G NR: 两步随机接入流程（Release-16）-1

通信大视野

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一、引言

RA流程可以采取两种不同的形式：基于竞争的随机接入（CBRA）和无竞争的随机接入（CFRA）。NR-Release 15中采用的CBRA流程是一个四步流程（Msg1, Msg2, Msg3和Msg4）。在四步CBRA程序中，在发送PRACH前导码（Msg1）后，UE应等待来自网络的RA响应（Msg2），然后发送PUSCH（Msg3）。在接收到Msg3后，网络在Msg4中解决竞争。为了减少四步RA中的延迟，有两种优化可能性：

• 减少或完全避免UE接收Msg2的时间。
• 减少或完全避免网络在发送Msg4前的等待时间。
  

3GPP在Release-16中引入了一种新的RA类型来实现上述优化。在两步CBRA：

• PRACH（Msg1）和PUSCH（Msg3）一起传输，称为MsgA。
• RAR（Msg2）和竞争解决（Msg4）一起传输，称为MsgB。
  

新的两步RA类型不仅减少了整个RA程序中的延迟，还减少了控制信令开销。3GPP在Release-16中将传统RA流程为四步RA类型或类型1RA，而新的两步RA称为两步RA类型或类型2 RA。关于四步RA类型的CFRA，有一个重要点需要注意，尽管CFRA流程没有四步（只有步骤0, 1, 2），但CFRA和CBRA流程都属于四步RA类型。关于两步RA类型，请注意以下几点：

• 所有适用于四步RA类型的触发条件也适用于两步RA类型，在Release-16中没有为两步RA类型定义新的触发条件。
• 适用于RRC_INACTIVE、RRC_CONNECTED和RRC_IDLE状态。
• MsgA的信道结构是PRACH前导码和承载负载的PUSCH以TDM方式传输。
• 网络应在RRC配置中预先提供MsgA中PUSCH的MCS和时频资源大小。
• MsgA-PUSCH的内容与四步RA类型的Msg3内容相同。
• MsgB的内容类似于四步RA类型中Msg2和Msg4的组合内容。
• Release-16中定义了一个用于接收MsgB的新RNTI - MsgB-RNTI。
  

与四步RA类型类似，两步RA类型中也可以进行CBRA和CFRA。下一节简要讨论四步RA类型，第三节讨论两步RA类型。 二、4-step RA type

在四步RA类型的CBRA中，UE从与小区内其他UE共享的前导码池中随机选择一个RA前导码。如果多个UE传输相同的前导码，那么所有这些UE将解码相同的RA响应内容，并在相同的上行时间/频率资源上传输PUSCH。在最后一步，网络解决争用问题。

• RA前导码传输称为Msg1。
• 随机接入响应（RAR）称为Msg2。
• 使用Msg2中接收到的上行许可传输上行数据的PUSCH称为Msg3。
• 争用解决称为Msg4。
  
  

在CFRA中，UE使用网络通过RRC信令或PDCCH命令专门提供给该UE的专用前导码。

• RA前导码传输称为Msg1。
• 随机接入响应（RAR）称为Msg2。
  
  

三、2-step RA Type2 步 RA 类型（如下图所示），顾名思义，只涉及两个步骤。即使在这种新的 RA 类型中，也定义了 CBRA 和 CFRA。3.1 CBRA in 2-step RA Type

• 在CBRA和CFRA过程中，MsgA包括在PRACH上的前导码传输和在PUSCH上的负载传输。在四步RA类型中，UE在接收到Msg2（RAR）之前从未传输过PUSCH。
• 在MsgA传输后，UE在配置的窗口内监测来自网络的响应（由RRC参数msgB-ResponseWindow-r16配置）。
• 如果在接收到网络响应后竞争解决成功，UE结束RA过程，如上图C所示。
• 在两步RA类型中，RA响应和竞争解决合称为MsgB，而在四步RA类型中使用的是Msg2+Msg4。
• 在某些情况下，网络可能会在MsgB中要求UE退回到四步RA类型。然后UE执行Msg3传输并监测竞争解决。如果在Msg3（重新）传输后竞争解决不成功，UE返回到MsgA传输，即切换回两步RA类型。
• 如果两步RA类型的RA过程在多次MsgA传输后仍未完成，可以配置UE切换到四步RA类型的CBRA。这将在后面的章节中解释。
  
  

3.2 CFRA in 2-step RA Type

• 在CBRA和CFRA过程中，MsgA包括在PRACH上的前导码传输和在PUSCH上的负载传输。在四步RA类型中，UE在接收到Msg2（RAR）之前从未传输过PUSCH。
• 在MsgA传输后，UE在配置的窗口内监测来自网络的响应（msgB-ResponseWindow-r16）。
• 对于CFRA，在接收到网络响应后，UE结束RA过程，如上图D所示。在这种情况下，对MsgA的响应称为MsgB，不同于四步RA类型中的Msg2。
• 如果两步RA类型的RA过程在多次MsgA传输后仍未完成，可以配置UE切换到四步RA类型的CBRA。这将在后面的章节中解释。
  
  

请注意，这里使用“MsgA”这个名称而不是“Msg1”。

四、两步和四步RA类型的选择

UE在RA启动时根据网络配置选择两步或四步RA类型：

CBRA情况：

• 当网络同时配置了四步和两步RA类型时，UE使用RSRP阈值来选择两步RA类型或四步RA类型。RSRP阈值由字段msgA-RSRP-Threshold配置。
• 如果RSRP高于此阈值，UE选择两步RA类型，否则选择四步RA类型。
  
  

CFRA情况：

• 当配置了四步RA类型的CFRA资源时，UE使用四步RA类型执行随机接入。
• 当配置了两步RA类型的CFRA资源时，UE使用两步RA类型执行随机接入。
• 网络不会同时配置四步和两步RA类型的CFRA资源。
• 两步RA类型的CFRA仅支持切换。
  
  

对于配置了补充上行链路（SUL）的小区中的随机接入，网络可以显式指示使用哪个载波（UL或SUL）。否则，仅当测量的下行链路质量低于广播阈值时，UE选择SUL载波。

• UE在选择两步和四步RA类型之前进行载波（UL或SUL）选择。用于选择两步和四步RA类型的RSRP阈值（msgA-RSRP-Threshold）可以分别为UL和SUL配置。
  
  

五、MsgA传输(待续）

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