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2024年3月7日发(作者：stalk)
NR 随机接入步骤及场景
UE为了与网络取得连接，需要使UE和网络取得上下行同步，当UE解码出SSB，就已经取得了下行同步，为了建立上下同步和RRC连接，需要UE发起随机接入。
随机接入流程类型
基于竞争Contention Based Random Access (CBRA)
基于非竞争Non Contention or Contention Free Random Access (CFRA)
基于竞争
在基于竞争的随机接入中，UE从与其他UE共享的前导码池中随机选择前导码。这意味着UE具有选择与另一UE相同的前导的潜在风险，并且随后可能经历冲突或竞争使用。gNodeB使用竞争解决机制来处理这种类型的接入请求。在这个过程中，结果是随机的，并不是所有的随机接入都成功。CBRA也被称为四步RACH流程。
第一步：随机接入前导码（Random Access Preamble）传输（Msg1）
UE在前导码中向gNB的最优波束发射
第二步：随机接入响应即RAR（Msg2）
在接收到前导码时，gNodeB申请为TC-RNTI、上行链路和下行链路调度资源。然后，gNodeB通过PDSCH发送RA响应。响应包含RA前导码标识符、时间调整信息、初始上行链路调度和临时C-RNTI。一个PDSCH可以携带RA响应到多个UE。在UE发送前导码之后，它监视PDCCH并在RA响应窗口内等待RA响应：
➢ 如果UE接收RA preamble标识符的响应，该标识符与包含所发送的RA
preamble标识符一样，则响应成功。UE然后发送上行链路调度信息。
➢ 如果UE没有在RA响应窗口内接收到响应或未能验证响应，则响应失败。
在这种情况下，如果RA尝试次数小于上限（10），则UE重试RA。否则，RA失败。
第三步：调度上行传输（Msg3）
UE通过PUSCH发送上行链路调度信息。UE发送的信令消息和信息在不同的RA场景中不同，这里列出了一些示例
➢ Initial RRC connection setup：RRCSetupRequest消息（携带NAS
UE__ID）通过RLC层TM中的公共控制信道（CCCH）传输。消息没有分段。
➢ RRC connection reestablishment：RRC重建请求消息（不携带NSA消息）通过RLC层的CCCH 用 TM传输。消息没有分段。
➢ Handover：如果UE接入目标小区，并且在切换过程中没有专用的前导码，则触发基于竞争的RA，而不是基于非竞争的RA。RRC切换确认消息和C-RNTI通过专用控制信道（DCCH）传输。如果需要，还将携带缓冲区状态报告（BSR）。
➢ 其他场景：至少发送UE的C-RNTI。
第四步：竞争解决（Msg4）
在UE发送Msg3之后，4ms的竞争解决计时器开始。gNodeB使用PDCCH上的C-RNTI或PDSCH上的UE竞争解决标识IE来帮助UE进行竞争解决。
➢ UE在定时器过期之前继续监视PDCCH，当满足以下任一条件时，认为竞争解决成功并停止定时器：
1. UE通过PDCCH获得C-RNTI。
2. UE通过PDCCH获得临时C-RNTI，MAC-PDU被成功解码。具体地说，通过PDSCH接收到的UE竞争解决标识IE与UE发送的Msg3中携带的相同。
➢ 如果竞争解决计时器过期，UE将考虑竞争解决失败了。然后呢，如果RA尝试次数未达到上限（10），则UE再次执行RA。如果RA尝试次数达到上限，则RA程序失败。
非竞争RA
在基于非竞争的随机接入中，前导码由gNodeB分配，这种前导码称为专用随机接入前导码。专用前导码通过RRC信令（可以在RRC消息中指定分配前导码）或PHY层信令（PDCCH上的DCI）提供给UE。因此，不存在前导码冲突。当专用资源不足时，gNodeB指示UE启动基于争用的RA。CFRA也被称为三步RACH程序。
步骤1：随机接入前导码分配
gNodeB向UE分配RA前导码，并使用RRC Msg或DCI发送它。这里列出了一些场景。
➢ 切换：源gNodeB发送的mobilitycontrollinfo IE携带分配的前导码
➢ DL数据到达：当下行数据到达gNodeB时，gNodeB通过PDCCH上的DCI命令UE启动RA，PDCCH携带分配的前导码
➢ NSA组网：在NSA中加入NR小区时，gNodeB通过PDCCH命令UE发起RA，PDCCH携带分配的前导码
步骤2：随机接入前导码传输（Msg1）
步骤3：随机接入响应（Msg2）
gNodeB发送RA响应。
➢ 切换：RA响应必须包含时间调整（TA）信息和初始上行链路调度
➢ DL数据到达：当下行数据到达gNodeB时，RA响应必须包含定时对准信息和RA前导码标识符（RAPID）
➢ NSA组网：当在NSA中添加NR小区时，RA响应必须包含定时对准信息和RA前导码标识符（RAPID）
随机接入场景
场景1：初始RRC连接设置
基于竞争的随机接入
场景2：RRC连接重建
基于竞争的随机接入
场景三：切换
首选是选择基于非竞争的随机接入
如果已经使用了所有专用比喻，则可以使用CBRA
场景4：下行数据到达（PDCCH指令）
首选是选择基于非竞争的随机接入。
如果已经使用了所有专用比喻，则可以使用CBRA
场景5：上行数据到达
基于竞争的随机接入
情况6：当没有SR的PUCCH资源可用时，RRC连接期间的上行链路数据到达
基于竞争的随机接入
场景7：调度请求失败
基于竞争的随机接入
情况8：从RRC-Inactive到RRC-Connected
首选是选择基于非竞争的随机接入
如果已经使用了所有专用资源，则可以使用CBRA
场景9：特定系统信息请求（按需SI）
非竞争随机接入
场景10：为NSA组网激活NR小区
非竞争随机接入
场景11：波束恢复
非竞争随机接入
如果已经使用了所有专用资源，则可以使用CBRA
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