[4G&5G专题-41]：物理层-物理随机接入信道PRACH与随机接入过程

目录

第1章 物理随机接信道PRACH概述

1.1 PRACH概述

1.2 PRACH在物理层信道中的位置

第2章 4G LTE 随机接入过程

2.1  随机接入过程的目的

2.2 LTE 随机接入过程的种类与场景

2.3 4G LTE基于竞争的随机接入过程：抢票的过程

2.4 4G LTE基于非竞争的随机接入过程

第3章 LTE MSG1的处理过程

3.1 基站如何分配PRACH的时频资源？

3.2 终端如何知道PRACH的时频资源在哪了？

3.3 终端如何选择PRACH的信道？

3.4 终端如何选择PRACH的前导码？

3.5 基站如何根据UE的PRACH请求，计算发送提前量TA

3.5 如何降低多个终端同时随机接入的冲突？

3.6 冲突发生后的解决办法？

第4章 5G波束赋型与SSB回顾

4.1 波束与频域资源的关系

4.2 SSB与波束的关系

第5章 5G NR的PRACH信道

5.1  单波束：5G NR基于竞争/非竞争的随机接入

5.2 单波束：5G NR的前导码序列的定义（时域+频域+码域）

5.3 单波束：不同随机接入信道格式Format对应的时频资源详解

5.4 单波束：PRACH信道时域定义，Format格式定义详细

5.5 单波束：PRACH信道频域定义

5.5 PRACH与波束的关系

第6章 PRACH occasion

6.1 什么是PRACH occasion

6.2 为什么要引入PRACH occasion

6.3 每个PRACH occasion传输的前导码

6.4 PRACH occasion与SSB的映射

6.5 波束（通过SSB体现）与PRACH occasion映射关系的参数定义

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第1章 物理随机接信道PRACH概述

1.1 PRACH概述

PRACH： Physical Random Access Channel，物理随机接入信道。

RACH（Random Access Channel）即随机接入信道，是一种上行传输信道, RACH逻辑信道直接映射到PRACH信道。

在任何情况下，如果终端需要同网络建立通信，都需通过RACH(随机接入信道)向网络发送一个报文来向系统申请一条信令信道，网络将根据信道请求需要来决定所分配的信道类型。

这个在RACH 上发送的报文被称做“信道申请”（CHANNEL REQUEST），它其中的有用信令消息只有8bit，其中有3bit 用来提供接入网络原因的最少指示(3 个比特)，如紧急呼叫、位置更新、响应寻呼或是主叫请求等。

随机接入过程：是指从用户通过PRACH信道发送随机接入前导码，开始尝试接入网络到与网络间建立起基本的信令连接之前的过程。

需要事先声明的是：

PRACH信道只是随机过程中的一部分，而不是全部，整个随机接入过程除了一开始初始涉及到PRACH信道，大部分时候，涉及的是其他信道，如物理共享信道。

MSG1中涉及到的随机接入前导码，也只是随机接入过程中MSG1-4中的一个，MSG2-4都不是通过随机接入信道PRACH信道进行传送的。

PRACH信道只是随机过程中的一部分，因此，本文的焦点在随机接入过程中的MSG1的内容以及其对应的PRACH信道。

随机接入的其他过程将在信令章节讨论。

 

1.2 PRACH在物理层信道中的位置

 

第2章 4G LTE 随机接入过程

2.1  随机接入过程的目的

（1）获得上行10ms帧的同步，即获得上行发送的提前量TA

因为手机离基站的远近不同，发送的上行信号到达基站的时间延时不同，为了确保所有的终端，发送的信号，到达基站时，与基站的10ms帧是对齐的，就需要确保不同的手机，不同的时间提前量发送数据。

有点类似于，不同的人乘坐相同班次的火车。由于不同人，离火车站的距离不同，需要提起出发的时间不同。

 

