[5G][NR] 随机接入 -MSG1

NR的随机接入流程和LTE大致相同，只是因为NR中存在beamforming,且资源分配方式更加灵活，从而造成了一些细节上的不同。

随机接入的目的： 获得上行同步（小区搜过过程获得了下行同步）

MSG1

同LTE相同，MSG1也就是发送Preamble的过程，Preamble是在PRACH信道进行发送的。

1.Preamble

NR中的Preamble分为long Preamble和short Preamble两种，但每个小区只会选择一种Preamble用作初始接入。（注：占用的RB是以SCS =15KHz为标准来计算的）

从SCS上可以初步推断出，shortPreamble在时域上占用资源较少，所以就导致一个slot中可以存在多个PRACH资源的情况。

2.PRACH的时域资源位置：

根据38.211中table 6.3.3.2-2 / table 6.3.3.2-3 / table 6.3.3.2-4，和SIB1中参数PRACHConfig-Index，就可以得到PRACH的时域位置。

以FR1, TDD， PrachConfig-Index =67为例，查表 table 6.3.3.2-3，可知：

1. Preamble format 为A1
2. PRACH所在SFN满足 SFN mod 16 =1
3. PRACH所在子帧为subframe 9
4. Starting symbol 为0
5. 1个子帧中的PRACH slot数为2
6. 1个PRACH slot中的PRACH occassion数为6
7. 1个PRACH占用的symbol数为2

结合上面的表格，short Preamble可以用于FR1和FR2，且FR1中有15 和30KHz两种SCS。当SCS=15KHz时，1个子帧中只有1个slot，与上述情况中的第5点不符。
当SCS =30KHz时，1个子帧中有2个slot，如果table 6.3.3.2-3中的“Number of PRACH slots within a subframe” = 1，则表示第2个slot为PRACH slot；如果“Number of PRACH slots within a subframe” = 2，则表示2个slot都是PRACH slot。

3. PRACH的频域资源位置

PRACH的频域资源位置由两个参数决定：

1. msg1-FrequecnyStart ：指示频域上的起始位置
2. msg1- FDM ：指示同一时刻，频域上的PRACH Occassion
   

4. SSB和PRACH

在NR中，一个显著的特点时存在波束赋形，也就是SSB。每个SSB代表一个方向的beam。NR在小区搜过过程中，通过解调SSB，获得了SSB的时频资源位置。而在随机接入过程中，GNB和UE需要把beam和UE联系起来。通过建立beam和UE之间的联系，GNB就知道了UE所处的位置，和用哪个beam来给UE发送消息，UE可以收到。那么建立这种联系，需要一个重要的参数：ssb-perRACH-OccasionAndCB-PreamblePerSSB.

如上图所述，ssb-perRACH-OccasionAndCB-PreamblePerSSB =N 指示了一个SSB对应的RACH-Occasion的个数，和一个SSB对应的Preambel的个数。
当 N< 1时，比如N = 1/4，那么一个SSB对应于4个RACH Occasion，每个RACH Occasion中包含所有的Preamble。
当 N>1时，比如N =4， 那么一个PRACH Occasion对应于4个SSB（SSB index 0,1,2,3），每个SSB对应的Preamble起始index为n*64/N。其中n为SSB index。假设N=4，SSB index 0，则Preamble起始index为0； SSB index1，对应Preamble起始位置为16；SSB index2，对应的Preamble起始位置为32; SSB index3, 对应的起始位置为48.