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1、NRPRACHPreambIe码协议决定了PRACH前置码的两个选项列表，见图1中的插图。OPtion1基于在重复之间重复相同的PRAeH序列(或PRACHOFDM符号)，而不使用CP,使得一个PRACHOFDM符号充当下一个PRACHOFDM符号的循环前缀。1slot图1.PRACHpreamble选项Option2在所有OFDM符号中具有相同的序列，而OPtion4具有不同的重复序列，可用于OCC(OrthogonalCoverCodes)o然而，时变信道和频率偏移将显著增加由不同OCC构造的前置码之间的干扰，即正交性损失。图1中的OPtion1没有明确的CP。相反，第一个PRAeH()F
2、DM符号“s”充当下一个PRACHOFDM符号的CP。通过这种方式，直向检测器支持长达PRACHOFDM符号长度的延迟。对于OPtion1,使用PRACH前导检测器，也可以估计大于一个PRACHOFDM符号长度的延迟。在OPtion2/4中，CP的长度限制了PRACH前导的最大延迟。图2给出了OPtiOnI和2/4的支持小区半径随子载波间距变化的图示。08642086 2 11111【Ex】 Sn-Pal =。Figure 2.Option 1, detect Option 1, detect Option 2/4, detect Option 2/4, detect one OFDM sym
3、bol two OFDM symbols normal CP extended CP20406080100120Sub-carrier spacing kHzCell radius support for options 1 and 2/4 as function of sub-carrier spacing and corresponding scaling of cyclic prefix ee图2:Option1和2/4的小区半径支持，作为SCS和CP的相应缩放函数图2给出了OPtiOn1的图示，其中包括一个检测器，用于最多一个OFDM符号的延迟，以及一个检测器，用于最多两个符号的延迟。
4、对于OPtiOn2/4,给出了正常CP和扩展CP的图示。对于15kHz的子载波间隔，用于正常CP和扩展CP。然后，每个CP的长度根据子载波间隔进行缩放，对于15、30、60和120kHz的子载波间隔,正常CP分别为和。对于15kHz的子载波间隔，可以使用OPtiOn1支持10到20km的小区大小。这与OPtiOn2/4不同，Option2/4仅支持最大为0.7或2.5km的小区大小，具体取决于使用的是正常还是扩展CP。因此，与OPtion1相比，Option2/4在支持的小区大小方面效率非常低。Option2是OPtiOn1的一个（小区大小）有限子集。Option1允许在gNB内的PRACH前
5、导检测中灵活放置接收机FFr窗口。如果PRACH前导重复使用与数据或控制相同的子载波间隔，那么相同的接收机FFT可用于PRACH前导、数据和控制，见图3。在PRACH前置码、数据和控制之间不需要频率保护。然而，在使用OPtiOn1传输的PRACH前置码中，gNB可以交替地将FFT窗口背靠背放置，如图4所示。对于OPtion2/4,PRACH前导FFT窗口的这种放置是不可能的。在这里，相同的FFT不能用于数据和控制，但可以向PRAeH前导检测器中积累稍多的能量。Frequency APRACHSPRACHandPUSCHFFTs图3:带有接收器FFT窗口的PRACH前导可用于PUSCH和PRAC
6、H前导检测PRACHsback-tobackPRACH1111111111111TlmeFFTs图4:PRACH前导与接收器FFT窗口背对背的PRACH前导检测back-to-back PRACH Ff=Ts within each receiver beam with transientsTime图5:PRACH前导与接收器FFT窗口背靠背在每个接收器波束和之间的瞬态如果gNB使用波束扫描这些波束之间的一些瞬态，那么gNB可以在一定程度上延迟这些波束之间的FFT窗口。在图5中，PRACHFFT窗口在每个波束内背靠背放置，波束之间有延迟，用于接收波束切换中的瞬态。对于OPtion2/4,PRA