（2）获得数据发送授权，申请上行资源。

上行同步解决的是：不同距离到达火车站的时间是相同的。

获得数据发送授权要解决的是：在终端获得上行发送授权后，基站需要为终端预留上行发送的视频资源、内存资源等。

 

2.2 LTE 随机接入过程的种类与场景

随机接入过程分为（1）基于竞争的随机接入和（2）基于非竞争的随机接入。

（1）竞争的随机接入：没有票，要抢票

通俗来讲就是当多个UE同时发送前导码给基站时，发生冲突，由于基站分不清是那个UE发给它的。于是UE需要发送一条与自己相关的独特的消息给基站，基站此时就能分清哪个UE发送的。

• RRC_IDLE状态下的初始接入（并没有连接状态）
• 无线链路出错以后的初始接入（并没有连接状态）
• UE有上行数据发送，但检测到上行失步（并没有连接状态）

 

（2）非竞争的随机接入：已经有票，要换票

就是在终端处于连接状态时，基站通知终端在合适的时机进行随机接入，因此此时不会发生竞争冲突。

• UE有下行数据发送，但检测到上行失步

RRC_CONNECTED状态下，当下行有数据传输时，这时上行失步“non-synchronised”，因为数据的传输除了接收外，还需要确认，如果上行失步的话，eNB无法保证能够收到UE的确认信息，因为这时下行还是同步的，因此可以通过下行消息告诉UE发起随机接入需要使用的资源，比如前导序列以及发送时机等，因为这些资源都是双方已知的，因此不需要通过竞争的方式接入系统；

• 切换到新小区

切换过程中的随机接入，在切换的过程中，目标eNB可以通过服务eNB来告诉UE它可以使用的资源；

 

2.3 4G LTE基于竞争的随机接入过程：抢票的过程

1）MSG1：

UE在RACH/PRACH信道上发送随机接入前缀，携带preamble码；此时有可能有多个终端同时发起随机接入请求，因此可能会发生冲突 。

RACH(Random Access CHannel)：随机接入信道，处于上行传输信道，该信道承载有限的控制信息，并且具有冲突碰撞特征。

基站通过解析随机接入响应，可以知道终端离自己的距离，计算出TA提前量，以便终端提前发出数据，确保不同距离的终端发送的数据，到达基站时，都落在基站期望的时隙中。

因此, 这里需要解决如下的几个问题：

（1）PRACH信道的时频资源分配

（2）前导码preamble的工作原理

（3）如何解决随机接入时的冲突

（4）如何计算提前量TA

 

2）MSG2：

基站侧接收到MSG1后，在DL-SCH上发送MAC层随机接入响应（RAR），RAR响应中携带了TA调整和上行授权指令以及T-CRNTI（临时CRNTI）

DL-SCH(Uplink Shared CHannel)：下行共享信道，处于下行传输信道。

TA(Timing Advance)用来保证终端UE与基站的上行时间同步。

 

这里的关键问题-1是：

UE是如何知道在哪个时频资源的DL-SCH信道上接收随机接入响应（RAR）？？

实际上，基站是通过物理下行控制信道发送下行控制信息DCI来通知所有终端UE的。

详见：《[4G&5G专题-38]：物理层-下行公共控制信道PDCCH与其承载的内容下行控制信息格式DCI》

https://blog.csdn.net/HiWangWenBing/article/details/113835133

 

这里的关键问题-2是：

如果两个手机正好随机选择的前导码preamble是相同，怎么办？

此时，基站会把两个终端当成同一个终端来回应MSG2，并通过MSG3来解除这种冲突。

 

3）MSG3（连接建立请求）：

UE收到MSG2后，判断是否属于自己的RAR消息（利用preamble ID核对），并发送MSG3消息，携带UE-ID。

UE的RRC层产生RRC Connection Request 并映射到UL –SCH上的CCCH逻辑信道上发送；

CCCH(Common Control Channel)：公共控制信道，处于逻辑信道。

这里会出现一种情况：就是两个UE使用了相同的随机接入序列，因此他们可能都会认为MSG3是自己的，这就是竞争。

竞争的解除是基站的责任，并是通过RRC层的MSG4来完成的。

 

