5G无线系统指南:知微见著,赋能数字化时代
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3.3 RA参数说明

3.3.1 参数解释

竞争的RA参数来源为RACH-ConfigCommon,非竞争RA参数来源为RACH-ConfigDedicated、SI-SchedulingInfo和BeamFailureRecoveryConfig。

1.RACH-ConfigCommon

该参数为RACH公共配置参数,UE的上行BWP参数,属于小区级参数。通过BWP-UplinkCommon->SetupRelease {RACH-ConfigCommon}配置,用于该BWP的竞争和非竞争RA过程,以及竞争波束失败恢复过程。配置约束如下:

1)只有当上行BWP关联的下行BWP(和上行BWP具有相同BWP-Id的下行BWP),为初始下行BWP或者包含SSB(关联到初始下行BWP的SSB)的下行BWP时,该上行BWP才可以配置基于SSB的RA参数(RACH-ConfigCommon);

2)对于UE的某个上行BWP,只要配置了非竞争RA参数(用于同步重配或者波束失败恢复),就必须配置RACH-ConfigCommon(因为有可能非竞争RA过程的非竞争RA资源选择失败,此时,需要回退到竞争RA过程)。


RACH-ConfigCommon ::=        SEQUENCE {
    rach-ConfigGeneric              RACH-ConfigGeneric,
    totalNumberOfRA-Preambles      INTEGER(1..63) OPTIONAL,   -- Need S
    ssb-perRACH-OccasionAndCB-PreamblesPerSSB   CHOICE {
        oneEighth                                   ENUMERATED {n4,n8,n12,n16,n20,n24,n28,n32,n36,n40,n44,n48,n52,n56,n60,n64},
        oneFourth                                   ENUMERATED {n4,n8,n12,n16,n20,n24,n28,n32,n36,n40,n44,n48,n52,n56,n60,n64},
        oneHalf                                     ENUMERATED {n4,n8,n12,n16,n20,n24,n28,n32,n36,n40,n44,n48,n52,n56,n60,n64},
        one                                         ENUMERATED {n4,n8,n12,n16,n20,n24,n28,n32,n36,n40,n44,n48,n52,n56,n60,n64},
        two                                         ENUMERATED {n4,n8,n12,n16,n20,n24,n28,n32},
        four                                        INTEGER(1..16),
        eight                                       INTEGER(1..8),
        sixteen                                     INTEGER(1..4)
    }          OPTIONAL,   -- Need M
    groupBconfigured                    SEQUENCE {
        ra-Msg3SizeGroupA                   ENUMERATED {b56, b144, b208, b256, b282, b480, b640,b800, b1000, b72, spare6, spare5,spare4, spare3, spare2, spare1},
        messagePowerOffsetGroupB            ENUMERATED { minusinfinity, dB0, dB5, dB8, dB10, dB12, dB15, dB18},
        numberOfRA-PreamblesGroupA          INTEGER(1..64)
    }      OPTIONAL,   -- Need R
    ra-ContentionResolutionTimer            ENUMERATED { sf8, sf16, sf24, sf32, sf40, sf48, sf56, sf64}, 
    rsrp-ThresholdSSB              RSRP-Range              OPTIONAL,   -- Need R
    rsrp-ThresholdSSB-SUL         RSRP-Range              OPTIONAL,   -- Cond SUL
    prach-RootSequenceIndex                 CHOICE {
        l839        INTEGER(0..837),   
        l139        INTEGER(0..137)  
    },
    msg1-SubcarrierSpacing      SubcarrierSpacing          OPTIONAL,   -- Cond L139
    restrictedSetConfig          ENUMERATED {unrestrictedSet, restrictedSetTypeA, restrictedSetTypeB},
    msg3-transformPrecoder      ENUMERATED {enabled}        OPTIONAL,   -- Need R
    ...
}

