前導(dǎo)都與同一SSB相關(guān)聯(lián)。從gNB的角度來看,前導(dǎo)碼和PUSCH之間的一對一映射可以減少msgA的檢測工作量。
對于msgA傳輸,可以進(jìn)一步定義PUSCH資源單元和前導(dǎo)碼的關(guān)聯(lián)規(guī)則。在關(guān)聯(lián)期內(nèi),SSB可以顯式或隱式地分成若干組。SSB組的所有前導(dǎo)碼都一一對應(yīng)地映射到PO的PUSCH資源單元。之后,將映射下一個SSB組的前導(dǎo)碼。對于前導(dǎo)碼,它由(s,r,p)編號,其中s表示相關(guān)的SSB索引,r表示相應(yīng)的RO索引,p表示前導(dǎo)碼索引。對于PUSCH資源單元,它由(l,k)編號,其中l(wèi)表示PO索引,k表示PO內(nèi)的PUSCH時間單元索引。
SSB組的給定SSB的前導(dǎo)碼按照以下順序映射到PUSCH資源單元。
首先,以PUSCH資源單元在一組PO內(nèi)的增加順序,PUSCH的交織間隔=L(L>=1)
頻率復(fù)用PO的頻率資源索引的遞增順序
按時間復(fù)用PO的時間資源索引的遞增順序
圖3顯示了一個示例。4個SSB與PO相關(guān)聯(lián),其中每個SSB與4個前導(dǎo)碼相關(guān)聯(lián)。在該示例中,4個SSB被映射到PRACH時機(jī)RO 0,因此每個SSB的前導(dǎo)碼被相應(yīng)地索引。在PO中有8個正交DMRS端口,在這種情況下,DMRS表示PUSCH資源單元。假設(shè)PUSCH資源單元L的隔行間隔為4。對于SSB#0的前導(dǎo)碼,preamble (0,0,0)映射到DMRS(0,1),preamble 0,0,1映射到DMRS(0,4),preamble(?0,0,2)映射到DMRS(1,0),preamble (0,0,3)映射到DMRS(1,4)。

首先,PUSCH場合的PUSCH資源單元被映射到SSB及其對應(yīng)的前導(dǎo)碼?;赟SB建立PUSCH資源單元和PRACH前導(dǎo)碼之間的關(guān)聯(lián)。在這種情況下,PO及其對應(yīng)的PUSCH資源單元與SSB具有直接波束關(guān)聯(lián)。這對于兩步RACH應(yīng)用是有益的,不僅在典型小區(qū)部署的情況下,而且在不需要TA捕獲的small cell的情況下。比如當(dāng)在small cell中、在無許可頻譜中或在無RACH切換期間,將不需要PRACH前導(dǎo)碼,并且將僅發(fā)送msgA的有效載荷。從UE的角度來看,msgA中沒有PRACH傳輸可以節(jié)省功耗。在這種情況下,有必要定義SSB與PO和PUSCH資源單元之間的關(guān)聯(lián)。
圖4給出了一個示例。SSB與PUSCH時機(jī)0相關(guān)聯(lián),其中包括8個正交DMRS端口。PUSCH場合0的DMRS端口以L=4的隔行方式與4個SSB(SSB#0~#3)相關(guān)聯(lián),例如,DMRS 0被映射到SSB#0,而DMRS 1被映射到SSB#1。UE在接收到的SSB中確定其最佳波束。根據(jù)SSB和PUSCH資源單元之間的關(guān)聯(lián),UE使用對應(yīng)于在PUSCH場合具有最佳波束的SSB的DMRS來發(fā)送其msgA的PUSCH。例如?UE1選擇SSB#0的最佳波束,并在PUSCH時機(jī)0上使用DMRS 0發(fā)送msgA的PUSCH,其中PUSCH時刻的DMRS 0與SSB#?0相關(guān)聯(lián)。而對于UE2,最佳波束對應(yīng)于SSB#1,使得UE2使用與SSB#1相關(guān)聯(lián)的DMRS 1發(fā)送msgA中的PUSCH。如果具有不同Rx波束的多個UE同時發(fā)送msgA,它們將在PUSCH場合與對應(yīng)于不同波束的正交DMRS復(fù)用。