4）MSG4(RRC连接建立)：

RRC层的Contention（竞争） Resolution（解决）机制，根据MSG3中的UE-ID号，最终负责裁决，哪一个UE是允许被接入的。

并通过MSG4通知特定UE-ID的终端用户，没有收到属于自己UE-ID的终端，超时后，将重新发起随机接入请求。

MSG4的传送是通过物理共享信道Px-SCH完成的。

 

2.4 4G LTE基于非竞争的随机接入过程

1）MSG0：基站通过下行信令给UE指派非冲突的随机接入前缀（non-contention Random Access Preamble ），这个前缀不在BCH上广播的集合中。

BCH(Broadcast CHannel)：广播信道，处于下行传输信道。

2） MSG1：UE在RACH上发送由基站指派的随机接入前缀。

本文的重点是：RACH信道如何基站指派的随机接入前缀：前导码preamble

 

3）MSG2：基站的MAC层产生随机接入响应，并在DL-SCH上发送。对于非竞争随机接入过程，preamble码由基站分配的。

整个流程到MS2 正确接受后就结束, 不需要MSG3和MSG4.

 

第3章 LTE MSG1的处理过程

3.1 基站如何分配PRACH的时频资源？

（1）频域资源

PRACH 在频域上占用6 个连续的RB(1.08MHz)，PRACH子载波间隔为1.25kHz, 这与其它上行子帧的子载波间隔15kHz不同。

其中，上下12-13个子载波为频域保护带宽，一共剩下839个有效的子载波，用于承载前导码。

具体频域的位置由参数Prach_frequencyOffset指定，即发送Preamble码的具体频域位置是不定的，可以手动指定的。

 

（3）时域资源

PRACH在时域上，是由前导码的Format所决定，不同格式的前导码，其时域的时长是相同的。

前导码的Format由参数prach-ConfigIndex决定。

前导码有三部分组成：循环前缀CP + 前导码ZC序列 + 保护时隙GP。

关于什么是前导码以及前导码的格式，稍后再继续讨论。

 

3.2 终端如何知道PRACH的时频资源在哪了？

基站通过物理广播信道PBCH告诉手机，小区的PRACH信道在哪些时频资源上。

 

3.3 终端如何选择PRACH的信道？

终端通过物理广播信道PBCH信道获取了PRACH信道的位置，就可以使用PRACH信道进行随机接入过程了。

 

3.4 终端如何选择PRACH的前导码？

（1）什么是前导码Preamble序列

Preamble是一个ZC序列，通过不同的循环移位，产生ZC序列前导，用于区分不同的随机接入请求（不是不同的用户，不同用户的区分是通过MSG3完成的，而不是MSG1）

ZC序列具有良好的自相关特性和互相关特性，基站可以通过一种基于检测的方法可以检测到对应的ZC序列。在频域上，不同用户的ZC序列复用在一起，由于良好的自相关性也可以被检测出来。

ZC序列并不是一个二进制序列，而是一个欧拉复数序列。关于ZC序列，请参考如下信息：

《[4G&5G专题-33]：物理层-浅谈ZC序列的原理以及在LTE PSS中的应用》

https://blog.csdn.net/HiWangWenBing/article/details/113752716

 

前导码Preamble是UE在物理随机接入信道中发送的实际内容。

在频域上：一共剩下839个有效的子载波。

在时域上：由时间长度为Tcp的循环前缀CP和时间长度为Tseq的前导码序列组成。如下图所示

 

（2）前导码Preamble格式与持续时间

LTE-TDD的前导码有5种格式，分别是Preamble Format 0/1/2/3/4，如下图所示。

不同的格式，Tcp和Tseq的值不同。前导码持续时间不同，比如Preamble格式0，它的前导码持续时间=（3168+24576）Ts=0.9031ms，

 