7、CH前导FFT窗口的这种放置是不可能的。接收机中FFT窗口的定时偏移对应于PRACHOFDM符号的循环偏移。因此，通过PRACH前导检测器中频域匹配滤波器的循环移位来补偿FFT窗口的这些移位。因此，gNB中FFT窗口的时间偏移是特定于实现的，其中OPtion1提供了OPtion2/4中不可能实现的灵活性。最小化同步信号的numerology的数量的原因是降低小区搜索复杂度，因为每个额外的numcroIogy增加了UE的复杂度。图6.:数字波束赋形，每个天线，一个FFT由于基站中的处理可以对数据和PRAeH使用相同的FFT,因此对于PRACH前导传输使用与UL数据传输相同的子载波间隔具有明显的好
8、处。对于数字波束赋形，每个天线需要一个FFT,见图6。因此，应避免PRAeH和PUSCH之间不同尺寸的FFT,尤其是当天线数量较大时。此外，当使用相同的子载波间隔时，数据、控制和PRACH前导码之间不需要保护子载波。另一个优点是，当PRACH前导传输与UL数据和控制相同时，从PRACH传输获得的定时精度将匹配UL控制和数据所需的定时精度。在给定载波频率下，SCS的选择对整体链路预算的影响不大。一方面，对于相同的PRACH前导码资源分配，更高的间隔导致更宽的噪声带宽。另一方面，对于给定的SNR,更大的间隔可以提高检测性能，因为前导持续时间更短，并且需要更少的相干检测组。当比较潜在的子载波间隔候选
9、时，例如在30ghz下的120和240khz,这两种效应在链路预算中近似地相互补偿。当减少每个PRAeHOFDM符号的长度时，PRACH接收机中每个时间单位的波束数增加。因此，更高的子载波间隔导致更快的波束扫描延迟。在15kHz的子载波间隔内，在1毫秒的子帧内最多可以评估12个接收机波束。这与L25kHz的子载波间隔形成对比，其中一个PRAeHOFDM符号为0.8ms,因此在1毫秒的子帧内只能评估一个接收机波束。然而，当增加子载波间隔时.，可用前导序列的数量减少。这可以通过为不同的UE分配不同的时间和频率资源，以及通过改变序列设计来补偿。表1给出了PRAeH前置码支持的格式建议，其中列出了一组
10、在6GHz以下使用的格式，以及另一组在6GHz以上使用的格式。CarrierfrequencyFormatnSubcarrierspacingTimeunitsT_sSlotlengthPRACHpremablelengthLengthofPRACHOFDMsymbolNumberofrepetitionsofPRACHOFDMsymbolsPRACHallocationGuardintervalMaxcellrangekHzUSusussamplesus#slotsuskmSub6GHzAO1153,255E-0210233,257165,4466,673,500,2516,752,51Al
11、1153,255E-0210466,671433666,677,0,533,335,00A21153,255E-0210933,332867266,6714,00166,6710,A31153,255E-0210866,672662466,6713,001133,3320,00A41153,25SE-02101866,67S734466,6728,002133,3320,00AS1153,255E-021028,8601666,6742,0032,30,00BO230l,628E-025117,297206,433,333,520,257,71X16Bl230l,628E-025233,331
12、433633,337,0,516,672,50B2230l,628E-025466,672867233,3314,133,335,B3230l,628E-025433,332662433,3313,00166,6710,B4230l,628E-025933,335734433,3328,00266,6710,00B5230l,628E-0251400,008601633,3342,003100,0015,Above6GHzAO81204,069E-0312529,167165,448,333,500,252,090,31Al81204z069E-0312558,33143368,337,0,5
13、4,170,63A281204,069E-03125116,67286728,3314,0018,331,25A381204,069E-03125108,33266248,3313,00116,672,50A481204,069E-03125233,33573448,3328,00216,672,50A581204,069E-03125350,860168,3342,00325,003,75BO162402,035E-0362,514,667206,44,173,520,250,960,14Bl162402,035E-0362,529,17143364,177,000,52,080,31B21