msgA的PUSCH使用的TA有啥變化不?
在傳統(tǒng)的4步RACH中,假設(shè)TA為零,UE發(fā)送PRACH。PRACH中有CP和GT,以確保gNB側(cè)的前導(dǎo)碼檢測。一旦gNB檢測到前導(dǎo),gNB可以估計發(fā)送前導(dǎo)的UE的TA,并在RAR中提供TA?command,即msg2。UE從gNB獲得包括TA的RAR后,UE將發(fā)送msg3 PUSCH。與msg3傳輸不同,2步RACH中的UE可能沒有用于msgA PUSCH傳輸?shù)腡A信息。因此,對于2步RACH的msgA傳輸,有必要為msgA的PUSCH尋址TA。TA假設(shè)有以下選項。
Opt-1:無論idle/inactive/connected狀態(tài)如何,PRACH和PUSCH的TA始終為0
Opt-2:對于處于idle/inactive狀態(tài)的PRACH和PUSCH,TA=0;在connected狀態(tài)下的PRACH和PUSCH,TA=可用TA
在4步RACH中,假設(shè)TA=0用于msg1 PRACH傳輸。TA=0用于msgA的PUSCH是直接的,因為UE可能無法實現(xiàn)同步,特別是當(dāng)UE從RRC?idle/inactive狀態(tài)開始2步RACH時。當(dāng)處于RRC連接狀態(tài)時,UE可能已經(jīng)具有有效TA。因此,有效TA可用于msgA的PUSCH。然而,如果假設(shè)msgA的PRACH和PUSCH具有不同的TA,則當(dāng)PRACH與PUSCH在時間上彼此接近時可能會出現(xiàn)問題。在這種情況下,PRACH和PUSCH之間可能存在重疊。為了避免PRACH和PUSCH之間的重疊、更大的間隙,這可能會增加延遲。事實上,有效TA也可用于PRACH。

如上所述,PO單獨地或依賴于PRACH資源來配置。PO的時間/頻率資源以及資源大小是可配置的。是否在msgA中進(jìn)行小上行數(shù)據(jù)傳輸仍在討論中。至少對于RRC連接狀態(tài),UL數(shù)據(jù)可以包括在msgA的有效載荷中。結(jié)果,msgA的PUSCH的TBS可以不同,例如,根據(jù)開始RACH過程時的RRC狀態(tài)。對于不同的PO,可以配置不同大小的PRB或不同長度的持續(xù)時間,而對于給定的PO,時間/頻率資源大小應(yīng)該是固定的。時域/頻域中具有不同資源大小的PO可以適用于不同的TBS/MCS。圖5顯示了一個示例,其中為同一時間資源中的不同PO配置了不同的頻率資源大小。

兩步RACH的msgA的PRACH和msgA的PUSCH是TDMed?;谠摱x,我們理解PRACH和PUSCH的時域資源在時間上不重疊,并且PRACH傳輸之后是msgA的PUSCH傳輸。PRACH和PUSCH的時域資源在時間上可以是連續(xù)的或非連續(xù)的。
在NR-U的情況下,在LBT成功之前允許信道接入,PRACH傳輸之后是連續(xù)時間資源中用于msgA的PUSCH傳輸是有益的。在這種情況下,由于PRACH和PUSCH傳輸之間不存在時間間隔,UE只需要對PRACH傳輸和PUSCH傳輸執(zhí)行一次LBT。
根據(jù)Rel.15中定義的前導(dǎo)格式,對于某些前導(dǎo)格式而言,PRACH中的前導(dǎo)序列之后存在GT(guard time)。通常,考慮到覆蓋要求,在GT期間沒有信號傳輸。然而,如果GT大于16us,則當(dāng)在非許可頻帶中使用連續(xù)的時域資源傳輸PRACH和PUSCH時,可能存在問題,例如,在PRACH與PUSCH傳輸之間需要額外的LBT。避免在發(fā)送PUSCH之前引入額外的LBT。需要進(jìn)一步研究如何處理這一問題。
在TDD情況下,對于PRACH和PUSCH傳輸,在UL周期內(nèi)可能沒有可用的UL符號。因此,PRACH和PUSCH傳輸之間可能存在間隙。