（3）每个格式的前导码占用的子帧个数

如果说上述的图不是很直观，那么下面的这张图，更加直观的展现了不同格式的前导码在时域上的长度（占用多少个子帧）。

Format0：前导码的时间长度，限制在1个上行子帧（1ms）时间范围内。

Format1：前导码的时间长度，限制在2个上行子帧（1ms）时间范围内。

Format2：前导码的时间长度，限制在2个上行子帧（1ms）时间范围内。时长=2*前导码长度（Nzc）

Format3：前导码的时间长度，限制在3个上行子帧（1ms）时间范围内。时长=2*前导码长度（Nzc）

Format4：比较特殊，只能在UpPTS中使用，因此LTE-FDD没有Format4.

 

（4）前导码长度与最大小区半径的关系

因为每个子帧的长度是30720Ts，去掉前导码占用的时间，那么前导码格式0还剩下的保护时间GP=（30720-3168-24576）Ts=2976Ts=2976*[1/(15000*2048)]s=96.875us。

之所以空出一部分的保护间隔Guard Period（GP）, 有时候也称为GT(Gap Time or Guard Time)，在于随机接入之前，UE还没有和基站完成上行同步，UE在小区中的位置还不确定，因此需要预留一段时间，以避免和其他子帧发生干扰。

考虑基站和UE之间的往返传输（终端的下行接收延时导致的终端参考信号的误差），因此最大小区半径=(3.0*10^8) m/s * 96.875 us / 2 =  14.53 km。

同理，可以计算得到其他前导码格式的最大小区覆盖半径。

因此，不同的小区覆盖半径，可以选择不同的前导码格式。这也是为什么前导码要分不同格式的原因。

为了更好的理解前导码格式与小区半径的关系，我们进一步探讨：

不同的GP保护时间决定了小区的最大覆盖半径，GP时间越长，小区的覆盖面积越大。

由于在设计的时候，GP与CP是正相关的，且近似相等，因此，可以可以说CP决定了小区半径的大小。

前导码格式0-3时，前导码长度（Nzc）固定等于839；//适用与大多数小区半径

前导码格式为4时，前导码长度（Nzc）固定等于139。//适用与超短的小区半径

 

从下图这张示意图中，更好的展现这个结论：

三个不同位置的UE1/2/3，同时向基站发送前导码，

那么基站首先会收到近端UE1的前导码请求，然后是UE2的前导码请求，最后收到处于边界的UE3的前导码请求。这三个UE的前导码是接收完整的，也不会对相邻的子帧造成干扰。

如果有个UE4，距离比UE3还要远，此时基站无法收到完整的前导码，且会对相邻的下一个子帧造成干扰，此次，UE4将无法接入到该小区。

 

GP的长度决定了小区半径，那么前导码自身的长度与小区半径之间什么关系呢？

实际上，小区半径与前导码自身的长度没有定量的数学关系，只有定性的关系。

理论上讲，小区半径越大，传输的路径越远，传输过程中受到的干扰和信号的衰减就越大，需要增加更多的冗余信号来表示某一信息，冗余编码的长度越长，抗干扰性就越强。

实际设计时，

 

（5）基站何时确定某一小区的前导码格式？

当然，每个小区只有一种格式，在建立小区的时候就确定下来了。

PRACH configuration Index参数决定了前导码的格式。

在上图中，多个index对用一种格式。

 

（6）终端如何获取终端的前导码格式？

来自RRC层的SIB2消息 （通过物理共享信道传输）

 

（7）终端何时发送前导码？

大的时间是：第一次接入到网络，需要上行发送时。

小的时间是：在物理随机接入信道PRACH的时域资源上发送。

 