参数解释如下。

·ssb-perRACH-OccasionAndCB-PreamblesPerSSB:有两个含义,一是指示每个RO(RACH Occasion,指一个RACH发送的时频域位置)对应几个SSB(记为N个,即CHOICE取值,oneEighth表示1/8、oneFourth表示1/4、oneHalf表示1/2、one表示1、two表示2,以此类推);二是指示每个RO的每个SSB对应几个竞争preamble(记为R个,即ENUMERATED或者INTEGER取值,n4表示4、n8表示8、n12表示12,以此类推)。

●如果N<1,则一个SSB映射到1/N个连续的RO,每个RO的每个SSB关联R个连续的竞争preambleID,从preambleID 0开始。

●如果N≥1,则N个SSB(编号记为n,0≤n≤N-1)映射到一个RO,每个SSB关联R个连续的竞争preambleID,第n个SSB的preambleID起始为等于totalNumberOfRA-Preambles,是N的整数倍。

·groupBconfigured:配置组B,如果不带该参数,则说明没有配置组B。每个SSB配置的R个竞争preamble中,前numberOfRA-PreamblesGroupA个属于组A,剩下的属于组B;在选择竞争preamble时,以下情况选择组B。

●当Msg3包含CCCH时,只要Msg3大于ra-Msg3SizeGroupA,就使用组B;

●对于其他Msg3(即不包含CCCH),当Msg3大于ra-Msg3SizeGroupA,并且PL小于门限(门限为执行RA过程的服务小区的PCMAX-preambleReceivedTargetPower-msg3DeltaPreamble-messagePowerOffsetGroupB)时,使用组B。

·ra-ContentionResolutionTimer:竞争解决定时器,单位子帧,只在SpCell运行。Msg3发送之后的第一个符号就启动ra-ContentionResolutionTimer。

·rsrp-ThresholdSSB:UE发起RA时,选择SSB的门限,即UE测量SSB的RSRP。UE选择大于此门限的SSB对应的RACH资源发起RA。注:UE使用最后一次非滤波的L1-RSRP测量值来选择SSB或者CSI-RS。

·rsrp-ThresholdSSB-SUL:如果服务小区配置了SUL(Supplementary Uplink,辅助上行),并且当前UE的RSRP(即下行PL参考)小于这个门限,则选择SUL发起RA;否则,选择NUL(Normal Uplink,正常上行)发起RA。该参数对所有BWP适用。该参数在supplementaryUplink/supplementaryUplinkConfig->initialUplinkBWP->rach-ConfigCommon里强制存在,其他情况该参数不存在。

·prach-RootSequenceIndex:配置长格式或者短格式PRACH,以及PRACH逻辑根序列起始编号,这里配置的是索引值,通过查表3-1,可从索引值得出实际的PRACH根序列编号。如果配置了RACH-ConfigDedicated参数prach-ConfigurationIndex,则长短preamble格式必须与其指示的一致。

●l839:长格式preamble,子载波间隔协议给定,format0~3。

●l139:短格式preamble,子载波间隔通过msg1-SubcarrierSpacing得出,formatA~C。

·msg1-SubcarrierSpacing:指定短格式的PRACH子载波间隔。FR1支持15kHz和30kHz,FR2支持60kHz和120kHz。这个字段适用于CBRA(竞争RA)、CFRA(非竞争RA)、SI-request、CB-BFR(Contention-based Beam Failure Recovery,竞争波束失败恢复),不适用于CF-BFR(Contention-free Beam Failure Recovery,非竞争波束失败恢复)。

·restrictedSetConfig:限制集配置。

RACH-ConfigCommon中的参数RSRP-Range和RACH-ConfigGeneric说明如下。


RSRP-Range ::=            INTEGER(0..127)

RSRP说明:取值范围为0~127,取值为127表示实际值无限大;取值为0~126时,实际值等于字段取值减去156,单位为dbm,也就是实际值范围为-156~-30 dbm。


