5G无线技术基础自学系列 | 物理随机接入信道

Posted 2022-12-07 COCOgsta

素材来源：《5G无线网络优化实践》

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PRACH信道用于传输前导Preamble序列。gNB通过测量Preamble获得其与UE间的传输时延，并将上行定时TA信息通过Timing Advace Command消息通知UE。

和LTE类似，PRACH由循环前缀CP、前导序列Preamble和保护间隔GP三个部分构成，如图2-12所示。

图2-12　PRACH结构（示意图）

按照Preamble序列长度划分，Preamble序列分为长序列（序列长度为839）和短序列（序列长度为139）两类前导，如图2-13所示。长序列沿用LTE设计方案，共4种格式。NR长序列Preamble类型如表2-7所示（参阅3GPP TS38.211 6.3.3节）。

图2-13　PRACH分类

表2-7　NR长序列Preamble类型（时间单位Tc）

注：κ=64，覆盖半径=（TCP-多径时延扩展）×c/2（km），c是光速。

短序列为NR新增格式，共有9种格式，如表2-8所示。

表2-8　NR短序列Preamble类型

注：κ=64；μ=0,1,2,3。

PRACH时域位置由帧号、子帧号、时隙号和occasion编号构成。通过查询PRACH配置索引（PRACH Configuration Index）确定PRACH的具体物理位置（参阅3GPP TS38.211表6.3.3.2-2和表6.3.3.2-3）。PRACH频域和带宽、PRACH时域位置分别如图2-14和图2-15所示。

图2-14　PRACH频域和带宽

图2-15　PRACH时域位置

PRACH频域起始位置由小区参数msg1-FrequencyStart定义。每个PRACH在频域占用带宽PRB个数由Preamble序列长度、PRACH子载波间隔和PUSCH子载波间隔共同决定（参阅TS38.211表6.3.3.2-1）。

在NR系统中，UE选择的PRACH时频位置和UE搜索到的SSB波束相关，即只有SSB波束扫描到UE时，UE才有机会发起随机接入。SSB在一个周期（5ms）内有多个波束，因此需要建立SSB波束和PRACH资源映射关系，由高层参数“ssb-perPRACH-occasionAndCB-PreamblePerSSB”进行配置。通过这个机制，gNB根据UE上报的PRACH信道解调得到的RO和CB Preamble范围判断该UE下行SSB index，进行初始接入过程中的波束管理。