（8）前导码的生成规则

在LTE里，每个小区都有64个前导码集合，那么这些前导码序列Preamble Sequences是怎么生成的呢？

前导码序列集合包括根序列和由该根序列生成的循环移位序列CP，

计算过程分为两个大的步骤：

步骤1：生成一个ZC（Zadoff-Chu）根序列Xu(n)，作为一个基准序列；基准序列Xu(n)，也就是物理根序列号为u的ZC序列，按照以下公式计算得到。

其中，Nzc表示ZC序列的长度，

前导码格式0-3时，Nzc固定等于839；//适用与大多数小区半径

前导码格式为4时，Nzc固定等于139。//适用与超短的小区半径

 

u是物理根序列号（Physical root sequence number），由逻辑根序列号（Logical root sequence number）查协议表Table 5.7.2-4（前导码格式0-3时查该表）和Table 5.7.2-5（前导码格式4时查该表）得到。

逻辑根序列号（Logical root sequence number）由SIB2消息中的PRACH-Config信元的rootSequenceIndex字段配置，

 

步骤2：将基准序列Xu(n)进行循环移位，生成64个不同的循环序列Xuv(n)

 

（9）终端选择前导码的规则：从64个中随机选择一个，降低不同终端同时接入的冲突。

 

3.5 基站如何根据UE的PRACH请求，计算发送提前量TA

实际上，上面这张图，已经展现了不同UE的前导码到达基站的时间延时：从基站本地的TTI参考信号开始计算，到收到CP信号的这段时间，就是终端在后续数据发送中，需要提前发送的时间提前量TA。

就好比一个人，到达车站时，迟到的时间，就是下次要提前出发的时间。

TA的单位是Ts，小区带宽采用的时间。 

 

3.5 如何降低多个终端同时随机接入的冲突？

（1）使用多个正交的前导码作为备选？

使用64个不同的前导码，区分不同的接入请求。

当然，前导码区分不用用户，不同的用户，有可能在某一次随机接入中随机选择了相同的前导码。

（2）使用码分复用支持多终端同时发起随机接入

ZC序列的前导码是正交的，可是现实码分复用的功能。

因此不同用户，如果随机选择的前导码不同，则可以同时发起随机接入请求，不会发生冲突。

（3）通过MSG3的UE-ID来区分不同的用户

对于不同用户，在某一时刻，同时选择了相同的随机接入前导码下的冲突情形，可以通过MSG3来解除竞争冲突。

 

3.6 冲突发生后的解决办法？

至于不同的终端，随机选择的前导码相同、选择的PRACH时频资源相同，导致发送的信号叠加在一起怎么办的问题？

有两种解决办法

（1）叠加后的信号无法正确解码：则此时随机接入失败，终端超时后重新发起随机接入的过程。

（2）叠加后的信号可以正确解调：基站MSG1和MSG2时，把这两个终端当成一个终端。直到MSG3流程时，再解决此冲突 。

 

第4章 5G波束赋型与SSB回顾

4.1 波束与频域资源的关系

 

波束赋形（Beamforming）又叫波束成型、空域滤波，是一种使用大规模天线阵列，定向发送和接收信号的技术。

波束赋形技术通过调整相位阵列的基本单元的相位参数，使得某些角度的信号获得相长干涉，而另一些角度的信号获得相消干涉，从而得到宏观的信号波束。

在5G系统中，数字波束赋就是通过控制每一路子载波的相位参数，获得期望的调制后信号的波束。

也就是说，可以通过控制各路时频资源的子载波的相位，使得不同的子载波的时频资源发送到不同的波束上。

这是基站能够在不同的波束上，发送不同的下行SSB同步信号块和接收不同PRACH信道的基础和前提条件。

详解参见：

《图解通信原理与案例分析-21：4G LTE多天线技术--天线端口、码流、分集Diveristy、波束赋形BF、空分复用MIMO、空分多址》

https://blog.csdn.net/HiWangWenBing/article/details/110871535

 

