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5GNR漫談12:PRACH隨機接入信道(2)

2020-11-04 23:21:25 移動端開發

先擼一下隨機接入發起前的一些前提,終端開機后進行小區搜索,解調SSB獲得MIB資訊以及系統幀號和幀邊界,MIB資訊里面包含有8位pdcch-ConfigSIB1指示,告知了SIB1調度資訊可能出現的時瞥澩位置,也即search space和CORESET,UE再根據這個時瞥澩位置采用SI-RNTI(System Information RNTI)去盲檢SIB1的調度資訊,獲得SIB1的調度指示,即SIB1會出現在哪里,UE需要在哪個地方蹲點把SIB1接收解調,SIB1有個花名叫RMSI(remaining minimum system information ),包含了終端發起初始隨機接入前所需要知道的系統資訊,它以160ms周期性的承載在PDSCH上發送,SIB1中包含的RACH資訊如下所示RACH-CconfigCommon,
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在漫談11中,已經了解了隨機接入preamble的數學生成公式,引數多,初次接觸,不搞物理演算法的小伙伴看著也頭痛腦脹,云里霧里,一時半會不知道為啥搞這么復雜,我們把上圖中RACH資訊紅圈圈搞明白就差不多了,
Prach-RootSequenceIndex是小區基站告訴終端,本小區長短preabmle可以采用的根號,即u值,
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Msg1-SubcarrierSpaceing告知終端在發起隨機接入第一條msg1時所采用的子載波間隔,zeroCorrelationZoneConfig告訴終端對應的限制集和NCS移位數,NCS移位有什么用?無非就是改變ZC序列的相位,相位的旋轉表現為時延上的擴展,作用就是同一個根序列可以區分多用戶,所以長preamble可以支持多個NCS移位,這個小區也就支持更多的用戶,小半徑就比短preamble要大了,后面再講講怎么接收檢測preamble,怎么區分用戶,
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Prach-ConfiguationIdex告知終端可在哪個時間點發射PRACH,即哪個系統幀,哪個子幀,哪個slot,起始symbol,這個表很長,總共有256個index,
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msg1-FDM告知終端,當前時間點發射的頻域上有多少個PRACH Occasion;msg1-FrequecnyStart告知終端頻域上的起始位置,在漫談11中說到preamble帶寬M(個RBs)和頻域RACH occasions(K)確定K*M總的PRACH頻域,那么preamble的帶寬又從何而來呢?由preamble的長度和子載波間隔共同確定,如何確定?看一下漫談11中preamble發射處理流程就明白,以PRACH的子載波間隔來統計不直觀,以PUSCH的子載波間隔和RB數來做參考就好理解了,比如,長preamble,序列長為839,子載波間隔為1.25kHz,PUSCH子載波間隔為15KHz,那PRACH占用的RB數為839X1.25/15/12=6(RB),
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RACH-CconfigCommon中還包含了基于接收下行信號來估計下行路損而得到的preamble發射功率,以及隨后的功率爬坡值,一開始終端不知道離基站遠還是近,不知道以多大功率發射上行信號才合適,所以聰明地通過估計下行信號來獲得參考,
好了,終端知道用哪些系統引數生成preamble,在哪些時頻域地點去發射preamble,也大概知道以多大功率來發射信號了,終端是不是就可以愉快的發射PRACH了呢?且慢,如果這樣,那不就是和LTE沒有什么多大差別了,體現不出5GNR的先進性,那NR比LTE多了啥比較明顯的不同?Massive MIMO,如何在PRACH體現利用Massive MIMO的好處?beam.這不是在小區搜索里通過SSB index已經確定了嗎?那是終端確定的下行最合適自己的beam,終端要設法告知基站自己掃到的最合適的beam,如果另外增加別的系統訊息來指示,太浪費資源了,因此上行通過想辦法早早就讓基站接收PRACH時就可以知道終端小區搜索確定的beam Index,這樣,SSB和PRACH就勾搭起來了,前面RACH-CconfigCommon有兩個資訊ssb-perRACH-OccasionAndCB-PreamblePerSSB和msg1-FDM告知了兩者之間的關系,我們看到ssb-perRACH-OccasionAndCB-PreamblePerSSB這個引數有分數也有整數,假如其值為N,當N<1, 那么一個SSB Index對應1/N個RACH Occasion,每個RACH Occasion中包含所有的Preamble;當N>1,那么一個PRACH Occasion對應N個SSB Index,RACH Occasion(RO)是一個時頻域的概念,SSB和PRACH關聯用文字表述太麻煩了,無非就是先頻域再時域,一個擠在一起還是多個擠在一起,或者是一個占用多個, 上圖才是硬道理,通過這種映射關系,基站在檢測到終端發射的preamble,就可以確定哪個beam是最合適終端的,
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SSB和prach關聯后,可以發起初始隨機接入了,Msg1也即preamble的發射,然后基站接收解調,得到終端相對于基站的時間偏移量TA值,然后發送msg2,告知終端收到了發送的preamble以及之后的上行(msg3)需要的時間調整量TA,Msg3和msg4主要是用于解決preamble的碰撞機制,因為有可能會有兩個終端在相同的時間,相同的地點發射preamble,終端收到msg4之后,就完成了RRC連接,也即正式完成了注冊在案,正式為基站所接納,
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終端在以下場景可以發起隨機接入:小區切換的時候對新小區發起隨機接入;太長時間沒有上行業務而與基站失步需要重新建立上行同步;上行調度申請得不到基站滿足時重新發起隨機接入申請調度,
至于基站是怎么檢測PRACH的,后面我再研究,

喜歡 文章可添加公眾號,回復SSB,LDPC可獲得代碼:
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