NR PRACHPreamble的确定

Posted 2022-11-29 modem协议笔记

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Zaddof-Chu序列

因为具有良好的自相关性和互相关性，恒幅低峰均比等特性，使用Zaddof-Chu序列作为PRACH 信道的上行同步序列

在PRACH 信道上发送ZC 序列，也称为PRACH Preamble,前导码。

支持两种长度的ZC 序列，根据根索引序列，通过循环移位生产多个序列

LTE Nzc=839/139

NR中更名为Lra =839/139

PRACH preamble 的相关内容主要集中在38.211

RA sequence

LRA=839 :u有838个（38.211 Table6.3.3.1-3 ），序列长度是839，其实最终就是用838个长度为839的ZC序列去生成 Preamble，LRA=139 也是类似的情况。

序列的长短主要由PRACH preamble format决定，而基站通过是通过RRC参数PRACH Configuration Index告知UE使用的Preamble format。

如何确认LRA?

1 以初始RA 为例，SIB1 中带band信息 ，显示驻留的band 是N78 是TDD band，应该查6.3.3.2-3。为什么NR SIB1 带band信息？因为不同的band 会有频率上的重叠，单纯通过频率无法确定到底是哪个band，所以SIB1 中会带band 信息。；例如下图中N5 和N26 ，可以看到频率是重叠的，为了避免band混淆的情况，在NR SIB1 会指示所在Band信息。

2 SIB1中会配置RACH 参数，其中prach-ConfigurationIndex  17 通过查表确定 应该用preamble format 0发送   进而LRA 是839PRACH Preamble

1 限制级主要考虑的是移动速度。针对不同的速度设置不同的限制级。非限制级正常速度  限制级A 对应350km/h左右，限制级B 500 km/h左右

2 当Ncs =0时，就是不循环移位，按规定一个小区需要64个preamble，如果不循环移位，那 839/64 ＝13 只能用于13个小区，接下来有第14个小区的话，就要复用preamble 就会有干扰。实网中 看到Ncs 配置的都不是0 ，考虑的可能就是上述情况

3 PRACH occasion 需要64个preambles. 如果一个根索引生产的preamble 小于64个，则用下一个根索引继续生成，直到达到64个为止。在UE静止或低速移动场景下，不考虑多普勒频移时，循环移位的使用没有限制。UE 根据小区下发的高层参数zeroCorrelationZoneConfig，即Ncs计算循环移位，代入公式得到一共64个随机接入preamble。zeroCorrelationZoneConfig 和Ncs的关系 有几张表 38.211 6.3.3.1-5～6.3.3.1-7 主要与的取值相关。

在UE 高速移动场景下，由于多普勒频移效应，频偏会导致基站在检测PRACH 信道 时域上出现额外的相关峰。伪相关峰会影响基站对PRACH 的检测，因此在UE 高速移动场景下，针对不同的根索引序列，要限制使用某些循环移位，来规避这个问题。因此PRACH 的循环移位，支持限制集配置。配置限制集后，在循环移位集合的计算上，会变得复杂一些。NR 限制集B可以支持更高速度移动场景，所能支持的循环移位个数更少。

继续上面的例子

确定要用preamble format 0发送   LRA 是839，同一张表可以确定的值，对应的是1.25khz。zeroCorrelationZoneConfig =3 ，restrictedSetConfig unrestrictedSet 进而可以确定 Ncs =18

对于一个根序列，经过循环移位后生成的Preamble个数为 LRA/Ncs 向下取整；如果小于64 时，根据根索引序号+1 后，继续通过循环移位生产preamble,直到满足64个preamble.

当循环移位配置为0时，直接通过根索引递增的方式，生成64个Preamble。

 prach-RootSequenceIndex 根据R15 38.331 有两种取值范围  1839 对应的取值范围是[0,837]  1139 对应的取值范围是[0,137] 查表 对应的是38.211  6.3.3.1-3（LRA=837）  和6.3.3.2-4（LRA=137）

 

此例中 prach-RootSequenceIndex 1839 : 0, 对应0 。u=129  从129开始算，不够64再用下一个 u=710

如果prach-rootsequenceindex =1 u=710则是先 从710开始算，710不足以生成64个preamble，则按顺序再取下一个u=140,继续生成preamble 序列....

根据现有参数Lra/Ncs=839/18=46 小于 64 ，所以用u=129 按照公式 产生46 个preamble 序列后，再按u=710 再生成 18 个preamble。

46+18=64  

Ncs =18

v=0,1....45

Cv=0,18,36,54.......

Xu,v(n) =Xu((n+Cv)mod LRA)

X129,0=X129(n)

.......

X129,45   只生成了46个序列 还要用下一个u继续生成18个序列

 

X710,0(n)

.....

X710,17(n)  u=710 生成18个序列   46+18 =64 个序列。

至此preamble 生成完毕。

从日志中也可以看到Msg1的相关参数 与上面的一致。微信同步更新欢迎关注同名“modem协议笔记”。