14、62402,035E-0362,558,33286724,1714,0014,170,63B3162402,O35E-O362,554,17266244,1713,0018,331,25B4162402,035E-0362,5116,67573444,1728,28,331,25BS162402,035E-0362,5175,860164,1742,312,501,88表1.:PRACHpreambIenumeroIogy6GHz以下和6GHz以上的两组都具有相同的基本结构，只有子载波间距的变化被变量“n”参数化。在低于6GHZ的载波频率内，指定了子载波间距为15kHz的六种格式（AO至A5）
15、,以及子载波间距为30kHz的六种格式（BO至B5）。format xformat x1format x2format x3format x4fornatx5500s 30kHz SCS1000s30kHzSCS1500s 30kHzSCS125s 12OkHZSCS 62.5” 24OkHZSCS250s 12OkHZSCS 125 阳 24OkHNSeS375s 120kHz SCS 187,5册 24OkHNScS图7：根据SCS重新调整PRACH前置导码格式图8给出了PBeH中配置的PRACH资源的示例。图中示出了几个SSB,每个SSB包含一个NR-PSS、一个NR-SSS和一个PBe
16、H。可能，在SSB中还将包括NR-TSS（第三同步信号）。优选地，这些SSB以不同的波束从gNB发射。每个PBCH包含一个MIB,其中这些MIB被编号为MIB1、MIB2等。在图8中gNBl的示例中，MIBl和MIB2都在相同的频率间隔内配置PRACH资源。这里,MlBI和MlB2可以指示不同的PRACH前导序列集。第二个频率间隔在MIBm中配置。第四个PBCH包含一个MIB4,与MIB1、MIB2和MIB3相比,它被分配给另一个时间间隔。然后，可以通过以下参数的组合来识别PRACH前导索引：SeaUenCe 具有71个子载波的Zadoff-Chu序列的根序列介于1到70之间 根序列的循环移位
17、。该循环移位应大于gNB激活小区中的最大RTT（往返时间）。频率资源：描述PRACH信号位置的子带索弓I 对于每个PRACH前导分配1MHZ的10MHZ载波，0到9子帧：表示PRACH前导的未来子帧的定时偏移有两个不同的子帧在上述示例中，PRACH前导码的总数等于70X10X2=1400。这明显大于LTE中的838个PRACH根序列。LTE中的时间分配非常有限，不允许PRACH前导资源的时间间隔比每秒帧长。因此，在LTE中，可能的时间分配很少。此外，由于上行链路中的单载波，LTE中的频率分配受到限制。在LTE中，PRACHPrambIe优选地被放置在系统带宽的边缘，以避免频域调度限制。这与NR
18、不同，NR将在上行链路中支持OFDM,从而简化频域调度，并允许将PRACH前导置于系统带宽内的任何位置。gNB2:ll三lllllll三llllllPRACHIPRACH!Tj!lll!prachllllllllllllillllll图8:两个gNB的同步信号(NR-PSS和NR-SSS)、MIB和PRACH资源之间的关系图8给出了两个gNB的PRAeH配置图。这里，两个gNB使用的是不重叠的时间/频率资源。未用于PRACH的资源可用于到给定gNB的其他UL传输。换句话说，在每个gNB,只有随机接入用于该gNB的资源需要从该gNB的IJL授权中排除。如果两个gNB接近，则PUSCH传输将在PRACH前置码的接收中引入干扰。然而，PUSCH传输很可能不会产生PRACH检测，因为PUSCH与PRACH前导码的相关性较低。假设每个UE解码至少一个PBCH,该PBCH包含一组PRACH前导码，UE从中选择要发送的一个。一种这样的配置可以是一个时间和频率资源以及一组PRAeH前导序列。例如，当UE在发送PRAeH前导码之前进行LBT(ListenBeforeTalk)时，具有多个时间资源的配置在未经许可的频谱中是有益的。如果LBT在一个这样的时间分配中失败，则UE可以尝试另一个时间分配。通过考虑LTE中使用的ZadoffChU以外的其他序列，可以进一步增加PRACH的容量。
