5GNR漫谈12：PRACH随机接入信道（2）

先撸一下随机接入发起前的一些前提。终端开机后进行小区搜索，解调SSB获得MIB信息以及系统帧号和帧边界，MIB信息里面包含有8位pdcch-ConfigSIB1指示，告知了SIB1调度信息可能出现的时频资源位置，也即search space和CORESET。UE再根据这个时频资源位置采用SI-RNTI（System Information RNTI）去盲检SIB1的调度信息，获得SIB1的调度指示，即SIB1会出现在哪里，UE需要在哪个地方蹲点把SIB1接收解调。SIB1有个花名叫RMSI（remaining minimum system information ),包含了终端发起初始随机接入前所需要知道的系统信息，它以160ms周期性的承载在PDSCH上发送。SIB1中包含的RACH信息如下所示RACH-CconfigCommon。

在漫谈11中，已经了解了随机接入preamble的数学生成公式，参数多，初次接触，不搞物理算法的小伙伴看着也头痛脑胀，云里雾里，一时半会不知道为啥搞这么复杂。我们把上图中RACH信息红圈圈搞明白就差不多了。
Prach-RootSequenceIndex是小区基站告诉终端，本小区长短preabmle可以采用的根号，即u值。

Msg1-SubcarrierSpaceing告知终端在发起随机接入第一条msg1时所采用的子载波间隔。zeroCorrelationZoneConfig告诉终端对应的限制集和NCS移位数。NCS移位有什么用？无非就是改变ZC序列的相位，相位的旋转表现为时延上的扩展。作用就是同一个根序列可以区分多用户，所以长preamble可以支持多个NCS移位，这个小区也就支持更多的用户，小半径就比短preamble要大了。后面再讲讲怎么接收检测preamble，怎么区分用户。

Prach-ConfiguationIdex告知终端可在哪个时间点发射PRACH，即哪个系统帧，哪个子帧，哪个slot，起始symbol，这个表很长，总共有256个index。

msg1-FDM告知终端，当前时间点发射的频域上有多少个PRACH Occasion；msg1-FrequecnyStart告知终端频域上的起始位置。在漫谈11中说到preamble带宽M(个RBs)和频域RACH occasions（K）确定K*M总的PRACH频域，那么preamble的带宽又从何而来呢？由preamble的长度和子载波间隔共同确定，如何确定？看一下漫谈11中preamble发射处理流程就明白。以PRACH的子载波间隔来统计不直观，以PUSCH的子载波间隔和RB数来做参考就好理解了。比如，长preamble，序列长为839，子载波间隔为1.25kHz,PUSCH子载波间隔为15KHz，那PRACH占用的RB数为839X1.25/15/12=6（RB）。

RACH-CconfigCommon中还包含了基于接收下行信号来估计下行路损而得到的preamble发射功率，以及随后的功率爬坡值。一开始终端不知道离基站远还是近，不知道以多大功率发射上行信号才合适，所以聪明地通过估计下行信号来获得参考。
好了，终端知道用哪些系统参数生成preamble，在哪些时频域地点去发射preamble，也大概知道以多大功率来发射信号了，终端是不是就可以愉快的发射PRACH了呢？且慢，如果这样，那不就是和LTE没有什么多大差别了，体现不出5GNR的先进性。那NR比LTE多了啥比较明显的不同？Massive MIMO。如何在PRACH体现利用Massive MIMO的好处？beam.这不是在小区搜索里通过SSB index已经确定了吗？那是终端确定的下行最合适自己的beam，终端要设法告知基站自己扫到的最合适的beam，如果另外增加别的系统消息来指示，太浪费资源了，因此上行通过想办法早早就让基站接收PRACH时就可以知道终端小区搜索确定的beam Index。这样，SSB和PRACH就勾搭起来了。前面RACH-CconfigCommon有两个信息ssb-perRACH-OccasionAndCB-PreamblePerSSB和msg1-FDM告知了两者之间的关系。我们看到ssb-perRACH-OccasionAndCB-PreamblePerSSB这个参数有分数也有整数，假如其值为N，当N<1, 那么一个SSB Index对应1/N个RACH Occasion，每个RACH Occasion中包含所有的Preamble；当N>1，那么一个PRACH Occasion对应N个SSB Index。RACH Occasion（RO）是一个时频域的概念，SSB和PRACH关联用文字表述太麻烦了，无非就是先频域再时域，一个挤在一起还是多个挤在一起，或者是一个占用多个。上图才是硬道理。通过这种映射关系，基站在检测到终端发射的preamble，就可以确定哪个beam是最合适终端的。

