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5GNR基本流程
5GNR的基本流程,包括随机接入流程、小区选择与重选流程、终端注册流
程和PDU会话建立流程以及终端切换流程等。
1NR随机接入流程
1.1随机接入原理介绍
5GNR随机接入流程的总体过程与LTERACH非常相似。LTERACH和NR
RACH之间的主要区别就在于UE发送随机接入前导(RACHPreamble)之前的过
程。由于波束赋形(BeamForming)在NR中是默认支持的,特别是在毫米波中,
当NR运行在BeamForming模式下,UE在发起随机接入过程之前需要检测扫描
SSB波束,并选择一个最强的SSB波束,再根据这个最强SSB波束选择关联的随
机接入时机(RACHOccasion,RO)来发送前导(Preamble)。另外,在发送
随机接入前导之前,UE优先选择信号强度即RSRP值Rsrp-ThresholdSSB(default,
-120dBm,inSIB1)的SSB,如果没有的话任选一个SSB,否则UE不会发起随机
接入过程。
5GNR支持下面两种类型的随机接入:基于非竞争的随机接入(Contention
FreeRandomAccess,CFRA),基站会明确通过RRC消息或PDCCHDCI指令,
告诉UE在指定的PRACH信道时频资源上发送指定的Preamble,因此不会跟其他
UE发生冲突。
基于竞争的随机接入(ContentionBasedRandomAccess,CBRA),UE从
SIB1中广播的小区公用PRACH信道时频资源里面随机选择一个,来发送随机选
择的前导序列,这样就有可能跟其他UE的选择发生冲突,也称竞争,可能包括
PRACH时频资源冲突和前导冲突。当冲突或竞争发生时,需要基站侧启用竞争
解决机制决定哪个UE胜出。
1.2随机接入过程
①准备阶段:UE获取PRACH相关配置信息。
UE解调系统信息SIB1或者从RRCConnectionReconfiguration(NSA模式)
消息获取如下与随机接入过程相关的配置信息。
PRACHPreamble格式集;PRACH时域资源;PRACH频域资源;发送MSG1
的子载波间隔;用于确定PRACHPreamble序列集的根序列索引(RootIndex)及
其循环移位(Ncs)等参数值。
②UE发送MSG1前导(Preamble)。
UE要成功发送Preamble,需要确定如下信息:
(1)选择前导索引(PreambleIndex);
(2)选择用于发送前导的PRACH资源;
(3)根据选择的PRACH时频资源确定对应的RA-RNTI;
(4)确定目标接收功率PREAMBLE_RECEIVED_TARGET_POWER。
③:UE接收MSG2-RAR(RandomAccessResponse)。
UE发送了Preamble之后,在经过3个子帧时间后,开始监听接收MSG2即随
机接入响应消息(RAR),也就是说RAR时间窗(RARWindow)起始于发送
Preamble的子帧(如果Preamble在时域上跨多个子帧,则以最后一个子帧计算)
+3个子帧,并持续SIB1:ra-ResponseWindowSize(默认值:s180)个时隙。UE会
在RAR时间窗内使用上面计算出的RA-RNTI值来监听PDCCH获取PDSCH调度
信息,进而解调PDSCH信道获取具体的RAR内容。
如多个UE碰巧都选用相同的时频资源发送Preamble,则同一个RA-RNTI
对应PDSCHMACPDU可能复用多个UE的随机接入响应(RAR),MACPDU头
域中的多个子头域包含每个UE对应的RAPID,即UE选择发送的PreambleIndex。
其中还可能包含一个特别的子头域来指示随机回退值(BI:BackoffIndicator)。
MSG2PDSCH的资源分配类型是类型1(ResourceAllocationType1),
PDS
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