RACH-ConfigGeneric ::=                 SEQUENCE {
    prach-ConfigurationIndex           INTEGER(0..255),
    msg1-FDM                            ENUMERATED {one, two, four, eight},
    msg1-FrequencyStart             INTEGER(0..maxNrofPhysicalResourceBlocks-1),
    zeroCorrelationZoneConfig           INTEGER(0..15),
    preambleReceivedTargetPower         INTEGER(-202..-60),
    preambleTransMax  ENUMERATED {n3, n4, n5, n6, n7, n8, n10, n20, n50, n100, n200},
    powerRampingStep      ENUMERATED {dB0, dB2, dB4, dB6},
    ra-ResponseWindow     ENUMERATED {sl1, sl2, sl4, sl8, sl10, sl20, sl40, sl80}, 
    ...
}

参数解释如下。

·prach-ConfigurationIndex:PRACH配置索引,通过查表3-7(FR1的FDD)、表3-8(FR1的TDD)、表3-9(FR2,只有TDD)可以得出Preamble format、PRACH资源的时域位置(即周期、帧号、子帧号、slot号、符号起始、符号持续长度)。波束失败恢复配置的prach-ConfigurationIndex只能是短格式的PRACH。

·msg1-FDM:在一个时域位置上,PRACH频域资源的个数。

·msg1-FrequencyStart:在上行BWP内,PRACH频域资源的最低RB,相对于PRB0的RB偏移。

·zeroCorrelationZoneConfig:N-CS配置。

·preambleReceivedTargetPower:preamble目标功率。

·preambleTransMax:preamble的最大发送次数。

·powerRampingStep:PRACH功率调整步长。

·ra-ResponseWindow:Msg2检测窗,单位slot(以Type1-PDCCH CSS的SCS计算),只在SpCell运行,配置必须小于或等于10ms。Msg1发送之后的第一个PDCCH检测时机,启动ra-ResponseWindow。

2.RACH-ConfigDedicated

RACH专用配置参数,属于UE级参数。通过ReconfigurationWithSync->rach-ConfigDedicated配置,用于reconfigurationWithSync的非竞争RA,此种情况,UE还需要使用firstActiveUplinkBWP的RACH公共参数进行随机获取。


RACH-ConfigDedicated ::=   SEQUENCE {
    cfra                   CFRA                    OPTIONAL, -- Need S
    ra-Prioritization      RA-Prioritization       OPTIONAL, -- Need N
    ...
}
CFRA ::=                    SEQUENCE {
    occasions                       SEQUENCE {
        rach-ConfigGeneric              RACH-ConfigGeneric,
        ssb-perRACH-Occasion            ENUMERATED {oneEighth, oneFourth, oneHalf, one, two, four, eight, sixteen}         OPTIONAL  -- Cond Mandatory
    }              OPTIONAL, -- Need S
    resources                       CHOICE {
        ssb                             SEQUENCE {
            ssb-ResourceList                SEQUENCE(SIZE(1..maxRA-SSB-Resources))OF CFRA-SSB-Resource,
            ra-ssb-OccasionMaskIndex        INTEGER(0..15)
        },
        csirs                           SEQUENCE {
            csirs-ResourceList              SEQUENCE(SIZE(1..maxRA-CSIRS-Resources))OF CFRA-CSIRS-Resource,
            rsrp-ThresholdCSI-RS            RSRP-Range
        }
    },
    ...,
    [[
    totalNumberOfRA-Preambles-v1530 INTEGER(1..63)    OPTIONAL -- Cond Occasions
    ]]
}
CFRA-SSB-Resource ::=           SEQUENCE {
    ssb                             SSB-Index, 
    ra-PreambleIndex             INTEGER(0..63),
    ...
}
CFRA-CSIRS-Resource ::=         SEQUENCE {
    csi-RS                          CSI-RS-Index,
    ra-OccasionList                 SEQUENCE(SIZE(1..maxRA-OccasionsPerCSIRS))OF INTEGER(0..maxRA-Occasions-1),
    ra-PreambleIndex                INTEGER(0..63),
    ...
}

参数解释如下。

1)CFRA:如果不配置CFRA参数,则UE执行竞争RA。它包括以下参数。

·occasions:配置非竞争的RACH occasion,如果不带该参数,则使用firstActiveUplinkBWP-Id指示的BWP的公共参数RACH-ConfigCommon。

