NR PRACH Preamble和RACH流程

为了了解RACH前导码在较高频带（例如4GHz）下对多普勒频率（例如3km/h、120km/h）的检测错误概率的敏感性，这里提供了根据子载波间距、序列长度和RACH前导码重复性评估RACH前导码性能的仿真结果。

作为用于评估的基线RACH前导结构，假设使用LTE PRACH format0，具体来说，保持序列长度（即839长度的ZC序列）和子载波间隔（例如1.25 kHz）。基于LTE结构，为了减少序列长度（例如，419或211）或将子载波间隔扩大1.25 kHz（例如，2.5 kHz和10 kHz）倍数的改进结构。分别评估了2.5 kHz（839或419长度ZC）和10 kHz（839或211长度ZC）子载波间隔（30GHz）。当子载波间隔增大时，CP、序列和GT的时域长度与增加的子载波间距与1.25 kHz的比率成正比地减小。

此外，对多个/重复的RACH前导码评估应用了两个选项（即option 1和2）。注意，为了使RACH传输时间与LTE PRACH format0（即1毫秒）相当，评估了在4GHz下重复两次或八次的RACH前导码。

关于检测概率性能，图中的SNR定义为在天线端口上测量的每tone SNR。对虚警概率和检测概率的要求分别设置为小于0.1%和大于99%。对于1.25 kHz子载波间隔情况，判断错误定时估计的阈值设置为2 usec，并与子载波间隔成反比减小。假设4GHz的小区半径为3km，子载波间隔为1.25kHz，初始定时偏移设置为20usec。

图1和图2分别描述了在1.25 kHz和2.5 kHz子载波间隔下相对于SNR的检测错误概率。表1显示了基于SNR计算的MCL（Maximum coupling loss），以实现CDL-C（3 km/h）信道模型1%的检测错误概率。

在图1中，提供了评估结果，以根据多普勒频率查看具有1.25 kHz子载波间隔的RACH前导码的灵敏度检测错误概率。

如图1所示，可以观察到LTE PRACH format0在3km/h、4GHz下运行良好。然而，在高速情况下（即120km/h），性能会下降。因此，NR RACH前导码可以引入基于LTE PRACH format0的设计，而RACH前导码的修改对于抵抗多普勒频率的鲁棒性是必要的。

作为一种可能的解决方案，可以考虑增加RACH前导的子载波间隔，以用于RACH检测的鲁棒性。为了观察这种可能性，在图2中提供了子载波间隔增加（即2.5 kHz）的RACH前导码的评估结果。在该评估中，假设两种类型的ZC长度，即LTE PRACH format0的相同ZC长度（即839）和保持LTE PRACH format0相同传输带宽的半长度（即419）。

从图2中，可以观察到增加的子载波间隔（即2.5 kHz）在高多普勒频率下提供了稳健的性能，并且具有短ZC长度（即419）的RACH前导在更高多普勒频率下表现良好。此外，可以观察到，具有短ZC长度的多个/重复的RACH前导码与具有原始ZC长度的RACH前导码（即839）具有相似的性能，这意味着具有窄带宽和长传输周期的RACH前导码可以提供与具有宽带宽和短传输周期的RACH前导码相似的检测错误概率。然而，在UL传输的情况下，最大耦合损耗（MCL）的结果可能不同。

为了根据RACH前导码的传输周期和带宽比较MCL，在表1中提供了MCL。

从表1可以看出，随着ZC序列长度的减少，性能下降幅度很小。还表明，如果不重复RACH前导码，则具有1.25kHz子载波间隔的MCL优于具有2.5kHz子载波间隔的MCL。然而，当发送重复的RACH前导时，具有2.5 kHz子载波间隔的MCL不仅可与1.25 kHz子载波间隔情况相比，而且可与LTE PRACH format0相比。需要注意的是，LTE PRACH format0占用的时频域资源类似于2.5khz子载波间隔的RACH前导码，其长度为419，重复次数为2次。

RACH 资源选择准则

如果DL广播信号是波束赋形发射的，并且相关联的RACH资源意味着就UE侧的PRACH前导码发射和TRP侧的接收而言，每个RACH资源假定特定的波束方向。基于对每个SSB索引的测量，UE应该选择其RACH资源来在其上传输PRACH前导码。可能的是，RACH资源的选择可以基于空闲模式下的SSB RSRP、每个SSB的负载信息、RACH资源的最早定时等。UE必须确定其最佳接收的SSB索引（波束方向）和相应的RACH资源。应该有一种功能，即网络能够通过例如每个RACH资源的信令负载信息来平衡不同波束之间的负载，以便网络允许UE访问或不访问特定的RACH资源。

多RACH/RACH

根据4-stetp RACH流程，NR支持单个Msg1在受监控的RAR窗口结束之前的传输。关于多个Msg1.在监控的RAR窗口结束之前进行传输。

为什么需要多个RAR传输？首先，由于相同RACH资源内具有不同Tx波束的前导冲突，已提出的多个RAR传输的动机之一在下图中描述。然而，这种情况仅仅是msg1期间ue之间的冲突。第二个动机是支持多个TRP。假设TRP1和TRP2都接收到相同的Msg1，但没有足够的时间来协调响应。因此，建议两个trp各自发送响应，然而，在trp之间的非理想回程的情况下，不一定共享RACH资源或RACH前导码。

如果UE发送多个Msg1，网络可能会以每个Msg1响应RAR ，即每个UE有多个RAR，但网络无法区分这些RAR是否为多个Msg1是否来自单个UE。如果网络每个UE或每个波束或前导码传输多个RAR，则网络为msg3分配多个UL资源，然而，计划的UL资源的其余部分不用于实际的msg3传输。

RACH 时机和 RAR窗口

RACH时机是根据与SSB索引相关联的RACH资源定义的，几个连续的RACH时机将在时域中保留，并且RACH时机可以为RAR接收共享单个RAR窗口。每个RACH资源（例如SSB）的每个PRACH前导码格式在时间和频率上的RACH时机大小可能不同。

PRACH 功控

虽然初始发射功率设置取决于网络，但是为了在小区覆盖范围内为ue提供初始接入的公平性，应该支持开环功率控制。

LTE中PRACH前导码的开环功率控制公式基于以下标准确定；

1.前导发送功率PPRACH被确定为：

从单个UE的角度来看，前导码传输计数器应该是多个RACH资源上的一个，因为这可以在UE之间提供PRACH前导码试验方面的公平性。换句话说，无论UE是否切换RACH资源用于其PRACH前导重传，传输功率都应该基于 PRAMBE_ TRANSMISSION_COUNTER传输计数器的增加而增加。另一方面，如果UE切换RACH资源以进行其PRACH前导重传，则因为每个SSB估计的下行链路路径损耗通常不同，并且UL路径损耗补偿应该每个RACH资源进行。