R16 两步随机接入信道结构介绍
5G在 Rel-16中新增了2步RACH,实现2不随机接入主要是为了实现以下目标:
开发了一种简化的随机接入流程。这减少了在连接建立和连接恢复期间UE和网络之间的交互次数,从而使得IDLE 和 INACTIVE 的UE控制平面时延更低。在连接模式的情况下,可以通过2步RACH信道发送少量数据,从而使得用于连接态模式UE的上行用户面数据的时延更低。
提出了一种一步传送PRACH和PUSCH的信道结构(即没有来自网络的中间消息) 上述增强适用于许可频谱和共享频谱(即NR-U)。
4步随机接入和2步随机接入的一般流程如图1、图2所示。2步随机接入的第一步包括上行MSGA传输,其包括4步随机接入的msg1和msg3的等效内容。2步随机接入的第二步是下行MSGB传输,其包括4步随机接入的msg2和msg4的等效内容。(其实就是将上行的MSG1、MSG3打包,下行的MSG2和GMS4打包发送)。
UEgNB1Random Access PreambleRandom Access Response23Scheduled TransmissionContention Resolution4
图1:4-step RACH
UERandom Access PreamblePUSCH payloadgNBAContention ResolutionB
图2: 2-step RACH
那UE怎么选择随机接入类型呢?
Rel-15 中5G的4步随机接入的所有触发器也适用于2不随机接入。然而,2步随机接入的无竞争随机接入(CFRA:contention free random access)流程仅支持切换。
UE基于网络配置在随机接入过程开始时选择随机接入的类型:
当CFRA资源未配置时,UE使用RSRP阈值在2步RA Type和4步RA Type之间进行选择;(是不是5G覆盖好的时候才能使用2步随机接入类型)
配置4步RA Type的CFRA资源时,UE进行4步RA Type的随机接入; 当配置了两步RA Type的CFRA资源时,UE使用两步RA Type执行随机访问。
MSGA结构:PRACH
两步RACH中的MSGA包括PRACH和PUSCH。用于时域/频域中的2步RACH的PRACH资源可以与4步RACH共享,或者可以被配置为分离。可以使用Rel-15中定义的所有前导码格式和PRACH配置索引。在4步RACH和2步RACH之间共享时域PRACH资源的情况下,分配不同的前导码来区分RA Type。SSB与PRACH的映射重用了4步RACH的映射。
MSGA结构:PUSCH
2步RACH使用指定的映射规则来确定与所选PRACH资源相关联的MSGA的PUSCH资源。每个PRACH时隙映射到多个PUSCH场合,一旦UE在PRACH场合中选择前导码,则可以通过预定义的映射顺序来确定相应的PUSCH场合和DMRS资源。
MSGB:
在MSGA传输之后,UE在配置的窗口内监视下行链路以获得来自网络的响应。这个来自网络的响应称为MSGB。MSGB的内容取决于gNB是否能够成功地检测到PRACH和PUSCH部分。
如果检测到PRACH但PUSCH的解码失败,则网络将在MSGB中包括回退指示(fallback indication),并且随后的UE过程将类似于4步RACH。(可以理解为2不随机接入失败后,UE将进行4不随机接入?)
如果前导码和PUSCH都被解码,网络将包括一个successRAR,这就完成了竞争解决。HARQ反馈是为了成功接收成功的RAR而启用的。