●rach-ConfigGeneric:配置非竞争RA的occasion。不使用该参数里面配置的preamble-ReceivedTargetPower、preambleTransMax、powerRampingStep和ra-ResponseWindow,而使用RACH-ConfigCommon配置的对应参数值。

●ssb-perRACH-Occasion:每个RACH occasion对应的SSB个数,该字段强制存在。

·resources:配置非竞争RA的资源是SSB(最多配置64个)或者CSI-RS(最多配置96个)。

·ra-ssb-OccasionMaskIndex:SSB选择PRACH occasion的PRACH Mask Index(PRACH掩码索引),具体查表3-3。一个SSB最多对应8个PRACH occasion,如果PRACH Mask Index取值为1,则表示选第1个PRACH occasion,以此类推;有多个PRACH occasion可选时,UE随机选择一个。

表3-3 PRACH Mask Index取值

·rsrp-ThresholdCSI-RS:选择CSI-RS的RSRP门限(选择SSB的门限还是使用RACH-ConfigCommon里面的门限参数)。

2)CFRA-SSB-Resource:配置非竞争RA使用的SSB以及对应的专用preamble。

3)CFRA-CSIRS-Resource:包括以下参数。

·CSI-RS-Index:配置非竞争RA使用的csi-RS。

·ra-PreambleIndex:配置csi-RS对应的专用preamble。

·ra-OccasionList:配置csi-RS对应的RACH occasion的索引,每个csi-RS最大配置64个,有多个RACH occasion可选时,UE随机选择一个。

4)ra-Prioritization:用于非竞争RA和竞争RA。

3.SI-SchedulingInfo

SI-SchedulingInfo即SI调度信息,属于小区级参数。它通过SIB1->SI-SchedulingInfo广播下发,处于IDLE和INACTIVE状态的UE通过该参数发起请求OSI的RA,此种情况,UE还需要使用初始上行BWP的RACH公共参数进行随机接入。


SI-SchedulingInfo ::=     SEQUENCE {
    schedulingInfoList    SEQUENCE(SIZE(1..maxSI-Message))OF SchedulingInfo,
    si-WindowLength  ENUMERATED {s5, s10, s20, s40, s80, s160, s320, s640, s1280},
    si-RequestConfig        SI-RequestConfig      OPTIONAL,  -- Cond MSG-1
    si-RequestConfigSUL     SI-RequestConfig      OPTIONAL,  -- Cond SUL-MSG-1
    systemInformationAreaID BIT  STRING(SIZE(24)) OPTIONAL,   -- Need R
    ...
}
SchedulingInfo ::=           SEQUENCE {
    si-BroadcastStatus         ENUMERATED {broadcasting, notBroadcasting},
    si-Periodicity       ENUMERATED {rf8, rf16, rf32, rf64, rf128, rf256, rf512},
    sib-MappingInfo             SIB-Mapping
}
SIB-Mapping ::=     SEQUENCE(SIZE(1..maxSIB))OF SIB-TypeInfo
SIB-TypeInfo ::=          SEQUENCE {
    type     ENUMERATED {sibType2, sibType3, sibType4, sibType5, sibType6, 
sibType7, sibType8, sibType9,spare8, spare7, spare6, spare5, spare4, 
spare3, spare2, spare1,...},
    valueTag           INTEGER(0..31)           OPTIONAL, -- Cond SIB-TYPE
    areaScope          ENUMERATED {true}          OPTIONAL -- Need S
}
-- Configuration for Msg1 based SI Request
SI-RequestConfig::=                 SEQUENCE {
    rach-OccasionsSI                    SEQUENCE {
        rach-ConfigSI                       RACH-ConfigGeneric,
        ssb- perRACH-Occasion    ENUMERATED {oneEighth, oneFourth, oneHalf, one, 
two, four, eight, sixteen}
   }       OPTIONAL,   -- Need R
    si-R equestPeriod       ENUMERATED {one, two, four, six, eight, ten, twelve, 
sixteen}       OPTIONAL,   -- Need R
    si-R equestResources  SEQUENCE(SIZE(1..maxSI-Message))OF SI-RequestResources
}
SI-RequestResources ::=      SEQUENCE {
    ra-PreambleStartIndex         INTEGER(0..63),
    ra-AssociationPeriodIndex     INTEGER(0..15)    OPTIONAL,   -- Need R
    ra-ssb-OccasionMaskIndex      INTEGER(0..15)    OPTIONAL    -- Need R
}

