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5G随机接入流程
发布日期:2021-11-30

对于处于空闲态的UE,下行广播信道/信号的一个或多个occasion与RACH资源子集之间的关联通过广播系统信息通知UE。gNB、UE的下行Tx波束可以基于检测到的RACH前导码获得,并且还将应用于MSG 2,MSG 2中的UL grant可指示MSG 3的传输定时。

NR系统将部署在各种场景中,包括低频(sub-6GHz)和高频(above 6GHz)运行,以及稀疏/密集TRP部署。

波束赋形场景的接入流程

当NR部署在高频段(例如,6GHz以上)时,TRP可在较窄聚焦波束上发射,以补偿作为此类频带特征的显著路径损耗、空气吸收和阻塞效应。根据阵列架构,TRP可以在多个波束或单个波束上发射,以同时提供覆盖和波束形成。

对于初始接入,同步信号(NR-PSS/NR-SSS)和广播信道(NR-PBCH)可以以特定波束的方式发送。如为考虑而商定的,RACH资源的子集可被配置为与SI中或UE已知的广播信道/信号的一个或多个场合相关联。对于PRACH资源和波束赋形的NR-PSS/NR-SSS/NR-PBCH的一对一关联,在TRP处检测RACH前导隐含地指示优选Tx波束。RAR到UE的传输基于所指示的下行Tx波束。此外,gNB可以向RAR中的优选上行Tx波束发送信号。Msg3传输将与首选PRACH Tx波束相对应。

这种方法有一些局限性。多波束传输有效地在同一小区区域内创建多个小区部分的精细分割。UE可以落在两个波束之间,这在小区搜索过程期间最多限制发射波束形成增益,或者在极端情况下可以创建部分覆盖空洞。因此,后期可能需要对波束进行一些细化。其次,当考虑移动性时,当UE穿过波束扫描窗口内的小区部分时,需要仔细考虑NR-PSS/NR-SSS/NR-PBCH的多波束传输。另一种不同的方法是采用一些特定于小区的机制来实现健壮的性能。

密集TRP部署场景中的接入流程

典型NR部署场景的示例如图1所示。在该通用部署场景中,gNB控制物理小区区域内的多个TRP。每个TRP可以在一个或多个波束上发射,从而创建虚拟小区的非常精细的分区。

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关于初始接入,PSS/SSS和NR-PBCH可以以特定小区或SFN方式传输,以实现可靠覆盖。特别是NR-PBCH仅传送在小区上驻留所需的最小SI(空闲模式)。相反,RACH配置可以是特定小区、特定TRP或特定波束。

Secnario 1

在该场景中,可以在SFN传输中提供包括RACH配置的基本SI。RACH配置可根据SI内的每个TRP提供。此外,UE配备有用于获取TRP特定信道的TRP特定RS,包括在TRP上执行测量。选择TRP后,使用首选TRP执行整个RACH程序。图2显示了该程序的说明。

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Scenario 2

与以SFN方式发送SI不同,还可以在可用于建立RRC连接的TRP集合上的SFN发送的NR-PBCH中提供最小信息。此类信息应至少包括用于解调和测量的RS。UE获取特定TRP的SI,包括基于特定于TRP的RS的RACH配置,如图3所示。

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注意,这种特定TRP的方法可以推广到以波束为中心的RACH过程,类似于基于波束形成的部署场景。主要区别在于,此处波束扫描不适用于小区发现传输的PSS/SSS和NR-PBCH信号。

在NR中支持CP-OFDM和DFT-S-OFDM

NR支持与CP-OFDM波形互补的基于DFT-S-OFDM的波形,至少支持高达40GHz的eMBB上行链路,CP-OFDM波形可用于单流和多流(即MIMO)传输,而DFT-S-OFDM波形仅限于单流传输(针对链路预算有限的情况)。网络可以决定使用哪种基于CP-OFDM和DFT-S-OFDM的波形,并与UE通信。基于CP-OFDM和DFT-S-OFDM的波形对于UE都是强制性的

由于网络在尝试建立RRC连接之前不知道空闲状态UE,因此应当预先确定RACH过程期间的上行波形。或者,网络可以在初始接入期间接收的系统信息中指示RACH的上行波形。只是目前NR上下行统一使用CP-OFDM波形而已。