随机接入期间波束赋形的高层含义

初始接入是一个非常重要的流程，涉及到L1L2L3，例如，波束赋形/波束扫描的使用可能对物理层和MAC、RLC、PDCP都有影响。为了便于对齐并提供清晰的基础和共同理解，最好提供初始接入过程的总体描述，至少到RRC和NAS信令开始时为止。

在LTE中，在接入小区之前，UE使用PCI来导出CRS（在整个频带中的所有子帧中发送），CRS可以用于解码携带MIB的PBCH和携带包含PRACH配置的其他SIB的PDCCH/PDSCH。在LTE中，每个小区只有单个PRACH配置，例如上行时频资源以在其上发送前导码。

在NR中，网络已支持单波束和多波束部署。对于RRC_IDLE或RRC_INACTIVE UE，这基本上意味着在单波束情况下，在这些状态下监测的信号和物理信道将在单波束中传输，即如LTE中那样全向/扇区化。

所以要求UE应至少能够识别OFDM符号索引、无线帧中的时隙索引和SSB中的无线帧编号。

SSB中包含的信号是PSS、SSS和PBCH，其实也可以是PSS、SSS、TSS（Tertiary Synchronization Signal）和PBCH。

RRC_INACTIVE或RRC_IDLE UE应假设SSB可以形成具有给定周期性的SSB set和SSB set burst。在单波束场景中，网络可以在宽波束中的一个SS burst内配置时间重复。在多波束场景中，这些信号和物理信道（例如SSB）中的至少一些将在多波束中传输。

在多波束情况下，对于同一小区，可以简单地重复NR-PSS/NR-SS/PBCH以支持小区选择/重选和初始接入过程，但是在SS burst内TSS在波束基础上暗示的所传送的PRACH配置中仍然可能存在一些差异。在PBCH将携带PRACH配置的假设下，NR小区可以广播可能每个波束的PRACH设置，其中TSS可以用于暗示PRACH的配置差异。当gNB使用模拟RX波束赋形时，波束专用PRACH配置可能有用。在这种情况下，当UE例如在与一个或多个SSB传输相关联的波束特定时间/频率时隙中发送前导码时，则gNB可以在该时间/频率隙中接收前导码时使用适当的RX波束赋形，并且在发送RAR时使用相应的下行波束。因此，特定于波束的PRACH配置允许gNB在监视相关联的PRACH资源时将其RX波束赋形指向相同波束的方向。

除了每个SSB/波束的PRACH时间/频率资源之外，在同一小区内对前导码集进行一些每个波束划分也是有益的。通过不同的SSB波束传输配置不同的PRACH前同步码集使得缺乏方向互易性支持的gNB能够基于所接收的前同步码来识别UE从其接收到PRACH配置的SSB束。该波束很可能是UE在该小区内检测到的最佳（例如，最高SNR/SINR）下行波束。在一组SSB波束传输与相同的PRACH资源相关联的情况下，这种前导码划分特别有用，在这种情况下，前导码将通知gNB UE接收到的组中的SSB波束发射中的哪一个。

由于下行波束和PRACH配置之间的映射（例如，时隙/时隙和可能的前导码划分），网络可以假设UE处于给定下行波束或每个小区中它们的至少一个子集的覆盖之下。这使得网络能够在该最佳下行波束中发送RAR或执行更优化的波束扫描过程。如下图所示，仅在单个波束中发送RAR。

控制面时延是指当UE有上行数据要发送时，从针对UE功率节省优化的状态到针对数据传输优化的状态的时间。在NR中，似乎很明显，该时延应至少测量为执行从RRC_INACTIVE到RRC_CONNECTED的转换的时延。

RRC_INACTIVE UE应当执行小区重选，并且根据当前物理层协议，重选决策应当至少基于NR-PSS/NR-SS上的测量，在该上下文中也称为IDLE RS。在多波束情况下，将对这些IDLE RS进行波束赋形，UE应该如何在RRC_INACTIVE或RRC_IDLE中执行测量以决定驻留在哪个小区上？（例如，N个最强SSB的平均值，仅最强SSB等），协议定义了一个阈值，如果波束大于这个阈值，那就取最大RSRP的值，如果波束小于这个阈值，取最大三个波束RSRP的平均值。

不管关于小区重选标准的讨论如何，一旦UE驻留在给定小区上并触发上行链路传输，UE就应该触发RACH过程。基于先前对每波束PRACH配置的讨论，具有与LTE中类似原理的可能解决方案可以是，在每次小区重选时。在移动源（MO：mobile originated）传输中，UE从DRX唤醒，并检查当前最佳SSB波束是否仍然是其先前PRACH配置已被获取的相同SSB。如果是，则UE使用该PRACH配置来接入小区。如果否，则UE获取新的最佳SSB波束的PRACH配置，并通过根据检索到的PRACH配置发送前导码来接入小区。

这种可能性类似于LTE，因为UE在驻留之前和小区重选时获取系统信息。然后，当它想要接入该小区时，它只需再次检查它是否仍在同一小区的覆盖范围内，以及该小区是否仍具有足够好的质量。然而，LTE中的这种解决方案仅由于在所有子帧和每个OFDM符号定时中可用的CRS而可能。在NR中，由于缺少在所有子帧中发送的“always-on”CRS，UE将需要在醒来后等待一定的时间，直到它可以再次检查它是否仍然处于它重新选择的相同小区的覆盖范围内或它是否仍然在同一最佳下行波束的覆盖范围之内，从而可以假设先前获取的PRACH配置是有效的。除此之外，LTE中每个小区只有单个PRACH配置的事实以及全向/扇区化传输用于CRS的事实有助于假设，一旦UE已经检查这是同一小区，它也知道它先前已经获取了要使用的PRACH设置。

尽管CRS提供了上述优点，但这并不是free，物理层（负责定义RS）正朝着一个不同的方向前进，其中总是接通的信号被最小化并且不在每个子帧中发送。因此，独立于关于SS burst或SS burst set的周期性的讨论，不能再应用与LTE中相同的原理，否则当UE醒来以触发MO传输时，它将始终必须等待，直到它能够检测到它是否处于同一小区或波束的覆盖范围内。除此之外，波束赋形使情况变得更具挑战性，特别是如果考虑方向基本上随时间复用的模拟波束赋形。在这种情况下，可能需要更长的时间，直到UE醒来后能够再次听到其最强的下行波束。