参数解释如下。

1)si-RequestConfig:基于Msg1的SI请求参数。存在条件“Cond MSG-1”表示,如果SchedulingInfo里面的配置至少有一个SI是notBroadcasting,那么该字段可选配置,否则该字段不配置。如果收到消息,该字段没有配置,则UE需要释放已经保存的该参数。

·rach-OccasionsSI:配置SI使用的专用RACH occasion,如果没有配置,则使用初始上行BWP的rach-ConfigCommon中的参数。

·si-RequestPeriod:配置RO association period的个数,比如配置为four,表示有4个RO association period,对应的索引为0、1、2、3。其中“RO association period索引0”从帧号0开始,依次为下一个RO association period。

·si-RequestResources:如果只配置了一个,那么该参数适用于所有notBroadcasting的SI;否则,列表中的第1个参数对应于schedulingInfoList中的第1个notBroadcasting的SI,列表中的第2个参数对应于schedulingInfoList中的第2个notBroadcasting的SI,以此类推。修改该参数不会引起系统信息改变通知。

●ra-PreambleStartIndex:如果N个SSB(N≥1)映射到一个RACH occasion,则第i个SSB对应的preamble为ra-PreambleStartIndex+i,其中i=0,…, N-1。

●ra-AssociationPeriodIndex:指示si-RequestPeriod中配置的RO association period的索引。取值为0表示RO association period索引0,即第1个RO association period;取值为1表示RO association period索引1,即第2个RO association period;以此类推。

●ra-ssb-OccasionMaskIndex:SSB的RO Mask索引。

2)si-RequestConfigSUL:基于Msg1的SI请求参数。存在条件“Cond SUL-MSG-1”表示,如果当前服务小区配置了ServingCellConfigCommonSIB->supplementaryUplink,并且SchedulingInfo里面的配置至少有一个SI是notBroadcasting,那么该字段可选配置,否则该字段不配置。如果收到消息,该字段没有配置,则UE需要释放已经保存的该参数。

4.BeamFailureRecoveryConfig

该参数为BFR配置参数,UE的上行BWP参数,属于UE级参数。它通过BWP-Uplink-Dedicated->SetupRelease{BeamFailureRecoveryConfig}配置,用于波束失败恢复的非竞争RA,此种情况,UE不需要使用当前上行BWP的RACH公共参数进行非竞争RA(只有当非竞争RA资源选择失败,需要回退到竞争RA时,才需要使用当前上行BWP的RACH公共参数)。BeamFailureRecoveryConfig配置约束如下。

