5G RACH统一流程

当gNB上的Tx/Rx互易性至少可用于多波束操作时，至少在空闲模式下的UE可以基于检测到的RACH前导码获得UE的下行Tx波束，并且还将应用于Msg2，Msg2中的UL grant可指示Msg3的传输定时，对于具有和不具有Tx/Rx互易性的情况，应采用公共随机接入流程；当Tx/Rx互易性不可用时，至少对于处于空闲模式的UE，是否或如何向gNB报告下行Tx波束？通过RACH preamble/资源、Msg3？

测量结果与RACH Group之间的关系

RACH Group包含若干对{RACH resource, preamble}，图1显示了三种不同颜色的RACH Group。在图1（a）中，由于时间多路复用，不相交的RACH Group使用不同（不相交）的RACH资源子集，但使用相同的前导码子集。在图1（b）中，由于频率复用，不相交的RACH Group使用不同（不相交）的RACH资源子集，但使用相同的前导码子集。在图1（c）中，不相交的RACH Group使用相同的RACH资源子集，但不同的不相交前导码子集。在所有情况下（a）-（c），不存在包含在多个RACH Group中的RACH资源和前导码的组合。因此，RACH Group是不相交的。

RACH Group概念在关于各种RACH用例的讨论中也可能有用，其中保留了“special preamble”。如果在所有RACH资源中没有预留前导码，那么考虑“special preamble group”可能更合适。

对于在gNB处可用Tx/Rx互易性的情况，可以基于检测到的前导来获得UE的下行Tx波束。换句话说，通过UE对RACH资源子集的选择，将最佳测量结果的索引（而不是结果本身）通知gNB，例如，最佳下行Tx波束的索引。

对于在gNB不可用Tx/Rx互易性的情况，应进一步考虑是否或如何向gNB报告最佳下行Tx波束。因此，RACH框架应能够涵盖所有级别的发送/接收互易性。此外，关联框架还应该包含连接模式随机接入（注意，到目前为止的协议只处理空闲模式）。

下面讨论典型的单波束随机接入以及连接模式随机接入情况。在关联和选择中包括前导码子集的一个目的是允许也通过前导码子集指示最佳测量结果，而不仅仅是通过RACH资源的子集。另一个目的是引入适合不同UE状态甚至不同UE的灵活的前导码子集。此外，LTE支持这种灵活性，其中符合空闲UE条件的前导码子集可以在所有64个前导码之间调整为仅4个前导码。在连接模式下的无竞争随机接入中，将特定前导分配给UE，即符合该UE条件的前导子集是单个前导。

图2说明了下行信道/信号与不相交的RACH Group之间的关联以及基于最佳测量结果的RACH Group选择。只要不相交的RACH Group（N）的数目等于不同的测量结果（N），UE就可以通过RACH Group选择向gNB指示最佳测量结果。换句话说，如果RACH Group的数量等于SSB/beam的数量，则UE可以完全传送最佳SSB/beam，即使gNB不支持Tx/Rx互易性并且所有SSB与RACH资源的相同子集相关联。

图3说明了一个多波束示例，其中gNB不支持Tx/Rx互易性，这意味着gNB在接收前置码时也需要执行时域波束扫描。这意味着，无论哪个SSB（下行Tx波束）具有最佳测量结果，SSB都需要与相同的时域间隔相关联，在此期间gNB执行上行波束扫描。因此，时域不能用于指示最佳测量结果，即最佳下行Tx波束。相反，通过使用频率或前导域来创建不相交的RACH Group。通过使用频域，扩展了RACH资源的数量。通过使用前导码域，减少了与每个SSB相关联的前导码子集。只要测量结果（SSB）N的数量小于或等于不相交的RACH Group的数量（=F*P，其中F是频域中RACH资源的不相交子集的数量，P是前导码的不相交子集的数量），则可以通过检测到的前导码完全指示最佳测量结果。

当Tx/Rx互易性在gNB处可用时的情况更容易，因为每个SSB可与RACH资源的不相交子集（在时域中）相关联。因此，不需要使用频域或前导域来提供最佳下行Tx波束指示。

在单波束情况下，存在单个SSB/波束，因此无需指示最佳下行Tx波束。然而，gNB可以选择将单个SSB与多个时域RACH资源相关联，并指示重复，以便提供覆盖或性能增强。

连接模式UE不一定使用与空闲UE相同的用于移动性的信号集，即SSB/burst/burst set中的小区级下行信号。相反，连接模式UE可以使用UE专门配置的RS，称之为beam RS（BRS），其例如可以表示小区内的窄波束、波束组或单个trp。如果在连接模式RACH过程中也可以使用用于最佳测量结果（例如，最佳窄波束，最佳TRP）的通信模式，则可以实现更高效的过程（例如，较低的UE发射功率、更好的前导码检测性能、MSG2-4的更高频谱效率等）。因此，上述关联和RACH组选择框架也应用于连接模式UE。

在某些情况下，例如，对于许多DL-Tx波束，创建足够多的不相交RACH组来支持通过选择RACH组来完全指示最佳DL-Tx波束可能是不可行的。在这种情况下，可通过选择RACH组实现最佳DL TX波束的部分指示，同时在MSG3中完成指示。在部分指示的一个示例中，多个（而不是单个）测量结果与同一RACH组相关联。gNB仍然可以使用部分指示来改进RACH前导码检测和RAR传输性能。

UE侧的不同Tx/Rx互易

作为一般原则，用于RACH前导传输的UE Tx波束选择应由UE决定，即对网络透明。

例如，UE可以使用其支持的任何Tx/Rx互易级别来基于下行信号选择UE Tx波束。一些UE不支持Tx/Rx互易性，并且可能必须对前置码执行UE Tx波束扫描。前导码的UE Tx波束扫描应取决于UE实现，但应考虑对前导码传输量或速率的一些固定或可配置限制，以保持PRACH负载处于控制之下。多个前导码传输应该在所选的RACH组中。

网络可通知UE应执行重复的前导传输。对于那些情况，如果UE在所配置的重复期间不改变UE Tx波束，例如，以实现gNB中前导码的相干组合，则可能是有益的。

在gNB和UE都不支持互易性的最坏情况下，双方都需要执行波束扫描。在这种情况下，gNB可以在重复的前导传输期间执行波束扫描，其中UE被通知，并且在UE不改变其UE Tx波束期间执行波束扫描。另一方面，UE将不得不在这种重复的前导传输之间改变其UE Tx波束。

图4–图7显示了不同gNB和UE互易性级别的波束扫描。由于匹配了UE Tx和gNB Rx波束，“star”表示成功的前导检测。UE可以在“star”之后终止前导传输，因为它接收到随机接入响应。