4.2 SSB与波束的关系

SSB同步信号块是5G NR引入的一个新概念，他整合了物理主同步信号PSS,、辅同步信号SSS，还有物理广播信道PBCH。

SSB也是与波束绑定的，不同的波束有不同的SSB，如上图所示。

在上图示意中，SSB在物理层的时域发送周期默认为20ms，即2个10ms基本帧， 在RRC层的更新周期为80ms。

一次发送时，可以连续发送N个SSB，每个SSB映射、关联到一个波束上，而SSB的个数N是可以根据需要设定。

N的最大数量与子载波的带宽相关，子载波的带宽越大，支持的SSB的个数就越多，最大支持64个SSB， 即64个波束。

当然，每个波束发送的MIB信息，除了波束ID外，其他信息都是相同的，因为它们属于同一个小区。

下图更加形象的展现了SSB与波束的关系：

（1）下图有4个SSB，在4个不同方向的波束上发送。

、

（2）下图有8个SSB，在8个不同方向的波束上发送。

 

关于SSB的详细详细信息，请参看：

《[4G&5G专题-36]：物理层-同步信号块SSB与小区主同步PSS、小区辅同步SSS》

https://blog.csdn.net/HiWangWenBing/article/details/113577183

 

第5章 5G NR的PRACH信道

5.1  单波束：5G NR基于竞争/非竞争的随机接入

对于随机接入过程，NR与LTE基本相同。也有不同点，其最大的区别在于其触发场景。

5G NR的随机接入的触发场景更多，随机接入的过程是L3 RRC的功能，后续再继续探讨。

 

本节重点探讨如下与4G LTE不同的两点：

（1）PRACH信道传输内部传输的前导码的格式：在保留LTE的format的同时，进行了扩展, 增加了新的format。

（2）5G NR对PRACH的无线资源的分配方式：主要是考虑到对波束赋形的支持，随机接入也需要能够波束上进行。

 

5.2 单波束：5G NR的前导码序列的定义（时域+频域+码域）

与LTE基本相同，不同的地方有：

（1）Format的格式

PRACH在5G的SPEC里面由4种加上到了9种Format，除了Format0-3，还有A1，A2，A3，B1，B2，B3，B4，C0，C2。

不同的Format有不同的序列长度，子载波间隔  f，时间长度等。

前一个表格是LTE的前导码的格式，后一个表格是5G NR的前导码的格式。

Lra=839为长导码，Lra=139为短导码。

 

（2）子载波间隔

1.25kHz，5kHz, 15kHz, 30kHz, 60kHz, 120kHz。相对于4G的1.25kHz和7.5kHz而言，扩展了很多。

 

5.3 单波束：不同随机接入信道格式Format对应的时频资源详解

5G NR定义更多的随机接入信道的格式，并通过PRACH configuation Index来指定具体使用哪种格式。

不同的格式，反应的PRACH信道，在10ms帧中的时域位：系统帧号=》子帧号=》slot号=》符号起始位置=》连续的符号的个数

（1）关键符号的含义

C：代表CP

S：代表前导码

G:  代表GP

数字：一个1ms子帧中的symbol索引号0-13。

（2）长短前导码

• 长前导码：LTE继承下来的
• 短前导码：NR新定义的，主要为了支持波束。

（3）PRACH信道数

一个子帧中可以包含多个连续的前导码，用于支持多个不同的波束。

 

5.4 单波束：PRACH信道时域定义，Format格式定义详细

PRACH configuration index：PRACH format格式索引

Preamble Format：前导码格式。

（1）确定PRACH信道所在的系统帧号

• SFN Mod X：表示间隔多少个无线帧可以发送一个PRACH信道，16表示，在1024个10ms系统帧号中，每16个10ms系统帧中出现1次PRACH信道。1表示，每1个10ms系统帧中都会1次PRACH信道。
• Y：Mod X之后，PRACH信道出现在哪个系统帧上？比如X=16，y=1，表示每16个10ms系统帧中出现1次PRACH信道，由于y=1， 因此，出现PRACH信道的系统帧号为1,17,32.....