1)对于SpCell小区,可选配置,否则不能配置。该参数为“Need M”,即如果之前配置过,而收到新的RRC消息没有配置该参数,那么保留之前的配置,继续使用。

2)如果配置了supplementaryUplink,那么该参数只能在UL或SUL的上行载波配置。


BeamFailureRecoveryConfig ::=   SEQUENCE {
    rootSequenceIndex-BFR       INTEGER(0..137)        OPTIONAL, -- Need M
    rach-ConfigBFR              RACH-ConfigGeneric       OPTIONAL, -- Need M
    rsrp-ThresholdSSB           RSRP-Range                OPTIONAL, -- Need M
    candidateBeamRSList         SEQUENCE(SIZE(1..maxNrofCandidateBeams))OF 
          PRACH-ResourceDedicatedBFR   OPTIONAL, -- Need M
    ssb-perRACH-Occasion     ENUM ERATED {oneEighth, oneFourth, oneHalf, one, two, 
                                  four, eight, sixteen}  OPTIONAL, -- Need M
    ra-ssb-OccasionMaskIndex    INTEGER(0..15)   OPTIONAL, -- Need M
    recoverySearchSpaceId       SearchSpaceId      OPTIONAL, -- Need R
    ra-Prioritization           RA-Prioritization  OPTIONAL, -- Need R
    beamFailureRecoveryTimer    ENUMERATED {ms10, ms20, ms40, ms60, ms80, ms100, 
       ms150, ms200}           OPTIONAL, -- Need M
    ...,
    [[
    msg1-SubcarrierSpacing-v1530    SubcarrierSpacing      OPTIONAL  -- Need M
    ]]
}
PRACH-ResourceDedicatedBFR ::=      CHOICE {
    ssb                                 BFR-SSB-Resource,
    csi-RS                              BFR-CSIRS-Resource
}
BFR-SSB-Resource ::=         SEQUENCE {
    ssb                                 SSB-Index,
    ra-PreambleIndex                 INTEGER(0..63),
    ...
}
BFR-CSIRS-Resource ::=      SEQUENCE {
    csi-RS                                NZP-CSI-RS-ResourceId,
    ra-OccasionList    SEQUENCE(SIZE(1..maxRA-OccasionsPerCSIRS))OF INTEGER(0..
          maxRA-Occasions-1)             OPTIONAL,   -- Need R
    ra-PreambleIndex                    INTEGER(0..63)    OPTIONAL,   -- Need R
    ...
}

参数解释如下。

·rootSequenceIndex-BFR:CF-BFR的逻辑根序列索引,只能是短格式。

·rach-ConfigBFR:BFR的RA参数。rach-ConfigBFR配置的所有参数,CF-BFR都要使用;rach-ConfigBFR配置的powerRampingStep、preambleReceivedTargetPower和preamble-TransMax参数,CB-BFR也要使用。

·rsrp-ThresholdSSB:CF-BFR的L1-RSRP门限,适用于SSB和CSI-RS。

·PRACH-ResourceDedicatedBFR:CF-BFR的参考信号以及专用RA参数,最多配置16个。参考信号可以是SSB或者CSI-RS,在关联的下行BWP内(也就是BWP-Id和配置BeamFailureRecoveryConfig的上行BWP相同的下行BWP)。

●BFR-SSB-Resource包括两个参数:SSB-Index和对应的preamble。

●BFR-CSIRS-Resource包括三个参数:

csi-RS,服务小区配置的NZP-CSI-RS-Resource;

ra-OccasionList,每个CSI-RS最多关联64个RO(如果有多个RO,则UE随机选择一个),如果没有配置该参数,则UE使用和该CSI-RS有QCL关系的SSB的RO资源,并且释放已经保存的参数(如UE之前保存有该参数);

ra-PreambleIndex,该CSI-RS使用的preamble,如果没有配置该参数,则UE使用和该CSI-RS有QCL关系的SSB的preamble。

·ssb-perRACH-Occasion:指示一个RO关联几个SSB,只供CF-BFR使用。

·ra-ssb-OccasionMaskIndex:当一个SSB关联多个RO时,指示RO Mask索引,对所有SSB适用,供CF-BFR使用。

·recoverySearchSpaceId:CF-BFR RAR(Random Access Response,随机接入响应)的SearchSpaceId,在关联的下行BWP内配置这个搜索空间(也就是BWP-Id和配置BeamFailureRecoveryConfig的上行BWP相同的下行BWP),关联这个搜索空间的CORESET不能再关联其他的搜索空间。如果为BFR配置了非竞争的RA资源,那么这个参数就必须配置。

·ra-Prioritization:CF-BFR和CB-BFR使用的RA参数。

·beamFailureRecoveryTimer:BFR定时器,定时器超时,UE不再使用BFR的CFRA资源。

·msg1-SubcarrierSpacing-v1530:CF-BFR的Msg1子载波间隔。