5G RACH配置

RACH流程包括RACH前导码（Msg1） ，随机访问响应RAR（Msg2），而且从物理层角度来看，至少还有Msg3和Msg4，但是，在后期演进中，简化了RACH流程，只有Msg1（UL）和Msg2（DL）。

随机接入流程应考虑可能使用单波束和多波束操作，包括

1.BS或UE处的非Rx/Tx互易性

2.在BS或UE处完全或部分Rx/Tx互易

如果对下行广播频道/信号应用多波束赋形以进行初始接入，RACH资源由UE从检测到的下行广播信道/信号中获得。

此外，关于初始接入所需信息的传输，特别是为了传输初始接入所需的信息（例如：随机接入资源的配置），有3个选项：

• 选项 1：通过动态信令（例如控制信道）调度传输

• 选项2：通过半静态信令（例如通过前一部分）安排传输

• 选项3：传输是单独完成的，没有相关的信令（例如，在规范中预定义）

RACH流程可以通过诸如初始接入、切换、RRC重建、TA调整等触发器来启动。在RACH流程启动之前，UE应当从高层接收PRACH和前导码配置信息。

在LTE系统中，UE通过系统信息（SIB2）确定PRACH资源和前导码的集合。另外，PRACH配置与TDD系统中的UL/DL配置耦合。基于这样的配置方法，如图1所示，假设一个PRACH的长度是一个子帧，并且在一个帧中有10个子帧，则PRACH资源被配置为静态或半静态，这将限制资源灵活性并且使得难以支持诸如动态TDD之类的操作。

因此，为了提高资源的灵活性，NR系统还应支持PRACH资源的动态配置。例如，如图2所示，橙色的资源静态或半静态配置，以保证RACH流程的基本要求，而蓝色部分动态配置，作为补充，以增强容量，减少碰撞的可能性。

如上所述，RACH流程可以由不同的事件触发，并且UE可以处于RRC_IDLE 或RRC_CONNECTED状态。因此，时延和可靠性要求以及UE获取用于发起RACH流程信息的能力可以随触发器而变化。例如，当触发RACH流程以进行初始接入时，UE只能确定由特定小区信令指示的资源。这种特定于小区的信号可以半静态或动态传输。另一个例子是，如果诸如切换或TA调整之类的事件在RRC_CONNECTED状态下触发RACH流程，则UE可以接收UE特定的动态信令。因此，为了支持由不同事件触发的RACH过程并提高资源灵活性，BS应当被配置成通过小区特定的半静态/动态信令和UE特定的动态信令两者来传输发起RACH流程所需的信息。

Multi-numerology场景下的PRACH

考虑到多numerology场景，指示用于发起RACH过程的信息控制信令可以在每个numerology上或仅在参考numerology上传送，PRACH资源不仅可以配置在参考numerology上，还可以配置在其他numerology上，以保证容量和减少随机访问的冲突。因此，图3给出了PRACH配置的几个例子。

Case 1：每个numerology上的控制信令分别表示每个numerology上的PRACH资源。

Case 2：参考numerology上的控制信令隐式/显式地指示每个numerology上的PRACH资源。

Case 3：参考numerology上的控制信令隐式/显式表示每个numerology上的静态/半静态PRACH资源，而每个numerology上的控制信令分别表示动态资源。

Case 4：参考numerology上的控制信令隐式/显式地表示每个numerology上的静态PRACH资源，而每个numerology上的控制信令分别表示半静态/动态资源。

所以，在多numerology场景中，启动RACH流程所需的信息可以在每个numerology上传输，也可以仅在参考numerology上传输，而PRACH资源也配置在其他命理上，以保证容量和减轻冲突。

多波束场景中的PRACH

在NR系统中，波束扫描是必要的操作，以便用窄波束覆盖整个小区，特别是在高频段。在这种操作下，这里提出了两种PRACH配置方案。

方案1如图4所示。这里，每个下行TX波束与专用PRACH资源相关联。UE应利用与其优选下行波束相关联的PRACH来发起RACH流程。

对于图5所示的选项2，2个下行波束可以共享公共PRACH资源。与在选项1中相同，UE应利用与其优选下行波束相关联的PRACH资源。

与选项1相比，选项2具有更低的资源开销和时延。在相同的开销下，由于PRACH信号持续时间较长，选项2可能支持更大的小区范围。此外，具有非/部分互惠性的UE可以更容易地接入网络。因此，基于比较，方案2是支持基于波束扫描的RACH程序的更好选择。