NR PRACH时域位置

Posted 2022-11-24 modem协议笔记

有时候CSDN会忘记更新，这个系列就是忘了，所以现在才更，微信内容稍微多些，更新欢迎关注微信同名“modem协议笔记”，下面开始正题。

时域位置

    代表 PRACH preamble 在subframe的开始位置

RACH 时机的起始符号l 的确定

   由l0、N_RA_slot、N_RA_t和N_RA_dur，UE可以计算出所有RACH时机的起始符号l，公式为l = l0 + n_RA_t x N_RA_dur + 14 x n_RA_slot。其中的参数由table 6.3.3.2-2~4 得到，计算即可确定start symbol的位置，既然都这么说了，表中的starting symbol l0 肯定不是起始符号的索引，我最初犯的就是这个错误。

 的确定   

  在时域上，通过PRACH Configuration Index，基站指示UE使用什么PRACH格式，以及哪些位置可以发送Preamble。对于长前导码（format 0~3 长度大于时隙），UE只需要知道哪些系统帧（system frame）的哪些子帧（subframe）可以发送Preamble就可以。

 

    对于短前导码（formatA1、A2、A3、B1、B2、B3、B4、C0、C2 长度不足一个时隙），UE还需要确定哪些时隙（slot）的哪些符号（symbol）可以发送Preamble。

    PRACH Configuration Index和时域资源的对应关系，可通过3GPP TS 38.211的三张表格获知：表格6.3.3.2-2对应FR1 FDD / SUL、表格6.3.3.2-3对应FR1 TDD、表格6.3.3.2-4对应FR2 TDD。每张表格都包含256个配置选项（FR2只包含短前导码）。

    如果A格式和B格式（A1/B1、A2/B2或A3/B3）组合使用，RACH时隙的最后一个RACH时机使用B格式（B1、B2或B3），其他RACH时机使用A格式（A1、A2或A3），这样做的目的就是考虑到了A格式没有GP。format A1/B1和format A1的区别，就是把format A1没有占用的最后两个符号用于format B1，相对应的，N_RA_t也由6变成7，即format 1单独使用时，最多只能发送6次，剩余的2个symbol 空起来，相当于GP的作用，或者与B1混合使用，由B格式做尾（B格式有GP）。其余的A2/A3 也是相同的道理。

关于 Number of PRACH slots within a subframe 的理解

 倒数第三列：表示1个subframe(1ms)包含RACH时隙的数量。如上面1绿色字体，协议假定FR1的“参考时隙”SCS为15 KHz（1个子帧正好包含1个时隙）( Table 6.3.3.2-2和 Table 6.3.3.2-3)，FR2的“参考时隙”SCS为60 KHz （ Table 6.3.3.2-4）

    对于短前导码，适用于FR1的preamble SCS有两种：15 KHz和30 KHz，适用于FR2的preamble SCS也有两种：60 KHz和120 KHz。于是，preamble SCS和“参考时隙”SCS的组合只有两种：preamble SCS（15 KHz或60 KHz）和“参考时隙”SCS相同，或preamble SCS（30 KHz或120 KHz）是“参考时隙”SCS的两倍。

    于是，如果preamble SCS为30 KHz（FR1）或120 KHz（FR2），“参考时隙”可以包含2个RACH时隙，；如果preamble SCS为15 KHz（FR1）或60 KHz（FR2），“参考时隙”只包含1个RACH时隙。

    反过来说，如果倒数第三列的值是1，说明preamble scs与参考时隙SCS 一样；取2就说明，preamble SCS 是参考时隙的2倍。

时域位置举例

    先回顾下scs与帧结构的关系：

无线帧/帧(frame)：基本数据发送的周期(10ms) = 10 x subframe

子帧(subframe)：上下行子帧的分配单位（1ms）= N x slot（根据子载波大小会有不同个数的slot）

一个系统帧10ms 和一个子帧1ms 长度是不变的，scs的不同，会导致一个子帧包含的时隙发生变化。 

当NR SCS=15khz时，此时NR的1子帧=1个时隙=14个符号   1 slot=1ms

当NR SCS=30khz时，此时NR的1子帧=2个时隙=28个符号  1 slot=0.5ms

当NR SCS=60khz时，此时NR的1子帧=4个时隙=48/56个符号(12对应扩展CP，14对应普通CP)   1 slot=0.25ms

当NR SCS=120khz时，此时NR的1子帧=8个时隙=112个符号    1 slot=0.125ms

当NR SCS=240khz时，此时NR的1子帧=16个时隙=224个符号   1 slot=0.0625ms

举例1 

    prach Configuration Index 103  代表用format A1 在系统帧Nsfn mod 1=0 的时 发送preamble;具体就是所有帧都可以发送, 具体到subframe 就是在第2和7subframe上发送preamble ；最后一列代表一个formatA1 占用2个symbol ，本身format A1也占用2个symbol ;倒数第二列代表 在一个时隙 发送6次format;