SSB和prach关联后，可以发起初始随机接入了。Msg1也即preamble的发射，然后基站接收解调，得到终端相对于基站的时间偏移量TA值，然后发送msg2，告知终端收到了发送的preamble以及之后的上行（msg3）需要的时间调整量TA。Msg3和msg4主要是用于解决preamble的碰撞机制，因为有可能会有两个终端在相同的时间，相同的地点发射preamble。终端收到msg4之后，就完成了RRC连接，也即正式完成了注册在案，正式为基站所接纳。

终端在以下场景可以发起随机接入：小区切换的时候对新小区发起随机接入；太长时间没有上行业务而与基站失步需要重新建立上行同步；上行调度申请得不到基站满足时重新发起随机接入申请调度。
至于基站是怎么检测PRACH的，后面我再研究。

喜欢文章可添加公众号，回复SSB，LDPC可获得代码：

声明：文中部分图片来源于http://www.sharetechnote.com/

5GNR漫谈12：PRACH随机接入信道（2）相关推荐

5GNR漫谈11：PRACH随机接入信道（1）
5GNR漫谈11:PRACH随机接入信道(一) 在5GNR漫谈2中我们知道,终端开机后获取小区广播消息,广播消息里面包含了本小区可利用的资源,到此为止还只是个受众,还没有与小区进行交流,也即终端此时仅 ...
5GNR漫谈5：PDCCH信道设计
在介绍CORESET时(详细见CORESET和search space的介绍),谈到了PDCCH承载的DCI信息出现在CORESET指示的时频位置上,UE想要知道了解基站对自己的调度信息或者广播消息, ...
5GNR漫谈7：PUCCH信道设计
NR里面的上行控制信息(Uplink Control Information,UCI)可承载在PUCCH和PUSCH上,这一点与LTE类似,不过在标准版本R15里,并没有将UCI如何和UL-SCH复用 ...
[4G5G专题-41]：物理层-物理随机接入信道PRACH与随机接入过程
目录第1章物理随机接信道PRACH概述 1.1 PRACH概述 1.2 PRACH在物理层信道中的位置第2章 4G LTE 随机接入过程 2.1 随机接入过程的目的 2.2 LTE 随机接入过 ...
【4G5G基础学习】物理层-物理随机接入信道PRACH与随机接入过程
版权声明:本文为CSDN博主「文火冰糖的硅基工坊」的原创文章:[4G&5G专题-41]:物理层-物理随机接入信道PRACH与随机接入过程 , 链接: 文火冰糖的硅基工坊第1章物理随机接信道 ...
5GNR漫谈1：NR物理层帧结构
5GNR标准是3GPP组织在4G LTE标准后,为适应新的移动通信发展需要,制订的新标准,它主要考虑的是大数据量.低时延.万物互联的应用场景.虽然是新的标准协议,但NR标准仍然处处有着LTE标准的&q ...
5GNR漫谈6：PDSCH和PUSCH信道设计
在前面的介绍中,我们了解到PDCCH承载的DCI,调度了PDSCH和PUSCH上承载的数据,指示具体的时频资源位置.现在我们来看看具体PDSCH信道如何承载发射数据.关键的传输处理过程所需要的参数在U ...
5GNR漫谈9：PDSCH和PUSCH资源映射（频域type0/type1和时域typeA/typeB/typeC）
在漫谈6中,我们了解了PDSCH和PUSCH这两个信道,在将比特数据调制为复数的星座图符号后,映射到具体的时频资源位置.映射的具体过程由先频域后时域,即一个OFDM符号的RB子载波上映射完成后,再映射 ...
5GNR漫谈4：CORESET与SearchSpace
在介绍BWP的时候,我们提到了UE(User Equiment,用户设备,终端)在做完小区搜索SSB的检测后,为了检索SIB1信息,需要提取MIB里面的pdcch-ConfigSIB1消息,里面8位比 ...

5GNR漫谈12：PRACH随机接入信道（2）

5GNR漫谈12：PRACH随机接入信道（2）相关推荐

最新文章

热门文章