【原】5G中RACH不只为初始接入！

和老康一起学5G 2024-05-23 发布于北京

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随机接入(Random Access Procedure)是终端(UE)与网络取得连接，开启移动通信的第一步；3GPP在TS38.300第9.2.6节中定义如下；

一、随机接入 5G(NR)终端(UE)可由以下事件(原因)触发随机接入：

终端(UE)从RRC_IDLE进行初始接入；
RRC连接重建过程；
在RRC_CONNECTED或RRC_INACTIVE状态，DL或UL数据到达；SDT正在进行时终端(UE)的上行(UL)同步状态转为“失步(non-synchronised)”；
在RRC_CONNECTED或RRC_INACTIVE状态，UL数据到达；当SDT过程正在进行时而没有可用于SR的PUCCH资源时；
切换(Handover）;
SR失败；
RRC在同步重配置时显式请求；
终端的RRC连接从RRC_INACTIVE恢复过程；
为主或辅TAG建立时间对齐；
请求其他SI；
波束故障恢复；
SpCell上一致的UL LBT失败；
RRC_INACTIVE状态中的SDT；
RRC_CONNECTED状态定位；如当UE定位需要定时提前时；
与LTM候选小区的极早UL同步；
基于RACH的LTM信元交换。

二、随机接入类型 5G系统中支持两种类型的随机接入:带有MSG1的4步RA和带有MSGA的2步RA；两种类型RA过程都支持基于竞争的随机接入(CBRA)和无竞争随机接入(CFRA)，如下图9.2.6-1所示。

三、随机接入选择 终端(UE)在随机接入启动时根据网络配置选择随机接入类型，其中:

当未配置CFRA资源时，UE使用RSRP阈值在2步RA类型和4步RA类型之间进行选择；
当配置了4步RA类型的CFRA资源时，UE以4步RA类型执行随机接入；
当配置了2步RA类型CFRA资源时，UE使用2步RA类型执行随机接入。

----网络不会为BWP(带宽部分)同时配置4步和2步RA类型的CFRA资源。具有 2步RA类型的CFRA仅支持切换。

四、4步与2步接入特点

4步RA类型的MSG1由PRACH上的前导码组成。MSG1传输后UE在配置的窗口内监视来自网络的响应。

对于CFRA，MSG1传输的专用前导码由网络分配并且在从网络接收到随机接入响应后，UE结束随机接入过程见图9.2.6-1(c)所示。
对于CBRA，收到随机接入响应后，UE使用响应中调度的UL grant 发送MSG3并监视竞争解决，如图9.2.6-1(a)所示。如果在MSG3(重新)传输后争用解决未成功，则UE返回MSG1传输。

2步RA类型的MSGA包括PRACH上的前导码和PUSCH上的有效负载。MSGA传输后，UE在配置的窗口内监视来自网络的响应。

对于CFRA，专用前导码和PUSCH资源被配置用于MSGA传输，并且在接收到网络响应后，UE结束随机接入过程如图9.2.6-1(d)所示
对于CBRA，如果收到网络响应后竞争解决成功，则UE结束随机接入过程如图9.2.6-1(b)所示；而如果在MSGB中接收到回退指示，则UE使用在回退指示中调度的UL授权来执行MSG3传输并监视争用解决，如图9.2.6-2所示。如果在MSG3(重新)传输后争用解决未成功，则UE返回MSGA传输。

如果在多次MSGA传输之后没有完成具有2步RA类型的随机接入过程，则UE可以被配置为切换到具有4步RA类型的CBRA。

对于针对早期UL TA获取LTM候选小区的随机接入过程，使用由PDCCH命令触发的CFRA。UE向小区发送MSG1而不监视小区的响应，如图 9.2.6-1(e) 所示。为了支持UE功率斜坡UE可以执行由网络指示的MSG1重传。

五、SUL小区随机接入 对于配置有SUL小区中的随机接入，网络可以明确地发信号通知要使用哪个载波(UL或SUL)。否则，当且仅当测量的DL质量低于广播阈值时，UE才选择SUL载波。UE在2步和4步RA类型之间进行选择之前执行载波选择。可以为UL和SUL单独配置用于在2步和4步RA类型之间进行选择的RSRP阈值。一旦开始，随机接入过程的所有上行链路传输都保留在所选载波上。

六、载波聚合随机接入 当配置了载波聚合(CA)时终端(UE)仅在PCell上执行2步RA类型的随机接入过程，而竞争解决可以由PCell交叉调度。配置CA时对于4步RA类型的随机接入过程中CBRA的前三个步骤始终发生在PCell 上，而竞争解决(步骤4)可以由PCell交叉调度。在PCell上启动的CFRA的三个步骤仍然保留在PCell上。SCell上的CFRA只能由gNB发起，以便为辅助TAG建立定时提前；该过程由gNB使用在辅助TAG的激活的SCell上发送的PDCCH命令(步骤0)发起，前导码传输(步骤1)发生在SCell 上，随机接入响应(步骤2)发生在PCell 上。当为服务小区配置两个TAG ID时，在随机接入响应消息或MSGB中指示应用TA命令的TAG。

七、RedCap和切片等场景 网络可以将一组RACH资源与适用于随机接入过程的功能相关联如:网络切片、(e)RedCap、SDT和NR覆盖增强。与某个功能相关的一组RACH资源仅对至少适用于该功能的随机接入过程有效；与多个特征相关联的一组RACH资源仅对于至少具有所有这些特征的随机接入过程有效。UE在上行链路载波(即NUL或SUL)和BWP选择之后、选择RA类型之前选择适用的RACH资源集。

本文根据3GPP R18 TS 38.300第9.2.6节编译整理