（2）确定PRACH信道在系统帧中的子帧号

• sub frame number：子帧号，一个10ms帧中有10个子帧。

（3）确定PRACH信道在子帧中的slot号

• number of PRACH slots within a sub frame

（4）确定PRACH信道在slot中的起始符号索引

• starting symbol

（5）确定PRACH信道占用几个符号

• PRACH duration

（6）最后确定在时域上，有多少个PRACH occasion。

• PRACH occasion

要理解PRACH occasion，需要理解 PRACH与波束的关系。PRACH occasion是5G NR新引入的一个概念。

有“时域”和”频域”组成一个PRACH信道矩阵，矩阵中的每一个小格子，称为一个PRACH occasion。

 

5.5 单波束：PRACH信道频域定义

PRACH在频域上有多少个PRACH occasion由MSG1的FDM参数确定

 

5.5 PRACH与波束的关系

在多波束的情形下，上行PRACH信道与波束的关系与下行SSB与波束的关系类似：

每个波束有独立的下行同步块SSB。

每个波束也有独立的上行PRACH信道。

与下行同步块SSB内容完全相同（除了波束ID号）不同的是，每个波束的上行PRACH信道的传输的前导码，并不是完全相同的。

每个小区最多有64个前导码，如何在不同的波束中分配这64个接入前导码呢？有哪些策略呢？

（1）每个波束拥有所有64个前导码。

（2）每个波束平均分配64个前导码。

（3）灵活配置

5G NR采用了灵活配置的策略，为此，引入了一个新的概念：PRACH occasion。

 

第6章 PRACH occasion

6.1 什么是PRACH occasion

这是一个比较难理解的概念， PRACH occasion直接翻译就是：一次随机接入的时机，包括频域的时机和时域的时机。

这样讲还是有点拗口，不妨进一步的拆解。

6.2 为什么要引入PRACH occasion

在没有波束赋形的场合，下行同步信道和上行的PRACH信道，对小区内的所有方向的终端都是公平的，且被所有终端共享。

因此，只需要划分一个PRACH信道即可以了，64个前导码，为PRACH信道的所有用户共享。

然后有波束赋形的场合，上行和下行方向的信号是按照波束发送的，这就带来了一些新的特点：

（1）由于不同的波束，有可能有各自不同的时频资源，因此就需要给不同的波束准备不同的RE时频资源。

（2）不同的波束，其所需的随机接入的前导码的数量可能并不完全相同，有些波束多，有些波束少。

基于这样的特点，5G NR在原先统一的PRACH时频资源的基础之上，划分出来了N*M个PRACH occasion。 

N: 频域方向，把PRACH信道的RE切分为N个组，即PRACH occasion

M: 时域方向，把PRACH信道的RE切分为M个组，即PRACH occasion

这样一共有M*N个PRACH occasion。

而随机接入请求就是在PRACH occasion上进行的，这称为随机接入的“时机”。

6.3 每个PRACH occasion传输的前导码

每个PRACH occasion上能够传送的随机接入前导码的数量也是配置的。M*N个PRACH occasion传递的随机接入前导码的总和为64个。

 

6.4 PRACH occasion与SSB的映射

通常情况下，PRACH occasion的数量与波束的数量是1对1映射的，也可以把多个PRACH occasion映射到一个波束上。也可以把1个PRACH occasion映射到多个波束上。

（1）1对1映射

、

（2）多对1映射

（3）1对多映射

 

6.5 波束（通过SSB体现）与PRACH occasion映射关系的参数定义

（1）ssb-perRACH-occasion： 每个PRACH occasion可以映射几个SSB

• 1: 1个PRACH occasion映射到1个SSB
• 分数（小于1）：多个PRACH occasion共享一个SSB
• 大于1：多个SSB共享一个PRACH occasion

（2）CB-PreamblePerSSB：每个SSB使用多少个前导码，最大64个，可以小于64.

参数1和参数2之间是有约束关系的，比如ssb-perRACH-occasion=16， 表示 每个PRACH occasion可以映射16个SSB，因为一共最大有64个前导码，这样的PreamblePerSSB最大就只能有4个前导码。

 

 

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