 

    倒数第三列 代表一个subframe 包含2个PRACH slot,这部分table 假定FR1的SCS是 15khz，对应一个subframe 包含2个PRACH slot，就是说UE preamble SCS 是30khz，即一个subframe=2slot;如果倒数第三列 是1 代表一个subframe 包含1个PRACH slot，这时候UE preamble SCS 就是15khz 

starting symbol=0=l0

起始符号 l = l0 + n_RA_t x N_RA_dur + 14 x n_RA_slot，这里n_RA_t =0,1,2,3,4,5  N_RA_dur=2  n_RA_slot=0 l0=0

l=0,2,4,6,8,10

则一个时隙内的情况如下

    重要的事情再次重复下，查看表格A1 只能发送6个 或者要与B1 结合使用，主要是由于A1 没有GP ，发送6个时，其余两个symbol可以作为gp

和B1结合使用时，则可以用B1 做尾，借用B1 的GP。A2-A3也是同样的道理。

Tips：之前协议中有说如果短格式没有配置msg1-SubcarrierSpacing 缺省情况下 根据prach-ConfigurationIndex  推导 SCS 。

通过上面的描述可以确定PRACH SCS 情况，根据倒数第二列 就可以间接确定短格式的SCS 

举例2

 

    prach Configuration Index 87  代表用format A1 在系统帧Nsfn mod 16=0 的时 发送preamble,即每隔160ms发送一次,具体就是0,16,32....等系统帧可以发送   具体到subframe 就是在第4和9subframe上发送preamble ；

     最后一列代表一个formatA1 占用2个symbol ;倒数第二列代表 在一个时隙 发送6次format;倒数第三列 代表一个subframe 包含1个PRACH slot 代表一个subframe 包含1个PRACH slot，这时候UE preamble SCS 就是15khz

starting symbol=0=l0

起始符号 l = l0 + n_RA_t x N_RA_dur + 14 x n_RA_slot，这里n_RA_t =0,1,2,3,4,5  N_RA_dur=2  n_RA_slot=0 l0=0

l=0,2,4,6,8,10

和例1 相同

    prach Configuration index 88  的区别就是在 1,17,33....的系统帧上  具体在第4个子帧上发送

这部分table 假定FR1的SCS是 15khz，对应一个subframe 包含2个PRACH slot，就是说UE 的scs是30khz，即一个subframe=2slot

那n_RA_slot=0 ，1

l=0,2,4,6,8,10, 14,16,18,20,22,24 上发送

举例 3

 

    prach Configuration Index 108  代表用format A1/B1 在系统帧Nsfn mod 2=0 的时 发送preamble,即每隔20ms发送一次,具体就是0,2,4....等系统帧可以发送   具体到subframe 就是在第4和9subframe上发送preamble ；

最后一列代表一个formatA1/B1 占用2个symbol，其本身也就是占用2个symbol 

    倒数第二列代表 在一个时隙 发送7次format;倒数第三列 代表一个subframe 包含1个PRACH slot ,这时候UE preamble SCS 就是15khz

starting symbol=0=l0

起始符号 l = l0 + n_RA_t x N_RA_dur + 14 x n_RA_slot，这里n_RA_t =0,1,2,3,4,5,6  N_RA_dur=2  n_RA_slot=0  l0=0

l=0,2,4,6,8,10,12

    prach Configuration Index 109  代表用format A1/B1 在系统帧Nsfn mod 2=0 的时 发送preamble,即每隔20ms发送一次

具体就是0,2,4....等系统帧可以发送   具体到subframe 就是在第4 subframe上发送preamble ；最后一列代表一个formatA1/B1 占用2个symbol，其本身也就是占用2个symbol ；倒数第二列代表 在一个时隙 发送7次format；倒数第三列 代表一个subframe 包含2个PRACH slot ,表格默认是15khz，那这时候UE preamble SCS 就是30khz

starting symbol=0=l0

起始符号 l = l0 + n_RA_t x N_RA_dur + 14 x n_RA_slot，这里n_RA_t =0,1,2,3,4,5,6  N_RA_dur=2  n_RA_slot=0， l0=0

l=0,2,4,6,8,10,12,14,16,18,20,22,24,26

则连续两个时隙的发送情况如下

 

    最后重复一遍，A1和B1 搭配使用时，B1 要做尾，因为A1 没有GP ，B1 有GP ，那么A1/B1占满整个时隙 B1做尾时，A1/B1就可以有合理的GP。

结束。

最后再来回顾下时频域位置，微信同步更新欢迎关注同名“modem协议笔记”